Presentación - INSTITUTO MEXICANO DEL … vertidos en la presentación que el IMCYC ... Instituto...

Presentacin

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Entre los desarrollos propiciados por el avancetecnolgico en el campo de los materiales deconstruccin est el concreto autocompactante, unatecnologa surgida en Japn que ofrece interesantesposibilidades al diseo y el colado del concreto,ademsdemejorarlaproductividad,larentabilidadyelambientedetrabajodeunaobra.Nuestro primer artculo expone sus propiedades yventajas y describe su empleo en dos obras deinfraestructuravialrealizadasenEuropa

LapreocupacindeKumarMehtaporladestruccindelosrecursosnaturalesy ladegradacinambientalenelplaneta toma cuerpo en un texto donde plantea elproblema desde la perspectiva de la industria delconcreto, a la que califica como "el consumidor msgrandederecursosnaturalestalescomoagua,gravayrocatriturada".Unavezcaracterizadalasituacin,elautorexponeloselementos que a su juicio constituyen los tres pilaresde una tecnologa del concreto compatible con eldesarrollosustentable.

Un aporte muy valioso de un profesional prestigiadoque ha dedicado su vida a la enseanza y lainvestigacindelconcreto.LaentrevistaconelarquitectoAgustnHernndeznosintroduce en la obra de este singular creador, cuyasformas geomtricas expresan un simbolismo que lastrasciende y se inscriben en una bsqueda constantede lo original que se ha plasmado en estructuras

http://www.imcyc.com/revista/2001/tarifas2000.htm

sorprendentes.La reiterada aparicin de lo personal a travs deancdotas que se van hilvanando en la conversacinpermite un acercamiento que deja al descubierto lascuriosas circunstancias que lo pusieron en el caminodelquehacerarquitectnico

Completa el temario un artculo que propone unprocedimiento para evaluar el comportamiento de laslosasdecimentacinresidencialesdeconcreto.

El enfoque se centra principalmente en la estimacinde lahorizontalidadenelmomentode laconstruccin,para lo cual se utilizan criterios estandarizados yapublicados.Sepretendeconelloaportarelementosdejuicio vlidos para determinar la incidencia que laconstruccin pudo haber tenido en las diferencias deelevacinquesebuscaexplicar

Tambin informamos acerca de los conceptos yopiniones vertidos en la presentacin que el IMCYCrealiz de Concreto 2001, el prximo de lostradicionales encuentros que peridicamente organizaelInstituto,yalcualyalosestamosinvitando.

Esta vez la cita es para septiembre en la ciudad deMxico.Tenganustedeselmayorde losxitosy,unavezms,hastalaprxima..

LicenciadoLuisMartnezArgello

InstitutoMexicanodelCementoydelConcreto,A.C.

RevistaConstruccinyTecnologaMayo2001

Todoslosderechosreservados

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http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/mayo2001.htmhttp://www.imcyc.com/http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/concretoauto.htm

Concretoautocompactante:avancesenlasposibilidadesdeldiseoyelcolado

El diseo y el colado del concreto en estructurascambian y evolucionan con los avances tecnolgicosque aspiran a incrementar al mximo la libertad dediseo, aumentar la productividad y la rentabilidad yelevarel ambientegeneral de trabajo del personal de laconstruccin.A travs de los aos, muchos desarrollos tecnolgicoshan proporcionado mayores avances en el diseo ycoladodeestructurasdeconcreto.

Las tecnologas que requieren cambios significativos,talescomoelconcretoautocompactante(CACeninglsSelfCompacting Concrete, SCC) sonms raras y, confrecuencia, difciles de dominar. El CAC se desarrolloriginalmente en la Universidad de Tokio, Japn, encolaboracin con avanzados constructores de concreto,durantelosaosochenta.El surgimiento de esta tecnologa fue motivado porpreocupaciones respecto a la homogeneidad yconsolidacin del concreto colado en obra dentro deestructurasintrincadasymuyreforzadas.

LasprincipalesventajasdelCACsonlassiguientes:

Aqusepresentanlaspropiedadesyventajasdel

concretoautocompactante,ytambinseilustrasobrelostrabajosdediseoycolado

realizadosendosconstruccionesquelo

emplearon.Laopcinessindudaatractivaparaquien

buscamejorarlaproductividadyelambientedetrabajodeuna

obra..


Elcoladoenelementosconmurosdelgadosoelementosconaccesolimitadoserealizafcilmente.Elresultadofinalesunconcretodealtodesempeo.Lafacilidaddelcoladopuededarcomoresultadoelahorrodecostosalreducirselosrequisitosdeequipoymanodeobra.Elruidoylavibracinsereducenduranteelcolado.

Propiedadesdelconcretoautocompactante

Proporcionamientodelamezcla

ElCACseproduceconcomponentesdeconcretoestndarquepuedenobtenersefcilmente.Lasproporcionesdelasmezclasbuscancrearunaltogradodefluidez,manteniendoalmismotiempounabajarelacindeagua/materialescementantes,a/mc,(0.70),locualdabacomoresultadounconcretodebajaresistencia.Ladosificacinde0.5a2.0porcientoenpesodecemento(460a1,700mL/100kg[7a26fl.oz/cwt])ylosRAARespecialmentediseadospuedenlograrlaspropiedadesdefluidezrequeridasparaobtenerunCAC.

Lagranulometraapropiadadelosagregadosylacomposicinycombinacindelosdiferentescomponentescementantessontambinelementosclaveparalograrlaspropiedadesdelconcretorequeridas.

Existennumerososmtodosparaperfeccionarlasproporcionesdeunamezcladeconcretoyelconcreto

producido:

a/mcigualalconcretoregularfluidificado,suponiendolamismaresistenciarequeridamayorvolumendefinosrequeridosqueparalamayoradelosconcretosfluidificados,porejemplo,cemento,cenizavolanteyfinosmineralesgranulometraptimadeagregados,yaltadosificacindeRAAR.

Propiedadesdelconcretofresco

ElCACsecaracterizaporunrevenimiento(dimetromedidodelconcretoquefluyehaciafueradelconoderevenimiento)de660a720mm.

Almedirelrevenimiento(figura1),seindicalafluidezdelCACysedeterminalaconsistenciaycohesindelconcreto.Aunquesehandesarrolladootrosmtodosparadeterminarconmayorprecisinlaconsistencia,fluidezycohesindetalconcreto,laCajaLeselmscomnmenteusadoparaprobarelCAC(figura2).

LascaractersticasincrementadasdefluidezrequierenconsideracionesespecialesdurantelatransportacinycolocacindelCAC,especficamente,presinincrementadasobrelascimbras.

Cuandoelconcretoescoladoencimbrasangostas,debentomarselasprecaucionesparaasegurarqueelaireencerradoescapeparaevitarvacosenelconcretoacabado.ElCACpuedeserbombeadodesdelaparteinferiordelmoldeoservertidodesdelapartesuperior.

Laalturamximadecadarecomendadaesdemenosde2metros,aunquesehareportadobuenacalidaddesuperficieconalturasdecadadehasta6metros.

ElcontenidodeairedelCACpuedevariarde1.5porcientoparaconcretosinaireincluidohasta4a6porcientoparaconcretoconaireincluido.

EltiempodefraguadodelCACessloligeramentemsaltoqueeldelconcretoregular,dependiendodeltipodeRAARutilizado.Siserequiere,puedenusarseretardadoresyaceleradoresdefraguadoparacontrolarlostiemposdefraguado.

ElCACproduceunconcretofluidoycohesivo,quesemueveatravsdecimbrasintrincadassinsegregacinosangrado,manteniendoalmismotiempoladistribucinapropiadadehuecosdeaire.

Estatecnologapermitelaproduccindeconcretoconsistente,homogneoydealtacalidad,coladoconpocaoningunavibracin.

Propiedadesdelconcretoendurecido

LaspropiedadesdelCACsonsimilaresalasdelconcretoregularconigualrelacina/mc.Lahomogeneidaddelconcretoautocompactantepuedeprobarseporanlisismicroscpico.

Loscorazonesbarrenadostomadosdeelementosdemuroadiferentesalturasnomuestrandiferenciaenresistenciaocomposicin.

LosfactoresdedurabilidadtalescomodifusindeclorurooresistenciaalacongelacinyeldeshielomuestranslopequeasdiferenciasentreelCACyelconcretofluidificadoregular.

Encuantoalasmedicionesdecontraccin,losestudiospresentanvaloresigualesovaloresligeramentemsaltosparaelCAC.Encualquiercaso,debecontrolarseelcontenidodeaguaparalimitarelcomportamientodecontraccindelCAC.

ElCACnoesunconceptonuevoparaeldiseoycoladodelconcreto.UnanuevageneracindeRAARpermiteelusodeconcretoautonivelanteenaplicacionesdondeserequiereunabajarelacina/mcparalograrlaspropiedadesrequeridasdelmaterial.Ahorapuedeusarseconcretodealtorendimientoenaplicacionesenlasqueserequierealtafluidezdel

concretoparapropsitosdeeconomayaccesibilidad.Lavibracinpuedereducirsealmnimooeliminarsecompletamente,sindejardemantenerseunaestructurahomogneadelconcreto.

Aplicacionesdelconcretoautocompactante

ElCACparalareparacindeunpuenteenRempenbrueckeUnpuentecoladoenobraenlosAlpessuizosaprincipiosdeladcadadelossesentamostrdeteriorodebidoalacorrosininducidaporcloruro.Laestructuradeconcretohabaperdidoalgodelaseccintransversal,ascomotambinlasvarillasdeaceroderefuerzo.Setuvieronqueconsiderarreparacionesdebidoaunacargaincrementadadetrnsitoycamiones,mspesadaquelaqueoriginalmentesehabaanticipado.

Eldiseoinicialdelareparacinsellevacaboennumerosasfases.Primerotenaqueremoverseelconcretodaadoydebanlimpiarselasvarillasderefuerzoexistentes.Despusseagregunasegundacapadeaceroderefuerzoalasvigasqueyatenaelpuente.

Paralaporcinsuperiordelasvigas,eldiseooriginalpreveaelreemplazodelconcretoremovidoporunanuevacapadeconcretolanzado.Laparteinferiordelasvigasdeconcretoibanaserreconstruidasmoldeandoycolandonuevoconcreto.

Elcontratistadelaobrasediocuentarpidamentedequetenaquehaberunasolucinmseconmicayqueconsumieramenostiempo.Setomladecisindecolarunanuevavigaentrelasqueyahaba(figura3).

Lasvigasyaexistentesyelladoinferiordeltablerodelpuenteformarantresladosdelasvigasrecinreparadas.Seamarraraunmoldealladoinferiordelasvigasexistentesparacrearelvacoqueseconvertiraenlanuevaviga.Elobstculoprincipaleraelcoladodelconcretoenestevaco.

Elnicoaccesoposibleeradesdelaparteinferiordela

cimbra.Lasolucinrequeraelbombeodelconcretodesdelapartedeabajo.Elreaaltamentereforzadanopermitavibracinsuficientedebidoalasrestriccionesdelacceso.Laresistenciaalacompresinrequeridadelconcretoerade40MPa.Elaceroderefuerzosecolocyfijenelladoinferiordeltablerodelpuente.

Elmoldesecolocensulugar,cerrandotodaelrea,yelCACsebombeatravsdeunanicapuertadeentrada(figura4).

Setaladraronagujerosatravsdeltableroparaasegurarqueelairepudieraescapardesdedentrodelmolde.

ParalasproporcionesdemezcladelCAC,vaselatabla1.

ElCACenlaPlazaMeinhard,enZurichActualmenteseestexcavandountneldedoblecarrilde9.4kmdelongitudentreZurichyThalwill,enelmarcodelProyecto"Bahn200".

Enlaentradadelportalexistaunasobrecargamnimadelsuelopordebajodelosedificios.Tenanquetomarsemedidasespecialesparaproporcionarapuntalamiento.Paraestepropsito,debaconstruirseunacortinadetubosporencimadelfuturotnel,desdeunazanjadeconstruccin.

Seinstalaron10tubos(figura5)entre138y150menelsubsuelopormediodegatosportatubos.Lostubosfueronhechosdeconcreto,conundimetrointernode1.25myunespesordeparedde15cm.Seinstalunaestacindegateointermedioaunterciodelalongitudparausarsesegnserequiriera.

Elmaterialexcavadofueremovidoytransferidoaunabandatransportadora,yluegotomadodesdelostubospormediodevolteadores.Seaplicunasuspensindeunalechadadebentonitaparadarsoportealterrenocircundanteylubricarlacolumnadeltubo.Seplantearonaltasdemandasdeprecisindelagaleradeavanceparaasegurarquelapropulsindelescudohidrulicodeltnelbsicoformaraunanillocontinuoyapretado.

Elespacioextremadamenteestrechoentreelfuturotnelylosedificiossemantuvotodoeltiempo.Unavezquelostubossehubieroninstalado,sellevacaboellechadeadoendosfasesdetrabajo.Enlaprimerafase,selechadeelespacioanular.Acontinuacin,seinyectyconsolidelsueloentrelostubosindividualesgateados,pormediodecuatropuertosdelechadeadopormetrodeavance.Lostubosinstaladossereforzaronconcanastasmasivasprefabricadas(figura6).

Lascanastassecolocarondentrodelostubospormediodemalacates.Unavezpreparadosdeestamanera,lostubossecolaronconconcretoenordensucesivo.ElcoladodelconcretodeestostubossellevacabousandoCAC.Lasproporcionesdemezclaparaestaoperacinseprepararonencoordinacinconlaplantadeconcretoyelproductordeladitivo.

Losrequisitosderesistenciadelconcretofueronde35MPa.Laconsistencia,sinembargo,representabaunretomuchomayordebidoaqueelconcretotenaquellenargrandestuboshorizontalmentereforzados.ElCACsecolocbajopresindebombasusandolaenergacinticaparaquefluyeradentrodelostubos.Variosductosdeventilacinpermitieronqueelaireescaparadelostubos.

Paralasproporcionesdemezcladelconcreto,vaselatabla2.Setomaronmuestrasdecorazonesdeunaseccinde30mdeconcretodelostubosysecompararonconloscilindrostomadosenlaboquilladerellenolosresultadosrevelaronlaaltahomogeneidaddelconcretocolocado.Dadaslascondicioneslocales,sedeterminqueunalongitudde50meralalongituddeseccinptimaparallenarlostubos.

Elrevenimientodelconcretocolocadovariabaentre70y75cm.ElCACpermititerminarelproyectoatiempo,manteniendoalmismotiempolacalidadrequeridadelconcretodurantetodalaobra.

Resumen

LanuevatecnologadelCACpuedeeliminaroreduciren

formaimportantelanecesidaddevibracinypermitiraslareduccindecostosdemanodeobra,mejorandoalmismotiempoelambientegeneraldetrabajoparaelpersonaldeconstruccin.

Lacolocacinmsrpidayelmenortiempoparalaterminacinpuedenmejorarlaproductividadylarentabilidad.Elincrementodelafluidezylaconsolidacinpuedemejorarlaaparienciayelevarladurabilidaddelelementoacabado.

MichaelJ.CampionesgerentedeMercadotecniadeNewConstructionparalaCorporacinSika,Lyndhurst,N.J.Tieneunaexperienciade10aosenlaindustriadelaconstruccinyesmiembroactivodePCI,NPCA,NRMCAYCCIA.

PhilippeJostesmiembrodelACIygerentedeMercadotecniadeConcreteProductionparalaCorporacinSika,N.J.EsmiembroconderechoavotodelComitsobreConcretodeAltoDesempeoyDurabilidaddelPCI.

EsteartculosepublicenConcreteInternationalysereproduceconlaautorizacindelAmericanConcreteInstitute.




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http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/presentacion.htmhttp://www.imcyc.com/http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/tecnologia.htm

TecnologadelconcretoparaundesarrolloSustentable

Con la urbanizacin e industrializacincrecientes, se ha dado un crecimientocorrespondienteen lademandamundial deairey agua limpios, eliminacin de desechos,transporte seguro y rpido de gente ymercancas, edificios residenciales eindustrialesyfuentesdeenerga.

Aunque los humanos han usado muchos tiposde materiales de construccin desde laantigedad, el concreto hecho con cementoportland ha emergido claramente como elmaterial de eleccin para las necesidades deinfraestructuramodernaenelsigloXX.

Por lo tanto,noessorprendentequehoyda laindustria del concreto sea el consumidor msgrandede recursos naturales tales comoagua,arena,gravayrocatriturada.

Deacuerdoconunaestimacin, la industriadelconcretoestconsumiendoagregadosnaturalesa una tasa de aproximadamente 8 billones detoneladascadaao.Lafabricacindelcementoportland, que se usa comnmente comoaglomerante para las mezclas de concretomoderno, tambin requiere grandes cantidades

Preocupadoporlacrisisdelosecosistemasyconvencidodequeel

desarrollosustentableeselproblemaclavedelahumanidadenelnuevosiglo,el

autorplantealanecesidaddeuntecnologadelconcretoorientadaala

preservacindelambienteyproponetreselementosesencialesparahacerla

posible..


de materiales naturales, tal como se describeenseguida.

Elconsumomundialdecementoportlandsehaelevadodemenosdedosmillonesde toneladasen1880a1.3billonesdetoneladasen1996.

Adems de otras materias primas, cadatonelada de cemento portland requiereaproximadamente1.5toneladasdepiedracalizaycantidadesconsiderablesdeenergaelctricayderivadadecombustiblesfsiles.

De acuerdo con el recientemente concluidoProtocolodelaConvencinsobreelCambiodelClima en el Marco de las Naciones Unidas,muchos pases han aceptado legalmentecompromisospara reducir las tasasdeemisinde los gases que contribuyen al calentamientoglobalparaelao2010.

Evidentemente,existeunapreocupacinpblicaquecrecerpidamente,ynosotrosnopodemoscontinuar ignorando por ms tiempo lascuestiones de los problemas de lacontaminacin ambiental por un lado, y elagotamientoirrestrictoderecursosnaturalesporelotro.Esesencialunaresolucinsatisfactoriadeestapreocupacin.

Si estas cuestiones permanecen sin resolver,presentan una clara amenaza a nuestroestndardeviday,loqueesmsimportante,atodoel tejidode los sistemas de soporte de lavida del cual depende nuestro planeta. Nosestamosacercandoaunpuntomuy importanteen la historia de la humanidad con eladvenimientodelnuevomilenio.

Amedidaqueentramosenestanuevacenturia,sera muy saludable mirar hacia atrs yreflexionar sobre las lecciones que puedenaprenderse del pasado, y construir una visinpara el futuro. A fin de avanzar en lameta de

lograr un desarrollo sustentable, obviamentetiene que llegarse a un equilibrio juicioso entredos necesidades igualmente importantes de lasociedad, es decir, la infraestructura paraapoyar un aceptable estndar de vida para lamayora de los habitantes del mundo, y laproteccindenuestromedioambiente.

Como el actor ms importante en el desarrollodelainfraestructurayunconsumidorimportantede los recursosnaturales limitados, la industriadel concreto tiene la obligacin de incorporartecnologasambientalmenteseguras.

En este artculo se identifican los elementosesenciales que, en opinin del autor, soncrucialesparaponerloscimientossobrelosquepueda construirse la estructura de unatecnologadelconcretoqueseaamigableconelmedioambiente.

Los tres elementos esenciales de estoscimientos son: conservacin de los materialespara hacer el concreto, elevacin de ladurabilidad de las estructuras y un cambioparadigmtico de un enfoque reduccionista auno holstico en la investigacin y enseanzadelatecnologadelconcreto.

Esteconceptoseilustraenlafigura1.

Para el propsito de la ex posicin, los treselementos de la figura1 se muestran comoindependientes uno del otro.En realidad, estninterrelacionadosysoninterdependientes.

Por ejemplo, la elevacin de la durabilidad delconcreto tambin conserva los recursosnaturales, y es necesario el enfoque holsticoque se discute ms adelante para tratar estoselementos.

Importanciadelproblema

Impulsados por presiones demogrficas yalimentados por la tecnologa, los ecosistemasdel mundo estn en crisis. A fin dar apoyo ams y ms gente y proporcionar mejorescondiciones de vida para la mayora, lasmquinasdelaindustriaconviertenlasmateriasprimas en productos para el consumidor a unatasa cada vez ms grande. La contaminacinambiental como un producto secundario de laactividadindustrialnoesunproblemanuevo.

Sin embargo, la crisis ambiental queconfrontamos actualmente es cuantitativa ycualitativamentediferentede cualquier otraquehayamosenfrentadoantes:simplementeporquedemasiada gente ha estado infringiendo elecosistemadelmundoduranteelpresentesigloes que el sistema como un todo no slo susdistintaspartespuedeestarenpeligro.

DeacuerdoconGordonySampatenelInformedel Instituto de Vigilancia Mundial de 1999, unobservador extraterrestre podra lgicamentellegar a la conclusin de que la conversin dematerias primas en desechos es el propsitorealdelaactividadhumanaenelplanetaTierra.

Otro tema de considerable importancia para elfuturo es la gran disparidad en los estndaresde vida en diferentes partes del mundo.Nosotrosestamosdivididosendosmundosquecoexisten uno al lado del otro, y ambos estnempeados en explotar los recursos naturalesdelatierra.

Elprimermundodisfrutadeunaltoestndardevidayestformadoporlaspersonasquevivenen Amrica del Norte, Europa Occidental yJapn,yquecomprendenaproximadamente10porcientode lapoblacindelmundo,pero queregistran aproximadamente 70 por ciento delconsumototaldeenerga.

Estas economas estn impulsadas por el

consumismo, y generan considerablesdesechos y contaminacin en una base percpita.Las personas en Asia (excepto Japn),fricayAmricadelSur,enunnmerodecasi5billones,formanelsegundomundo.

Por varias razones, incluyendo altas tasas decrecimiento de la poblacin, estos ltimospases estn menos desarrolladosindustrialmente y tienen un estndar de vidamuchomsbajo.

Ajuzgarporelnmerodegrandesproyectosdeinfraestructura que se estn desarrollandoactualmenteenEuropaOccidental,AmricadelNorte y Japn, es obvio que el mundoindustrialmenteavanzadonoestdisminuyendoelusode los recursosnaturales limitadosde latierra.Almismotiempo,elmundodelospasesmenosdesarrolladoshaaceleradograndementeel ritmo de industrializacin en un intento delograr un mejor nivel de vida para las masaspobres.

Noes difcil imaginar el resultado final de esteproceso: la continuacin de altas tasas deconsumo de recursos naturales por un lado ylas correspondientes altas tasas decontaminacin ambiental por el otro.Claramente,esinevitableundesastreambientalenelnivelglobal,amenosque tantoelmundoindustrialmente rico como el industrialmentepobrecompartanpor igual laresponsabilidaddeencontrar y adoptar tecnologas para undesarrollosustentable.

Ladefinicindedesarrollosustentable

La Cumbre de la Tierra de 1992 en Ro deJaneiro defini el desarrollo sustentable comouna actividad econmica que est en armonacon el ecosistema de la tierra. En un mundoideal,lamejormaneradeasegurarundesarrollosustentable sera practicando un sistema de

truequeconlascosasquegenerosamentedalatierra,enelcualloshumanostomarantanpococomo fuera posible de las cosas buenas, yregresaran tan poco como fuera posible de lascosasmalas.

Aunque nosotros nunca podamos cumplir estaregla de oro, podemos al menos tratar deprocurarla en todas nuestras actividadeseconmicas e industriales. Aunque lasindustriasdelvidrio,papel,plsticoyhierrohanestadoreciclandoexitosamentealgunosdesusproductos secundarios en la fabricacin denuevosproductos,estonoesposibleenelcasodetodaslasindustrias.Porejemplo, loshornosmetalrgicos producen grandes cantidades deescoria, y las plantas termoelctricas queutilizancarbnproducenenormesvolmenesdecenizadecarbn.

Estos subproductos no pueden ser recicladosnuevamenteenlasindustriasquelosproducen.Sin embargo, nosotros estaramos siguiendo elespritude la regladeorosi furamoscapacesde usar los productos secundarios de unaindustria como materias primas para otrasindustrias, en vez de eliminarlos en tierras derelleno y en estanques. Este reciclaje o"ecologa industrial" lo estn practicando cadavez ms las industrias del cemento y delconcreto. Sin embargo, es necesario hacermuchoms.

Tecnologa del concreto para un desarrollosustentable

Nosotroshemosidentificadounfundamentoquecomprende al menos tres elementos que sonnecesarios para apoyar la estructura de unatecnologa del concreto amiga del medioambiente para un desarrollo sustentable(figura1). Estos elementos se exponenindividualmenteacontinuacin.

Conservacin de los materiales para hacerconcreto

Los agregados, el cemento y el agua son loscomponentesprimariosdelconcreto.Esposibleconservar grandes cantidades de cada uno deestos recursos con la adopcin de lastecnologas amigables del medio ambientedescritas en publicaciones recientes. Porejemplo, la literaturapublicada tienenumerosashistoriasdecasosde la sustitucinexitosadelagregado natural por el concreto trituradoproveniente de la demolicin y de obras deconstruccin.

El agua reciclada de las plantas de concretopremezclado ha sido satisfactoriamente usadacomo sustituto de agua fresca de mezcladoparaelconcreto.Enesteartculonosetienelaintencindecubrircondetalleestetema.

Sin embargo, sobre la cuestin de laconservacin del cemento portland, que es devital importancia, el autor quisiera citar acontinuacin dos prrafos de un documentoanterior.2

Elobjetivodeundesarrollosustentableparalasindustrias del cemento y del concreto puedealcanzarse si hacemos un esfuerzo serioencaminado a la utilizacin completa de lossubproductos cementantes y puzolnicosproducidosporlasplantasdeenergaelctricaylasindustriasmetalrgicas.

Deacuerdo conManz,3 en 1992 se produjeron500millonesdetoneladasdecenizadecarbn,y nicamente 32 millones de toneladas fueronusadas como puzolana por las industrias delcemento y del concreto, lo que representaaproximadamente7porcientodelacenizatotaldisponible.

La produccin anual actual de la ceniza de

carbn se estima en aproximadamente 650millonesde toneladas,de lascuales,almenos70 por ciento, o 450millones de toneladas, escenizavolanteo ceniza fina,quegeneralmentees adecuada para usarse como puzolana. Hoyda,latasaanualdeconsumodecenizavolanteen el nivel mundial por parte de las industriasdel cemento y del concreto se estima enaproximadamente 35 millones de toneladas, loqueesdeprimentementebajo.

Otrosubproductoqueseusaparalasustitucindelcementoeslaescoriadelosaltoshornosdehierro. Aunque la produccin mundial de estaescoriaesdeaproximadamente100millonesdetoneladas por ao, su tasa de utilizacin comosustitutodelcementoestodavabaja,debidoaque, en muchos pases, solamente unapequeaporcinde laescoriaesprocesadaenlaformacementante.

El autor2 se sorprendi al hacer undescubrimiento interesante: cantidadesrelativamente grandes de ceniza de carbneliminables y de escoria de altos hornos dehierro eliminables estn disponiblesprecisamenteenaquellospasesquerequerirngrandescantidadesdecementoenelfuturo.

Por ejemplo, China e India juntos producenaproximadamente200millonesde toneladasdecenizadecarbncadaao.Rusiay lospaseseuropeos, principalmente Polonia y la antiguaChecoslovaquia,Rumania,Alemania,EspaayelReinoUnido,producenaproximadamente250millones de toneladas de ceniza de carbn porao. Adems, al menos 50 millones detoneladas de la produccin anual total de 100millones de toneladas de escoria de altoshornosvienedeChina,IndiayEuropa.

Almismotiempo,ntesequecasi450millonesdetoneladasdelincrementototalproyectadoenel consumo del ao 2005 se espera que

provengadeestospases(tabla1).

Debera ser inmediatamente obvio que, sipodemosencontrar lamaneradeusar todao lamayorpartedelacenizadecarbndisponibleyde laescoriade altos hornos de hierro, ya seaen forma de cemento portland combinado ocomo aditivos minerales en el concreto,seramoscapacesdesatisfacer lademandadecementoproyectadaparaelao2005sinningnincremento en la capacidad presente de laproduccindeclinklerdecementoportland.

Deestamanerapuedeasegurarseundesarrollosustentablede las industriasdel cementoydelconcreto, tal como se defini previamente.Considerando los beneficios ecolgicosadicionalesquesedescribenacontinuacin,esdifcilimaginarunamejorsolucinalproblema.

Casi90porcientode lacenizadecarbnydela escoria metalrgica que se produceactualmente termina finalmenteenaplicacionesde poco valor, tales como rellenos de tierra obases de carretera, o simplemente se eliminaenestanquesypilasdereserva.Laeliminacinde esta manera no es solamente undesperdicio,sinoqueademsesdainoparalasalud humana, ya que estos materialescontribuyen a la contaminacin de la tierra, elaireyelaguadelsubsuelo.

Estos materiales de los subproductosgeneralmente tienen metales txicos. Laindustria del concreto proporciona un vehculopreferido para su uso y eliminacin, ya que lamayora de los metales dainos pueden serinmovilizados y seguramente incorporados enlos productos de hidratacin del cemento. Dehecho,debidoasugrantamao,laindustriadelconcretoesprobablementeelhogaridealparalaeliminacinsegurayeconmicademillonesdetoneladasdesubproductos.

Con base en un estudio hecho por Schiessl yHohberg,4 la figura 2 muestra la excelentecompatibilidad ambiental de un mortero hechoconunamezcladecementoycenizavolante.

En una prueba de lixiviacin real (prueba detanque), los autores reportaron que nicamente0.09 mg/kg de zinc y 0.15 mg/kg de cromiofueron lixiviados de un mortero de cementoceniza volante, cuando las cantidades totalesdelosmetalesagregadosalmorterofueron185mg/kgy53mg/kg,respectivamente.

Cuando se aumentaron en proporcin a losgrandes elementos de concreto que tienenrelaciones de superficieavolumenmuchomspequeas, se vio que estos nmeros seraninsignificantes.

Dadas las enormes ventajas que son posiblesconlasustitucinagranescaladelcementoporproductos puzolnicos y cementantes, esrealmente posible acelerar su uso en lasindustriasdelcementoydelconcreto,comosepretendeaqu?

En el artculo anterior del autor,2 se exponencon ms detalle los mayores obstculos queevitan altas tasas de utilizacin desubproductos industriales en el concreto, lassugerencias para vencer estos obstculos ehistoriasde casos del uso de altos volmenesde ceniza volante. Malhotra1 y Langley yLeaman5 reportan las aplicaciones de campodel concreto estructural de alta calidad, con elreemplazo de hasta 60 por ciento de cementopor ceniza volante clase F o clase C segnASTM.

En un documento anterior,6 el autor citaejemplos de presas de concreto y pavimentosde concreto para autopistas compactadas conrodillos,conelreemplazode70a80porcientode cemento por ceniza volante, e inclusive

cenizavolantenoestndar.

Aumentode ladurabilidadde lasestructurasdeconcreto

Talcomo se dijo antes, los recursos naturalesde la tierra se conservan cuando la vida deservicio de un producto manufacturado seprolonga. Recientemente, se han desarrolladonumerososmaterialesymtodosparaelevar ladurabilidaddelasestructurasdeconcreto.

Debido al alto costo de los materiales y lastecnologas complejas involucradas, solo hanencontrado aplicaciones limitadas. El concretoordinario es el material de eleccin para laconstruccin debido a que es un productorelativamente econmico y de tecnologasimple.

Por lo tanto, el reto consiste en hacer que elconcreto ordinario sea un material deconstruccindealto rendimientoymuydurableparalasestructurasfuturas.

Es de conocimiento general que las causasmsimportantesdeldeteriorodeestructurasdeconcretoreforzadosonlacorrosindelaceroderefuerzo, la exposicin a ciclos de congelaciny deshielo, la reaccin lcalislice y el ataquedesulfatos.Apartirde larevisinde lahistoriadecasosdedegradacindelconcreto,elautor7desarroll un enfoque holstico que abarca lascausas ms importantes del deterioro delconcreto.

Esteenfoqueestbasadoen laexperienciadecampo, que demuestra que con cada una deestas cuatro causas de deterioro del concreto,un alto grado de saturacin de agua es unprerrequisitoparalosmecanismosresponsablesdelaexpansinyelagrietamientodelconcreto.

Por lo tanto, la impermeabilidad del concreto,

que es la primera lnea de defensa contra unambiente hostil, debe de alguna maneraquebrantarse antes de que el material seaseriamente daado. Los datos indican que, encomparacin con otras propiedades, laintegridadolasanidaddelconcreto,esdecir,lainmunidad frente al agrietamiento, estntimamente relacionada con la durabilidad delmismo.

UnextensoreportedeBurrows8hademostradodemaneraconcluyentequelaprcticamodernade la construccin con concreto no pone ladebidaatencinalasdoscausasprincipalesdelagrietamiento temprano del concreto, es decir,la contraccin trmica y la contraccin porsecado.

Impulsadas por la gran velocidad deconstruccin, las mezclas de concreto tiendenactualmente a tener un alto contenido decemento portland normal o de alta resistenciatemprana. La extensibilidad o resistencia alagrietamiento de tales concretos sern bajasdebido al incremento de la contraccin porsecado, la contraccin trmica y el mduloelstico, por un lado, y a una reduccin en elcoeficientedefluencia,porelotro.

Esta es la razn por la cual las mezclas deconcreto de alta resistencia temprana sonmsvulnerablesalagrietamientoquelasmezclasdeconcreto moderadas o de baja resistencia.Tradicionalmente, el agrietamiento estructuralsecontrolaconelusodesuficienterefuerzodeacero,pero,comoseexplicaacontinuacin, lasustitucin de algunas grietas anchas pornumerosasmicrogrietas invisibles e imposiblesde medir no es una buena solucin para losproblemasdedurabilidaddelconcreto.

Lasconsideracionestericasprecedentesestnconfirmadas por la experiencia de campo. En1995, el ProgramaNacional de Investigacin y

Cooperacin de Carreteras de Estados Unidosrealizunaencuestade tablerosdepuentesdeconcreto recin construidos. Al notar que msde cien mil tableros de puente mostrabangrietas transversales, inclusive antes de queuna estructura cumpliera un mes, Rogalla yotros9llegaronalassiguientesconclusiones:

Una combinacin de contraccin trmica ycontraccin por secado fue la causa de lamayora de las grietas, y no las cargas detrnsitoolavibracinduranteelendurecimientodelconcreto.

Por lo regular, los tableros estn hechos deconcreto de alta resistencia. Estos concretostienenunaltomdulodeelasticidadaunaedadtemprana.Por lo tanto, los tableros desarrollangrandes esfuerzos para un cambio detemperaturadadoounacantidaddecontraccinpor secado, y lo que es ms importante, haypoca fluencia del concreto para aliviar estosesfuerzos.

Los concretos de alta resistencia contienenhabitualmentemscemento.Por lo tanto, se contraen ms y producentemperaturas ms altas durante la hidratacintemprana. Los cementos modernos son aptospara causar agrietamiento debido a que sonms finos y poseen contenidos ms altos desulfatoylcalis.

Enpocaspalabras,deacuerdoconunenfoqueholsticodeldeteriorodelconcreto,unconcretobienconstruidoyapropiadamenteconsolidadoycurado permanecer esencialmenteimpermeable,tantotiempocomolosporosylasgrietas presentes no formen una redinterconectada de rutas que conduzcan a lasuperficie.Lascargasestructurales,as como losefectosde intemperismo tales como la exposicin aciclos de calentamientoenfriamiento y

humedecimientosecado, facilitan lapropagacin de microgrietas, que normalmentepreexisten en la zona de transicin entre elmorterodecementoyelagregadogruesoenelconcreto.Estosucededurante laprimeraetapadelainteraccinestructuramedioambiente.

Una vez que el concreto ha perdido laimpermeabilidad,puedellegarasaturarse,y losionesdainospuedentambinmoversehaciaelinterior.Estomarcaelprincipiode lasegundaetapadela interaccin estructuramedio ambiente,durante la cual tiene lugar el deterioro delconcreto a travs de ciclos sucesivos deexpansin, agrietamiento, prdida de masa eincrementoenlapermeabilidad.

Cuandoelagrietamientotrmicoyladurabilidadtienenunaimportanciaprimordial,laexperienciamuestra que la solucin ms rentable es elreemplazodeunapartedelcementoportlanddelamezcladeconcretoporcenizavolanteoporescoria,a lavezquesecumplen los requisitosde fraguado y endurecimiento de la obra encondicionesambientalesdadas.Lasmezclasdeconcretoquecontienencenizavolante o escoria tienden a tener una zona detransicinmsfuerte(lazonainterfacialentrelapastadecementoy laspartculasdeagregadogrueso), son menos propensas almicroagrietamiento y tienen una durabilidadestructural mejorada a travs de laimpermeabilidad prolongada durante la vida deservicio.

Solucionesmscostosasparaelevarlavidadeserviciodeunaestructuradeconcretoreforzadoincluyen el uso de aditivos inhibidores decorrosin, acero de refuerzo, revestimientoepxico, revestimientos exteriores paraconcretoyproteccincatdicade laestructura.Adems, existen datos limitados sobre laextensin de la vida de servicio a travs de la

adopcindeestosmtodos.

Los comentarios anteriores sobre la elevacindeladurabilidaddeestructurasdeconcretosonaplicables a la construccin nueva. Por elinters de la economa de costos y laconservacinde recursos,nodebe ignorarse laelevacin de la vida de servicio de lasestructurasdeconcretoexistentespormediodelareparacinylarehabilitacin.

Debido al tremendo crecimiento de la industriadelareparacindelconcretoenaosrecientes,noesposiblecubrireltemaenesteartculo.Noobstante, puede notarse que el concretosuperfluidificado que contiene ceniza volante yhumo de slice, los revestimientos exterioresparaelconcretoy laproteccincatdicade lasestructuras estn siendo cada vez msconsideradaspara prolongar la vida de serviciode estructuras existentes expuestas acondicionesseverasambientales.

Enfoque holstico para la investigacin yenseanzadelatecnologadelconcreto

Entre los investigadores experimentados en elrea de durabilidad del concreto, existe unaapreciacin cada vez mayor del valor de unenfoque holstico en la investigacin de latecnologadelconcretoy laprcticadecampo.Talcomoseexponeenloquesigue,elenfoquereduccionista prevaleciente es, de hecho,responsabledemuchasprcticasderrochadorasactualesdelatecnologadelconcreto.

De acuerdo con este enfoque, todos losaspectos de un sistema complejo pueden sercompletamente comprendidos y controladosreducindolos a sus partes y considerandonicamente una parte cada vez. Comoresultado, las especificaciones y los mtodosde prueba para la durabilidad del concreto handejado de considerar que la durabilidad no es

una propiedad intrnseca dependientenicamente de losmateriales con que se haceelconcretoylasproporcionesdelamezcla.

Es un criterio de comportamiento holstico(perteneciente a toda la estructura), que sedetermina por otros varios factores, incluyendocondiciones de exposicin ambiental, diseoestructural y tecnologa de procesamiento delconcreto.

Con base en su amplia experiencia en eldeterioro del concreto debido a la reaccinlcalislice (RAS en ingls: lcalislicareaction, ASR), Idorn10 ha hecho una muyinteresantedescripcindelascensoydescensodeseisdcadasde investigacinde tecnologadelconcreto,laque,ensuopinin,hallegadoaser gradualmente infectada con la filosofareduccionistayelempirismodellaboratorio.

De acuerdo con Idorn, se han desarrolladoaproximadamente 40 mtodos de pruebadurante el curso de la investigacin sobre laRAS,peroningunodeellos,incluyendoelC289y el C227 del ASTM, puede establecer si unagregadoreactivo causar una reaccin dainaonodainasiseusaenelconcretodecampo.A pesar del hecho de que una reaccin dainaha predominado en la prctica de campo, laadopcindeunapolticasin riesgosde laRASen Estados Unidos ha llevado al rechazo decementos con alto contenido de lcalis y demuchos depsitos de agregados que fueronencontrados reactivos en las pruebas delaboratorio.

Por otro lado, los pases ms pequeos comoDinamarcae Islandia,endondeno se disponadecementosconbajocontenidodelcalisylosagregados reactivos eran abundantes, hanbuscadoafanosayexitosamenteunapolticadebajo riesgodeRAS,deacuerdocon la cual unaditivo puzolnico (es decir, arcilla calcinada o

humodeslice),se incorporalconcretohechocon cemento con alto contenido de lcalis yagregados reactivos. La poltica de bajo riesgode RAS es claramente holstica, ya quedesanima el desperdicio de materiales ypromueve el uso de subproductos industrialestalescomoelhumodesliceylacenizavolanteparaelevarladurabilidaddelconcreto.

De manera similar, en una revisin lcida delataque de lcaliagregado en el concreto,Swamy11establecique "paraatacar y causardao",debenestarpresenteslostreselementosde la triada, es decir, suficientes lcalis en elconcreto, una cantidad crtica del agregadoreactivo y suficiente humedad". Tambinobserv que, en un ambiente hmedo, lapresin por hinchamiento del gel de la RAStienepocasprobabilidadesdecrearsituacionesde peligro estructural en un elemento deconcretoreforzadobiendiseado.

Las implicaciones econmicas y ecolgicas delas conclusiones de Swamy son muy claras.Porejemplo,noesnecesariorechazarmateriasprimas con alto contenido de lcalis para lafabricacin de cemento, o los agregadosreactivosparahacerlasmezclasdeconcreto,acondicin de que la estructura de concretopermanezcasecadurantesuvidadeservicio,yque est apropiadamente reforzada. Esta esuna buena ilustracin de un enfoque holsticopara la durabilidad que considera lascondiciones climticas y el diseo estructural,adems de los materiales para hacer elconcreto, las proporciones de la mezcla y losmtodosdeprocesamiento.

Un tema altamente controvertido en latecnologadelconcretoactualmentees el daocausado por el fenmeno FRE (formacinretardada de etringita en ingls:delayedettringite formation, DEF). Empleando unenfoque holstico, Collepardi12 ha llegado a la

conclusin de que ocurrira un alto riesgo dedao debido a la FRE, solamente si las trescondiciones siguientes estuvieran presentes:liberacin tarda de sulfatos,microgrietas en elconcreto y exposicin al agua. Una vez ms,las implicaciones econmicas y ecolgicas deestaconclusinsonprofundas.

Por ejemplo, para la produccin de clinker decemento portland, no es necesario detener eluso de combustibles secundarios tales comollantas viejas de automviles y coque depetrleo, que usualmente contienen altascantidades de azufre. Desde el punto de vistaeconmico y ecolgico, una solucin preferiblees reducir las posibilidades de agrietamiento ymicroagrietamiento excesivo y de penetracindeaguadurantelavidadeserviciodelconcretohecho con un cemento portland que contienecantidadesdesulfatomsaltasquelonormal.

Puedenotarsequeunenfoqueholsticonodebeconfundirseconunenfoquedesistemas,elcualse practica comnmente en la solucin deproblemascomplejos.Unenfoqueintegradoqueconsidera tanto el diseo estructural como losaspectos de durabilidad estructural es un buenejemplo de un enfoque de sistemas. Sinembargo, no es lo suficientemente amplio paraser llamadoholstico.Elenfoqueholstico tienesus races en la idea de que el todo existeantes que las partes. Por ejemplo, el enfoqueholsticoconsideraa lasociedadcomoun todoya la industriadelconcretocomounapartedeesetodo.

Por lo tanto,ademsdeproveerunmaterialdeconstruccin de bajo costo, la industria delconcreto debe asumir la responsabilidad deotras necesidades sociales, por ejemplo, laconservacin de los recursos naturales de laTierra y la eliminacin segura de los desechoscontaminantes producidos por otras industrias,tal como se discuti previamente. En pocas

palabras, si el desarrollo sustentable es unarueda,y laconservacinde losmaterialesparahacerelconcretoy ladurabilidadson los rayosdeesa rueda,entoncesel enfoque holstico enla tecnologa del concreto es el pernomaestrodelarueda.

La pregunta difcil es: Cmo podemosnosotros lograr un cambio paradigmtico haciaun enfoque holstico desde las prcticasreduccionistasactualmenteprevalecientesenlaindustria? A fin de desarrollar una prctica decampoholsticaparalaindustriadelconcreto,lainvestigacin en tecnologa del concreto debeprimero convertirse en holstica, y lainvestigacin en tecnologa del concreto no sevolver holstica sin una transformacin msimportante de las mentes que guan la actualenseanza de la ingeniera en general, y laenseanza de la ciencia del concreto enparticular.

Por supuesto, para desarrollar una tecnologaholstica del concreto, el proceso de reformadebe empezar en las universidades. Estnproveyendo las universidades el entrenamientoadecuado a las futuras generaciones deingenieros y tecnlogos para resolver lascuestionesdeladurabilidaddelconcretoydelaeliminacin libre de contaminacin de grandescantidadesdesubproductos industrialesdeunamaneraholstica?

A juzgar por el gran nmero de cursos detecnologa del concreto y los curricula de laenseanzade la ingeniera enel nivelmundial,la situacin parece consternante. Por ejemplo,una encuesta en 1995 de las escuelas deingenieracivilenEstadosUnidosmostrquelamayora de los alumnos que estaban porgraduarse reciban solamente una exposicininsignificantede temasdeconcretoycemento,ofrecidos como parte de un curso obligatoriosobretodoslosmaterialesdelaingeniera.

Menos de la mitad de las instituciones querespondieron el cuestionario ofrecan un cursoopcional de un semestre de tecnologa delconcreto.Difcilmente algunos de estos cursosse ofrecen en el nivel de graduados, y sloalgunos estudiantes se embarcan en lainvestigacin experimental del concreto.Obviamente, la enseanza de la tecnologa delconcretorequiereunareestructuracincompletaantes de llegar a ser capaz de resolver lasingentesnecesidadesdelasociedad.

Dehecho,esta faltadeunenfoqueholsticoesuna cuestin mucho ms seria que abarca elcampo completo de la educacin general hoyda. En un libro recientemente publicado,Wilson13 escribe: "La mayora de lascuestiones que fastidian a la humanidaddiariamente conflictos tnicos, escaladaarmamentista, sobrepoblacin, aborto, medioambiente,pobrezaendmica,paracitaralgunosque se presentan ms persistentemente antenosotrosnopuedenserresueltossinintegrarelconocimiento de las ciencias naturales con eldelascienciassocialesylashumanidades.

Solamente el flujo a travs de estas fronterasproporcionar una visin clara del mundo talcomo realmente es: no puede adquirirse unaperspectiva equilibrada estudiando lasdisciplinas en partes separadas, sinoms bienprocurandolograrconsilienciaentreellas".

Qu es consiliencia? Consiliencia se definecomolaunificacindelconocimientoligando loshechos y las intuiciones por medio dedisciplinas para crear una base comn para laaccin.Wilson cita un ejemplo para ilustrar supunto de vista. Una versin adaptada delejemplodeWilsonsemuestraenlafigura3.Sedibujandos lneasquese interceptan formandounacruz.

Un cuadrante se designa como desarrollo

socioeconmico,el siguientecomociencias delavida,elsiguientecomoticayelltimocomopoltica ambiental. De acuerdo con Wilson,nosotros intuitivamente pensamos que estoscuatrodominiosestnntimamenteconectados,de modo que una pregunta racional en unoproporcionainformacinparaelrazonamientoenlos otros tres no obstante, cada dominiopermanece aparte en el pensamientocontemporneo con sus propios practicantes,lenguaje, modos de anlisis y estndares devalidacin.

El resultado es la confusin. Ahora bien, si sedibuja una serie de crculos concntricosalrededor del punto de interseccin, es en elanilloqueestmscercadelainterseccin(endonde existe la mayor parte de los problemasdel mundo real) donde el anlisis fundamentalesmsnecesario, y sin embargo, virtualmenteno existen mapas que puedan guiarnos.nicamente en la imaginacin podemosnosotros viajar en el sentido de lasmanecillasde un reloj desde el reconocimiento de lasnecesidadesdeinfraestructuraparaeldesarrollosocioeconmico de la sociedad hasta laseleccin de soluciones basadas en lasciencias biolgicas, las cuestiones ticasinvolucradas en la consecucin de la justiciaglobal social, y luego el desarrollo de unapolticaambientalsegura.

Puesto que, en todas partes, los gobiernos nosaben qu hacer para identificar las mejorespolticas para la utilizacin de los recursosnaturales, eso demuestra que el desarrollosustentable todava no es una ciencia esapenas un arte primitivo cuyos beneficioseconmicos, sociales y psicolgicospermanecen completamente inexplorados.Wilson13 dice que ha llegado la hora de lograresteobjetivoenlarealidad.

De acuerdo con l, la cuestin de cun

acertadamente se puede elegir una polticadepender de la facilidad con que el pblicoeducado, no solamente los intelectuales y loslderespolticos,puedapensaracercadeestosy otros circuitos similares, empezando desdecualquier punto y movindose en cualquierdireccin. Esto requiere evidentemente unenfoque holstico en la educacin pblica. Unmodelo simplificado para la evolucin de latecnologa para el desarrollo sustentable semuestra en la figura 4. Los tres crculos, consolamenteunpequeoespacioquese traslapaentreellos,representanelestadodelarte.

Ocurrir un crecimiento significativo del reaocupada por la TDS (tecnologa para eldesarrollosustentableeningls: technologyforsustainabledevelopment,TSD)cuandohayauntraslape considerable entre los crculos.En lostres crculos ya se estn llevando a caboesfuerzos para integrar las tecnologassocioeconmicas y de desarrollo con una basecientfica unificada que incluye tanto lascienciasfsicascomolasdelavida.

Es el crculo que representa la tica y losvaloreshumanoselquenecesitamsatencin,yaquelatecnologa,amenosqueseatemperecon valores humanos, puede llevar a la razahumanaaconsecuenciasdesastrosas.

Conclusin

No tenemos que esperar que los desastresambientales nos enseen cmo lograr undesarrollo sustentable. Con toda seguridad,nosotroshabremosdesercapacesdetenerunavisin, y luego de dar nueva forma a nuestravidaenesteplaneta,detalmaneraqueofrezcabienestar a largo plazo en vez de poner enriesgolasupervivenciadefuturasgeneraciones.

Son inminentes un nuevo siglo y un nuevomilenio. Este es un tiempo apropiado para

considerar las necesidades futuras de lasociedadydequmaneraellaspuedenafectarla industria del concreto. Entre las fuerzas quevan dando forma almundo delmaana est elcrecimiento poblacional sin precedente, laindustralizacin y urbanizacin creciente y lasamenazas al medio ambiente por lacontaminacinincontrolable.

Enpocaspalabras,eldesarrollosustentablehaemergido como el problema clave para elsiguiente siglo. El problema consiste en que eldesarrollo sustentable es un arte cuyosbeneficioseconmicos, socialesypsicolgicosestn todava por ser completamenteexplorados. En el futuro, ser necesaria unareestructuracin completa de la educacinpblica para que traiga consigo una era dedesarrollosustentable.

Mientras tanto, puesto que la industria delconcreto es el actor ms importante parasatisfacerlasnecesidadesdeinfraestructuradenuestra sociedad en proceso deindustrializacin, y por lo tanto, el consumidorms grande de recursos naturales, nosotrospodemos empezar el proceso de desarrollosustentable por medio de la adopcin detecnologas de conservacin demateriales, demtodos para aumentar la durabilidad, y de laafanosabsquedadeinvestigacinyeducacinholsticasenlatecnologadelconcreto.

Referencias

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2. Mehta, P.K., "Role of pozzolanic andcementitious materials in sustainabledevelopmentoftheconcreteindustry",en:V.M.Malhotra (ed.), Fly ash, slag, silica fume andother natural pozzolans, SP178, American

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3. Manz, O.E., "Worldwide production of coalash and utilization in concrete and otherproduction",Fuel,vol.76,nm.8,1997,pp.691696.

4. Schiessl, P., e I. Hohberg, "Environmentalcompatibility of cementbased buildingmaterials", Proceedings of theMario CollepardiSymposium on Advances in ConcreteTechnology,1997,pp.2748.

5.Langley,W.S.yG.H.Leamen,"Practicalusesof highvolume fly ash in concrete utilizing alowcalciumflyash",en:V.M.Malhotra(ed.),Flyash, slag, silica fume and other naturalpozzolans, SP178, American ConcreteInstitute,FarmingtonHills,Mich.,1998,pp.545574.

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8. Burrows, R.W., "The visible and invisiblecraking of concrete", monografa nm.11,American Concrete Institute, Farmington Hills,Mich.,1999,78pp.

9.Rogalla,E.A.,P.D.Kraus yD.B.McDonald,"Reducing transverse cracking in new concretebridge decks", Concrete Construction, vol. 40,1995, pp. 735738. 10. Idorn, G.M., Concreteprogress from Antiquity to the Third Millenium,ThomasTelfordPublishing, Londres, 1997, 395pp.11.Swamy,R.N.,"Alkaliaggregatereaction:The bogeyman of concrete", en: P.K. Mehta(ed.),Concrete technology:Past , present, and

future, SP144, American Concrete Institute,Farmington Hills Mich., 1994, pp. 105140. 12.Collepardi,M.,"Aholisticapproachtoconcretedamage induced by delayed ettringiteformation", Proceedings of theMarioCollepardiSymposium on Advances in ConcreteTechnology, 1997, pp. 373396. 13. Wilson,E.O., Consilience, the unity of knowledge,Alfred Knopf Inc., 1998, 325 pp. P. KumarMehta es Profesor Emrito de Ingeniera Civilde la Universidad de Berkeley, California.Recientemente se jubil, despus de 30 aosenesa facultad.Miembro del ACI, es autor denumerosos estudios sobre las propiedades delconcreto y materiales cementantes para laconstruccin. En la reciente convencin deChicago,Ill.,fuegalardonadoconelPremioa laPrctica en la Construccin del ACI por unartculodejuliode1997,publicadoenConcreteInternational,sobrecuestionesde ladurabilidaddel concretoparael sigloXXI.EsteartculosepublicenConcreteInternationalysereproducecon la autorizacin del American ConcreteInstitute.




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EntrevistaconAgustnHernndez

AdrianaReyes

Dechicomegustaba jugarahacercosasmecnicasy elctricas mi intencin era estudiar ingenieramecnica y elctrica, pero mi hermano cursabaarquitecturaymimamseimpusoparaqueestudiaralo mismo" as refiere Agustn Hernndez lascircunstanciasquelollevaronaserarquitecto.Platicaque su madre haca sus propios planos:"... ellaconstruaconsusalbailes,legustabalaarquitectura,deca que ser arquitectos era la manera de serindependientes,denotenerjefes".

Eltiempotranscurri,paselprimeraodelacarrerayelsegundo, "congranresistencia", recuerda.Luegole empez a gustar la arquitectura y naci su ideainventiva, que es siempre hacer algo diferente, tantofuncional como estructuralmente. "Ese ha sido micamino, la bsqueda de lo original, lo nuncarealizado", resume.Yagrega: "Param, la estructuraesunfactordeterminante:formayfuncinsonnicas,nopuedevivirlaunasinlaotraescomoentodaslasorganizacionesvegetales".

Agustn Hernndez termin la carrera se recibipresentando como tesis el proyecto de un centro de

Launiformidadnolegusta.AgustnHernndezrecreaaquellossmboloscapacesdealbergarlas

actividadeshumanas:taludes,grecasycrucesprehispnicasarcosconventuales,tringulos,

cuadrados,crculos.Vaenbuscadelasdiferentesformasque

cobrannuevavidaenbarro,acero,concreto,aluminioestructurasque

dialoganconlanaturalezayelpasadoenunatcitainvitacinal

futuro..


cultura de arte moderno, el cual "fue muy aceptadoporgentecomoDiegoRiverayeldoctorAtl tenauntoque nacionalista", seala. A su juicio, no pudollevarlo a la prctica porque los clientes eranconservadores,peropocoapocoempezavalorarsey aceptarse su propuesta, gracias a que cont conunaclientela"msvaliente,genteconeldeseodenorepetirloyausadoybuscaralgovanguardista".

Sus intenciones han sido desde entonces buscaraquello que se pueda rescatar y ser funcional paracrearunaarquitecturagenuina,nacionalista,quetengaproyeccinuniversal.

Losmateriales,elsimbolismo

"Yotengounanteproyectoyesepideelmaterial

por ejemplo, La Casa en el Aire requera que elsoporte fuera concreto pero utilizar slo concretohubiera resultadomuycaroynohubieradado la ideade concreto a presin. Siempre he buscado losmateriales para que trabajen como debe ser", dice,refirindose a una construccin que, a juicio de laarquitectaAdrianaBauelos,hatransgredidocualquieranalogaydemuestraanteunadevaluadamodernidadqueexistenobrasdegranvala.

Lacasa se erige sobre dos placas de concreto parapermitir lapenetracinhorizontaldevariosvolmenesdesfasadosdentrodeexactasperforacionescircularesquesesuspendenenasombrosoequilibrio:lacasaseproyecta en el aire. Al manejarse pocos materialesparasuejecucin aceroy concreto, se logr que altrmino de la obra se pudieran apreciar exterioreslimpiosquecontrastanensuinteriorconelempleodela madera, que brinda un ambiente acogedor a sushabitantes.

Al preguntrsele sobre el concreto, expresa: "Meencanta, dicen que la arquitectura parece esculturaenesos trminos, el concreto daunidada todo".Delsimbolismo,arquitecturanacionalista,dice:"Eldiseodel Colegio Militar est basado en los centros

ceremoniales prehispnicos, una conjugacin deespaciosabiertos,plazas,escalinatas.

Tiene una similitud espacial con sitios como puedenser Montealbn o Teotihuacn, pero siemprebuscando no extraer nada ms las formas, sinorescatar las formas como una funcin adecuada decadaedificio.

Susobraspreferidas?

Difcilpregunta.

Mitaller,talvez?

responde,yargumenta

:serporquevivotodoeldaaqu.

Sutalleresundesafoalageometrayalagravedad.Conjugacuatroprismasdeconcretoconagregadosdemrmol dos a compresin y dos a presin, dospulidos y dos martelinados en pro de un equilibrioestructural y de una coherencia en sus espaciosinteriores. Para los conocedores, el taller y suexpresin llevan lacertezadeldominiode la tcnica,delanlisis, del estudiodenuestra cultura, de loquesomosysentimoslosmexicanos.Hernndezconcibiesteproyectoa laorilladelmar, teniendopresente laimagendeunrbol,deunapalapa.

Entre sus obras preferidas, el arquitecto tambindestacaelColegioMilitar,concebidohacemsde25aos, "porque realmente en Mxico hay dos o tresconjuntosquevalenlapena,unodeelloseslaCiudadUniversitariaelColegioMilitar esunconjuntourbanoquetienemuchovalor".

Delascasashabitacin,rescataLaCasaenelAire,ydelosedificios,elcorporativoCalakmul,enSantaFe.De este ltimo, comenta que da una imagen de unsimbolismo fabuloso: el cuadrado es la tierra, y elcrculo, el cielo. "Son smbolos que han existido atravs del tiempo y el espacio: en la poca de

Zoroastro, en los pases islmicos, entre losmayas,loschinos,losaztecas,etc.

Es increble la abstraccin de esa unidad en eseedificio,avecesparecequehayunaesferadentrodeun cubo". El corporativo Calakmul ha obtenidoreconocimientos internacionales diversos: por laaplicacin del vidrio, a los mejores precolados deconcreto,elprimerpremiocomoedificio inteligente,yms."Esdelospocosedificiosquenotienenrejaporfuera,seincorporaalacalle",dicesuautor.

Porquesasestructuras?

El ojo del hombre ha cambiado tanto que hoydemanda algo ms dinmico en la forma, y porsupuesto que hay formas que invitan a la accin yotrasalreposo.

Arquitecturaoconstruccin?

Mirando hacia atrs, Agustn Hernndez recuerdacmolecostlaaceptacindesusproyectos:

"Amimamnolegustabaloqueyohaca.Medeca:'Agustn,qubrbaro,quhiciste?'Nolehicecasoycontinuenmilnea"."CuandoibaahacerlacasadeAmalia,mihermana,ledijeron:'Cmoesposiblequete vaya a hacer esa barbaridad?', yAmalia contest:'Djenlo que se divierta'. Y fue la casa que mstrabajo me cost", comenta. Se trata de unaconstruccin con una complejidad volumtrica quecombinadiversasalturas, interiorescurvos y, en susfachadas,unmduloprismticotriangularenelquesegeneranbvedasquemantienenelequilibrioentresusformasparaenriquecerellenguajearquitectnico.

En estas ancdotas personales se apoya paraestablecerladiferenciaentreunaobraarquitectnicayuna construccin: "En todas las ciudades, 90 porcientoesconstrucciny10porcientoarquitectura.Laarquitecturaeselevarlaconstruccinalniveldelarte,nopodemosllamararquitecturaaunedificioXseranconstrucciones que podra hacer un ingeniero, no un

arquitecto, incluso un ama de casa: mi mam hacaproyectosylosalbaileslosconstruan.

Lo que haca mi mam no era arquitectura, eranconstrucciones", concluye. Reconoce que laarquitecturadependemuchode laeconoma,ynoesoptimistarespectoasusperspectivasenlasactualescircunstanciasdenuestropas:

"En estos momentos del TLC, vamos a tenerarquitectosamericanostrayendounpaquetecompletode inversin, y los arquitectos mexicanos iremossiendodesplazados la gente va a buscar elmximorendimiento, ya no le va a importar la esttica de unedificiosinocuntolepuedeproducirderenta:sehardelaarquitecturauncomercio".

Actualmente, Agustn Hernndez est trabajando enun proyecto para un laboratorio y una unidadhabitacionalparasustrabajadoresenYucatn.De lascasasadelantaquetienenformadecaracol,ydelconcepto,vuelveapensareneldesarrollourbano.lcontinahaciendoarquitectura.




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http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/tecnologia.htmhttp://www.imcyc.com/http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/losas.htm

Losasdecimentacinresidenciales.Evaluacindesucomportamiento

KennethB.Bondy

Muchos de los litigios actuales porconstrucciones defectuosas involucranedificios residenciales ligeros conmarcosde madera, apoyados en cimientos deconcreto postensado construidos sobresuelos expansivos. El comportamientofuncional de las losas de cimentacin escon frecuencia un punto de discusin enestoslitigios.

En estos casos, una herramientaprimordial para la evaluacin delcomportamiento de los cimientos es unlevantamiento topogrfico del nivel delperfil de la superficie de la losa,comnmente hecho durante la fase dedescubrimientodellitigio.Usualmenteestelevantamientosehaceusandounniveldeagua o "manmetro", un instrumentosimple y barato que puede proporcionarprecisin razonablesiel levantamientoseejecutaapropiadamente.

Conesteartculosepretendeaportarcriteriosnormalizadosparalaevaluacindelosasde

cimentacinquepresentandiferenciasdeelevacin.Frenteaquienesacostumbran

atribuirlasexclusivamente,ysinmuchosustento,acambiosdevolumenpropiosdelossuelos

expansivos,sebuscaindagarenlosefectosdelaconstruccinmediantelaestimacindela

horizontalidadalmomentoderealizarselaobra.


Los consultores forenses alegan confrecuencia, con base en el levantamientodel nivel, que ha ocurrido un excesivomovimiento del cimiento debido a losefectos de los cambios de volumen delsuelo expansivo, y que se requierenreparaciones costosas a la cimentacin.En algunos casos, los consultoresatribuyentodaslasdiferenciasactualesenla elevacin de la superficie de la losa almovimiento del suelo, ignorando ascompletamente los efectos de laconstruccin, y suponiendoefectivamentequelalosafueconstruidaperfectamenteanivel.

Esos consultores que no reconocenefectosdelaconstruccin,confrecuenciausan para su evaluacin criterios noestndar, que varan ampliamente de unconsultor a otro y que se basan en granmedida en las opiniones personalesanecdticasquenopuedensustentarseenningn estudio o trabajo publicado deaceptacingeneral.

El propsito de esta nota tcnica espresentar un protocolo racional para laevaluacin del comportamiento de laslosas de cimentacin residenciales deconcreto, enfocndose principalmente enla estimacin de la horizontalidad de laconstruccin al momento de realizarse,usando criterios estandarizados ypublicados. El protocolo desarrollado esaplicable a cimientos postensados, ascomotambinalosnopresforzados.

.Doslevantamientos

Lamanera ms confiable y, ciertamente,la ms fcil para evaluar elcomportamiento de los cimientos,

incluyendo efectos de construccin, escomparar dos levantamientoscompetentemente ejecutados hechossobrelasuperficiedelalosa,unoactualyotrohecho inmediatamentedespusde laconstruccinde la losa.Si el perfil actualde la superficie es muy similar al perfiloriginal, puede concluirse razonablementeque la losa fue construida en su posicinactual. Si el perfil actual de la superficiees sustancialmente diferente del perfiloriginal, puede concluirse razonablementeque el movimiento del cimiento hacausadoladiferencia.

Desafortunadamente, rara vez se tiene ala mano el levantamiento anterior, ygeneralmentedebehacerseel diagnsticodel comportamiento de los cimientos conslo un levantamiento, llevado a caboaos despus de la construccin de lalosa. Al carecer de un levantamientoinicial, es imposible determinar concertezasilalosa:

1) fue construida con su perfil desuperficieactual,

2) fue construida con un perfil desuperficie completamente diferente ydeformadahastatenersuformaactual,o

3)siadquirisuperfildesuperficieactualpor alguna combinacin de 1 y 2. Sinembargo, con el uso del protocolo aqupropuesto, es posible un diagnsticorazonable de la presencia o ausencia demovimiento significativo del suelo y loscimientos.

Protocolo para la evaluacin de unlevantamientonico

En ausencia de informacin de

levantamiento topogrficoacercadelperfilde la superficiede la losaalmomentodeserconstruida,eldiagnsticoposteriordelexcesivomovimiento del suelo expansivorequiere, en opinin del autor, trescondiciones relacionadas y concurrentes,cada una de las cuales debe sercuidadosamente evaluada y debe estarpresente para establecer un diagnsticorazonablemente cierto del movimientoexcesivodelsueloyloscimientos:

1.Lasuperficiedelalosadebeestarfueradel nivel, excediendo sustancialmente lastolerancias de horizontalidadestandarizadasdelInstitutoAmericanodelConcreto(ACI).El movimiento excesivo del suelo nopuede ser diagnosticado con base en lahorizontalidad actual nicamente, si lasuperficie de la losa est a nivel con lastolerancias de horizontalidad deconstruccin anticipadas. Las toleranciasestndardehorizontalidaddeconstruccindel ACI publicadas para losasresidenciales requieren de unahorizontalidad mnima Nmero F, FL=10(vaseladiscusinquesigue).Este es el equivalente de una elevacindiferencial mxima permisible de 3.1 cmentrecualesquieradospuntosseparados3m uno del otro sobre la superficie de lalosa.Si un levantamiento competente delnivelde lasuperficiede la losa indicaquela diferencia de elevacin mxima entrecualesquiera dos puntos que tienen unaseparacinde3mesmenoro iguala3.1cm, la losa satisface estos criterios detolerancia de horizontalidad deconstruccindelACI.El cumplimiento de las toleranciasestandarizadas de horizontalidad del ACIpuede determinarse a partir de unlevantamiento topogrfico de la superficie

delalosacompetentementeejecutado.

2. Debe haber una condicin de peligrorelacionada en la superestructura. Si haocurrido un excesivo movimiento delsuelo, el mismo estar acompaado porunasignificativasituacindepeligroen lasuperestructura (agrietamientogeneralizado asimtrico, unidireccional ydiagonal en el panel interior de yesolaminado y en los muros exteriores deyeso) en la vecindad del movimientoexcesivo del suelo, y consistente con laorientacindelasdiferenciasdeelevacinrelativas en el perfil de las superficies delaslosas.Un ingeniero entrenado y experimentadoen el comportamiento de estructurasresidenciales puede identificar estasituacin de peligro por medio de unexamen visual, interior y exterior, de lasuperestructura. Si no se tiene estasituacin de peligro, no puedediagnosticarseelmovimientoexcesivodelsueloyloscimientos.

3.Laformatotaldelasuperficiedelalosadebe ser compatible con los patronesreconocidosdedeformacinque,sesabe,soncausadosporelmovimientodesueloexpansivo. El perfil de la superficie de lalosa debe parecerse razonablemente, yasea a una elevacin de borde o a unaelevacin de centro (vase Diseo yconstruccin de losas postensadas sobreelsuelo,2.ed.,Seccin4.2(B),InstitutodePostensado).El examende los perfiles de la superficiede la losa puede hacerse graficando elperfildelasuperficiedelalosa,apartirdeun levantamiento de nivel, en una escalavertical exagerada en seccionescuidadosamente seleccionadas a travsdelalosa.

Losperfilesdelalosairregularesyalazarque no sean razonablemente compatiblescon las formas totales de elevacin en elborde o en el centro, son indicadores deefectos de construccin ms que demovimientodelsuelo.

Nopuedehacerse un diagnstico positivodel movimiento excesivo del cimientocausado por cambios de volumen delsuelo expansivo si alguna de lascondiciones establecidas arriba no sesatisface. Debe hacerse notar que loscriteriosdelnmeroFde lahorizontalidadmnima para losas residencialesconvencionales (FL =10) corresponden aun gradiente de elevacin mxima en lasuperficie de la losa de 1 vertical a 96horizontal, o aproximadamente uno porciento.Se sabe que el dao a los muros depaneles de yeso puede ser incipientecuando los gradientes deformados sonmenores de uno por ciento. As pues, esposiblequeelmovimientodelsuelopuedaproducir agrietamiento delmuro, y la losapodra estar todava a nivel dentro de lastolerancias de horizontalidad deconstruccindelACI.

Sin embargo, con base en la experienciadel autor, es poco probable que una losaque est actualmente a nivel con lastolerancias de horizontalidad deconstruccin del ACI haya podidoexperimentar suficiente deformacin paraproducir un agrietamiento excesivo delmuro. Sera extremadamente difcil, enesas condiciones, aislar el agrietamientocausado por el movimiento del suelo deaqulquepuedeserocasionadoporotrosfactores no relacionados con dichomovimiento. En tal situacin, elmovimientodelsuelonopuedeeliminarse

como una causa del agrietamiento delmuro, pero tampoco puede serpositivamentediagnosticado.

Cada uno de los tres factores enlistadoses importante en la evaluacin delrendimientodeuncimientoresidencial.Seadmite que los ltimos dos factores sonsubjetivos, y aunque existe un protocolorazonableparaestudiarlos, se requiere delaconsideracincuidadosadeuningenieroexperimentado en el comportamiento decimientos residenciales, superestructurasy materiales. Sin embargo, la estimacinde los efectos de construccin puedeevaluarsesobreunabasesustancialmenteobjetiva, usando los criteriosestandarizadosdesarrolladosypublicadosporelACI.

La evaluacin competente delcomportamiento de losas residencialesrequiere una firme comprensin de estosestndares del ACI para los criterios dehorizontalidadenlaconstruccindelosas,y saber cmo pueden usarseefectivamenteestoscriteriosparapredecirel grado inicial de horizontalidad deconstruccin que pueda obtenerse pordistintastcnicasdeacabado.A continuacin presentamos unaexposicindeesosestndares,yalgunascuestionessignificativas relacionadasconla evaluacin de los efectos dehorizontalidaddelaconstruccin.

EstndaresdelACIpara laplanicidady lahorizontalidad

La "planicidad" de una losa describe lasirregularidades locales o la "aspereza" dela superficie de la misma, y tiene unarelevancia primaria solamente para laslosas sobre las cuales hay un trnsito

vehicular aleatorio, ms que trnsitopeatonal. La "horizontalidad" de la losadescribe la forma y curvatura total de lasuperficiedelalosa.Si uno estuviera manejando en unacarretera defectuosa, la planicidad estararelacionadaconelefectodeondulacionesde alta frecuencia, mientras que lahorizontalidad describira si se estmanejandocuestaarribaocuestaabajoycunempinadaeslacuesta.La horizontalidad de la losa, ms que laplanicidad,eselparmetromspertinenteen la evaluacin del comportamiento delcimiento de una losa residencial, ya queest relacionada con la forma total de lalosa ms que con la aspereza local.Existe solamente un estndar americanopublicado para las tolerancias dehorizontalidad de la losa, desarrollado deconformidad con el procedimiento deestandarizacindelInstitutoAmericanodeEstndaresNacionales (ANSI=AmericanNationalStandardsInstitute).ste se encuentra en "EspecificacionesEstndar para las Tolerancias deConstruccin y Materiales de Concreto"(ACI 11790), Seccin 4.5.6, publicadocomo un documento estandarizado por elACIen1990.

De todas las publicaciones del ACI, lasquerepresentaneldesarrollomsrigurososon los documentos estandarizados.Estn desarrollados y aprobados, sobreuna base de consenso, por un ComitTcnico permanente del ACI, aprobadosporelComitdeActividadesTcnicasyelConsejodeRevisin deEstndares, y sepublicanenunarevistainternacionalmentedistribuidapara larevisinyelcomentariodetodoslosmiembrosdelACIyelpblicointeresadoengeneral.ElManualdelComitTcnicodelACI,de

agostode1999,estableceenlapgina16:"[La estandarizacin] asegura lacontribucin ms amplia y elaseguramiento de la calidad total para undocumento.ElprocesodeestandarizacindelACIestaprobadoporelANSI"

LosNmerosF

Las tolerancias estndar de lahorizontalidaden laconstruccinde losasdel ACI estn basadas en el sistema de"Nmero F", que fue desarrollado, enparte, por un amplio estudio de lahorizontalidad en cientos de losasfuncionales existentes con una variedaddeusosdiferentes.El sistema de nmeros F describe lahorizontalidad de una superficie de unalosa de concreto con un nico valornumrico llamado el nmero dehorizontalidaddelpiso (FL).MientrasmsaltoeselnmeroFL,mshorizontales lasuperficie de la losa. Los nmeros dehorizontalidad de piso se determinanusando el protocolo descrito en elEstndarE115596delASTM,"MtododePrueba Estndar para Determinar losNmerosdelaPlanicidaddeunPiso,FFydelaHorizontalidaddeunPiso,FL":

NmeroFdelahorizontalidadpromedio

ParadeterminarelFLparaelreadeunalosa, se hacen mediciones de elevacinen un nmero especfico de puntos sobrela superficie de la losa, todos a unadistancia de 3m uno del otro. El nmerototal de puntos requeridos para un reaparticular, y el mtodo preciso paralocalizarlos, estn especificados en elASTME115596.La diferencia en elevacin Zi entre cadapar de puntos adyacentes est tabulada

(en pulgadas). El conjunto total dediferencias de elevacin Zi para pares depuntos separadosentre s 3men todaelreadeprueba,sellama"Muestraj".El FL para el rea de prueba, tambinconocido como el nmero FL "promedio",secalculaacontinuacin,deacuerdoconlaSeccin9.12,Ecuacin22delASTME115596comosigue:

Ecuacin(1)

donde:Szi= la desviacin estndar del conjuntodediferenciasdeelevacinen la muestraj.Zij = el valor absoluto de lamedia de losvaloresZjenlaMuestraj.

ElACI 11790especificaun valormnimoaceptable para este nmero FL promediocomounafuncindetrescategorasdelacalidad del perfil del piso: convencional,plano y muy plano. Para la calidadconvencional se incluyen dos subcategoras, acabado con llana de mangolargo o con regla recta (acabado con unallanaparacarretera).Para la construccin con llana de mangolargo convencional, aplicable avirtualmente todas las construcciones delosas sobre el suelo residenciales, elnmeropromediomnimoFLes13.

Nmero F de la horizontalidad local (elpeorcaso)

El ACI 11790 tambin especifica unnmeroFLlocalmnimo,querepresentaelnmeroFLmnimoaceptablemedidoentrecualesquieradospuntosindividualesenelconjunto de muestras de las mediciones.Puestoqueladesviacinestndarparaunvalornicoescero,ylamediadeunvalor

nico es el valor mismo, el nmero FLlocal mnimo puede determinarse por laEcuacin(1)comosigue:

Ecuacin(2)

donde: zmax = la diferencia mxima enelevacin entre cualesquiera dos puntosqueestn separados 3muno del otro enlamuestra j (elvalorZinicoms grandeen el conjunto de diferencias deelevacin).

Parauna losa sobre el terreno residencialacabada con un enrasado hmedo y unallana de mango largo, en donde laclasificacin de la calidad del perfil delpiso es "convencional" de acuerdo con elACI11790enlaSeccin4.5.6,elnmeroFL local mnimo requerido es 10. Unexamen cuidadoso de un levantamientodelnivelde lasuperficiede la losapuededeterminar si el nmero F local o elpromedio es el factor de control parasatisfacer la especificacin de toleranciadelACI117.

Siel gradiente mximo de la superficie olacurvatura (elpuntoendondeel nmeroFlocalesmnimo)ocurreencualquieradelos dos lugares aislados, y el resto de lalosa est sustancialmente ms niveladoque en aquellos puntos de un gradientemximo, es probable que el nmero Flocal sea ms crtico que el nmero Fpromedio. Si el gradiente de superficiemximo (el nmero F local mnimo)aparece extensamente en toda lasuperficie de la losa (como en una losainclinada), entonces es probable que elnmero F promedio sea ms crtico, yaquesiempreesmsgrandequeelnmeroFlocal.

Esta discusin es importante, ya quesignifica que la satisfaccin de lastolerancias de horizontalidad de laconstruccin de losas estndar del ACIpuedegeneralmentedeterminarseconunaconfiabilidad razonable sin necesidad dellevar a cabo el protocolo de pruebacompleto y determinar el nmero FLpromedio. El nmero FL local mnimopuede determinarse con precisin pormedio de cualquier levantamientotopogrficocompetentedelasuperficiedelalosa.

Esto se hace examinando ellevantamientoydeterminandoladiferenciamximaenlaelevacindelasuperficiedela losaentredospuntoscualesquieraqueestn separados 3 m. Si el nmero FLlocalmnimosatisfaceloscriteriosdelACI11790para la toleranciadehorizontalidad(por ejemplo, 10 en el caso de calidadconvencional), y los sitios de puntos degradiente mximo son pocos y aislados,entonces se puede concluirrazonablemente que el nmero FLpromediotambinsersatisfechoyquelalosasatisfaceloscriteriosdelACI11790.

Si el gradiente mximo es extendido entoda la losa,elnmeroFasociadocon elgradiente mximo debe entoncescompararse con el criterioms restrictivodel nmero F promedio. Si el nmero FLlocalmnimoesmayorqueloscriteriosdelnmero F promedio, los criterios del ACI11790quedanobviamentesatisfechos.

La ecuacin (2) puede reordenarse comosigue:

Ecuacin(3)

LasustitucindeloscriteriosdelACI117

90 de 10 por el nmero FL local mnimopara la calidad de horizontalidadconvencional nos permite el clculo delvalor ms grande aceptable de Zmax (ladiferencia mxima de elevacin entrecualesquiera dos puntos en la superficiede la losa que estn separados 3 m unodel otro), para satisfacer los criterios dehorizontalidad:

Ecuacin(4)

As pues, para las losas residenciales"convencionales"sobreelsuelo,acabadascon lenrasado hmedo y llana de mangolargo, las tolerancias de horizontalidad enla construccin de losas del ACI quedansatisfechas si la diferencia mxima deelevacin entre cualesquiera dos puntosen la superficie de la losa separados3munodelotronoesmayorde3.17cm.

Alineacindenivel

El ACI 11790 tambin establece unatolerancia de 1.9 cmpara la elevacin desuperficie especificada de una losa sobrerasante en la seccin 4.3.1.1. Estosignifica que cuando se especifica unaelevacin para la superficie superior deuna losa sobre terreno, puede variar en 1.9cm(lasuperficierealde la losapuedeser 1.9 cm ms alta o ms baja que laelevacin especificada). As pues, laelevacin de la superficie tal como fueconstruida debe estar dentro de unacobertura de 3.8 cm a horcajadas de laelevacin especificada, y las variacioneslocales de elevacin consideradas en laseccin 4.5.6 deben ajustarse dentro deesacoberturade3.8cm.

Esto queda establecido en el ACI 117R90, "Comentarios sobre las

Especificaciones Estndar para lasTolerancias para Construccin yMateriales de Concreto", secciones 4.3,4.4, y 4.5, p.117R6: La cobertura deelevacin aceptable de la superficie de lalosa y de la parte baja de la losa es dems o menos 1.9 cm. La velocidad decambio de los puntos adyacentes de laelevacin de la superficie dentro de laelevacin aceptable est regida por laseccin 4.5.5 de la especificacin [queincluye los criterios de horizontalidad delnmeroF].

Debehacersenotarquelaseccin4.3.1.1.se aplica nicamente cuando seespecificaunaelevacinparalasuperficiede la losa. Si no se especificara laelevacin, los nicos criterios para lastolerancias de horizontalidad de lasuperficie estaran dados por la seccin4.5.6.

La tolerancia de la alineacin de nivel esunvalorarbitrarioynohasidorelacionadoconlametodologarealdeconstruccindelosas y equipo como lo han sido loscriterios de horizontalidad de nmero F.Por la experiencia del autor, se sabe queaun cuando se especifique una elevacindelasuperficiedela losa, latoleranciadela alineacin de nivel rara vez se verificacon una topografa de nivel hechainmediatamentedespusdecolarlalosa.Al igual que las tolerancias ms viejaspara la planicidad de una losa(especificada como un claro mximo pordebajo deuna regla recta noelevada, porejemplo), esprobableque la toleranciadealineacin de nivel rara vez se logre, auncuandoseespecifique.

Lahorizontalidadcomouna funcinde losmtodosdeacabadodeunalosa

ElACI11790estableceelgradorequeridode horizontalidad de la losa para diversospropsitos de ocupacin usando elsistema de nmero F. El Comit 302 delACI en la "Gua para la Construccin dePisos y Losas de Concreto (ACI302.1R96)" usa el sistema de nmero F paradeterminar el grado de horizontalidad quepuede alcanzarse por medio de variastcnicas de acabado. Esto esexcepcionalmente til para la evaluacindeladeflexindeloscimientosexistentesall donde se desconoce la horizontalidadinicial de la losa al ser construida (noexiste levantamiento topogrfico inicial delasuperficiedelalosa).

Conociendo las tcnicas de acabado queprobablemente se hubieran usado para lalosa, puede estimarse razonablemente lahorizontalidad inicial de la losa (el puntoinicial). Esto es compatible con lasrecomendaciones del Comit de LosasSobreelSuelodelInstitutodePotensado,que establece en Diseo y construccinde losas postensadas sobre el terreno,2da.ed.,p.28:Laevaluacindelaslosasexistentes para determinar la deflexininvolucra considerables juicios deingeniera, ya que la deflexin debesepararse de los efectos de construccin(en la construccin y fuera de lahorizontalidad, por ejemplo). Idealmente,esto puede hacerse usando unlevantamiento topogrfico de nivel inicialhechoinmediatamentedespusdelcoladodelalosa.A falta de un levantamiento inicial, debenusarse las tolerancias de construccinaceptadas (tales como las que seencuentranenelACI302)paraestimarlosefectosdeconstruccin.

El ACI 302.1R96 establece en la tabla

8.15.3.aqueesposiblehacerqueunalosasobre rasante, cuyas formas perimetralesse establecen con equipo topogrficopticoodelser,acabadaconunatcnicade enrasado simple con enrase hmedo,logre nmeros FL locales mnimos entre10 y 15. Para lograr consistentementenmerosFL localesms grandes que 17,debe usarse una enrasadora vibratoriapara el enrasado inicial. Para lograrconsistentemente nmeros FL localesmayoresde20, senecesitapor lomenosun enrase hmedo vibratorio y variosenrasados.

As pues, en la construccin de losastpicas sobre terreno residenciales,acabadas con un enrase nico, esprobable que la diferencia mxima inicialde elevacin, al momento de serconstruidas,entrecualesquieradospuntosen la superficie de la losa con unaseparacinde3m,seencuentreentre2y3.2 cm (FL variando de 15 a 10).Recientemente, el autor tuvo laoportunidad,comoconsultorforenseenuncaso de litigacin de defectos deconstruccinenCalifornia,departiciparenel diseo, construccin y evaluacin decuatro losas sobre terreno a escala total,usando tcnicas de construccin ydetallesdediseotpicosdeCalifornia.

Las dimensiones de la losa eran de 3.65por 14.6 m, su espesor de 10 cm, y seconstruyunavigasobrerasantevolteadahacia abajo en el permetro y en lugaresseleccionados en el interior de la losa. Elacabado del concreto fue por medio deenrasehmedo(conuna tablade2por4)y llanademango largo,queeselmtododeacabadousadopordcadasen lagranmayora de las losas sobre terrenosresidencialesdeCalifornia.

Unode los propsitos de estas "losas deprueba"eradeterminarlahorizontalidaddela superficie al ser construida. Esto sellev a cabo haciendo un levantamientotopogrfico de nivel de la superficie de lalosaundadespusdecoladoelconcreto.Considerando el hecho de que lascuadrillas de colado y acabado eranaltamenteexperimentadas,queelcoladoyel acabado de concreto fueroncontinuamente escudriados por un grupogrande de observadores, y que ladimensin ms corta de las losasrectangulares era de nicamente 3.60 m,se tiene la impresin de que lahorizontalidad de estas losas, al terminarde construirse, debera exceder la que seencuentra en el trabajo normal de"produccin"delosas.Ladiferenciamximaenlaelevacindelasuperficie, almomento de ser construida,medida en estas cuatro losas, variabaentre 1.17 y 2.28 cm, promediando 1.8cm. Las losas exhibieron un nmero FLlocal promedio de 19, el cual,considerando las circunstancias nicascitadas, es muy consistente y apoya lasrecomendacionesdelACI302.

Criterios de deflexin del reglamento deconstruccin

Primero, debe hacerse notar que loslmites de deflexin especificados en losReglamentos de Construccin Uniformes(RCU en ingls: Uniform Building Codes,UBC) y los Reglamentos del InstitutoAmericano del Concreto (ACI) son paraelementos estructurales elevados que seextienden entre apoyos aisladoslocalizados y dimensionados conprecisin. Estas limitaciones de deflexinno se aplican a losas sobre terreno ocimientos que estn continuamente

soportados por el suelo y no tienen"claros" bien definidos. Estos criterios nose aplican a losas sobre terreno. Dehecho, no existen disposiciones, ni en elRCU ni en el Reglamento del ACI, quetraten las mediciones reales dedeflexiones aparentes en cualquierestructura existente elevada o soportadapor el terreno. Las limitaciones delReglamento sobre la deflexin son paradeflexiones calculadas, no medicioneshechas sobre estructuras existentes. ElUBC actual (1997) presenta limitacionesde deflexin para elementos de concretoestructuralenlatabla19C2,p.2181.Latabla lleva por ttulo "Deflexionescalculadas permisibles mximas" (elnfasis de las maysculas es del autor).Todas las referenciasdelRCU1997a laslimitacionesdedeflexinenlaTabla19C2 indican claramente que ellas son paradeflexiones calculadas, nicamente. Porejemplo, (el nfasis en las palabras ennegritasesdelautor):

Para construccin no presforzada en unadireccin:

1909.5.2.6 Las deflexiones calculadas deacuerdo con esta seccin no debenexcederlos lmitesestipuladosen la tabla19C2.

Para construccin no presforzada en dosdirecciones:

1909.5.3.4si por medio del clculo sedemuestra que la deflexin no excederloslmitesestipuladosenlatabla19C2.

Para construccin de concretopresforzado:

1909.5.4.3Lasdeflexionescomputadasde

acuerdo con esta seccin no debenexcederlos lmitesestipuladosen la tabla19C2.ElactualReglamentodelACI(ACI31899)limita lasdeflexionesen loselementosdeconcretoestructuralenlatabla9.5(b).

El ttulo de esta tabla es "Deflexionescalculadas permisibles mximas" (elnfasisde laspalabrasennegritasesdelautor).Sehace referenciaaesta tablaenlas secciones que tratan tanto de laconstruccin no presforzada como de lapresforzada:

Paraconstruccinnopresforzada:9.5.2.6

La deflexin calculada de acuerdo con9.5.2.2 a 9.5.2.5 no deber exceder loslmitesestipuladosenlatabla9.5(b).

Paraconstruccinpresforzada:9.5.4.3

La deflexin calculada de acuerdo con9.5.4.1 y 9.5.4.2 no deber exceder loslmitesestipuladosenlatabla9.5(b).

Las referencias especficas a los lmitesde deflexin calculados aparecen en lasversiones previas delRCUdesde1967, yen los Reglamentos del ACI desde 1963,aclarando que los lmites de deflexin delReglamento se aplican a deflexionescalculadas, ms que a deflexionesaparentesmedidas.ElComit423delACIes preciso sobre el punto en"Recomendaciones para Elementos deConcreto Presforzado con Tendones NoAdheridos" ACI 423.3R96, seccin 3.8.Aunque este documento tratageneralmente de la construccin conconcreto presforzado, esta seccin esclaramente aplicable tanto a elementospresforzadoscomoalosnopresforzados:

Esimportanteque los lmitesdedeflexinde la seccin 9.5.4 [que cita la tabla9.5(b)] se refieran a las deflexionescomputadas nicamente, y no a lasmediciones hechas en la estructura real.Loslevantamientostopogrficosdecampode deflexiones aparentes pueden serinfluidas por muchos factores deconstruccin que estn ms all delcontrol del diseador y son imposibles deaislar de las deflexiones verdaderascausadasporcargasaplicadas.

A faltadeun levantamientodenivelde lasuperficie de la losa hechoinmediatamente despus de laconstruccin, el diagnstico delmovimientoexcesivo del suelo expansivoenloscimientosdeconcretoresidencialesrequiere laestimacinde lahorizontalidadinicial de la construccin, cuando serealiz, el examen de ingeniera de lasuperestructuraparadeterminar si existencondiciones de peligro excesivo quepuedan estar relacionadas con elmovimiento diferencial del suelo, y unaevaluacindel perfil de la superficie de lalosa, para ver si es compatible con losmodos conocidos del hinchamiento delsueloexpansivo.La estimacin de los efectos deconstruccin puede evaluarseobjetivamente usando estndares para lahorizontalidaddelaconstruccindelosas,desarrollados y publicados por el InstitutoAmericanodelConcreto.Estosestndaresdel ACI relacionan la horizontalidad de lalosa al ser construida con mtodos deconstruccin conocidos y proporcionan lamejor estimacin disponible del grado dehorizontalidad que probablemente hayaexistido en el momento en que fueronconstruidaslaslosasdeloscimientos.Este artculo se public en pti Technical

Notes y se reproduce con la autorizacindelPostTensioningInstitute.




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http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/entrevista.htmhttp://www.imcyc.com/http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/6punto.htm

Puntodeencuentro

5a.ConferenciaInternacionalInovacineneldiseoconenfsisencargassmica,elicayambiental,controldecalidadeinovacinenmateriales/concretoenclimacaliente.

SolicituddePonenciasElpropsitodestaconferenciaesdifundirlainformacinmsactualdelreadediseoyconstruccinparaestructurasnuevasdeconcretoylareparacin,rehabilitacinymantenimientodelasestructurasexistentes.Elobjetivodeestaconferenciaesreunirainvestigadores,ingenierosytecnlogosparaintercambiarnuevasideasyexplorarnuevasreasdeinvestigacin.ParamayorinformacinvisiteelsitiodelACI:http:\\www.aciint.org/events/conferences/conference.htm

FECHASLMITESRecepcinderesmende200palabras:1/Junio/2001Aceptacinderesmenynotificacinalosautores:1/Agosto/2001RecepcindeponenciapreviapararevisinporelACI:15/Nov/2001Aceptacindeponenciapreviaynotificacinalosautores:1/Feb/2002Recepcindeponenciafinal:1/Mayo/2002

Favordeenviar6copiasdesuresumena:PhyllysErebor,Speaker/ManuscriptLtaisonACIInternationalP.O.Box9094Farmington,Hills,MI483339094,USAPhone:(248)8483784Fax:(248)8483768

http://www.imcyc.com/registromail.htmhttp://www.imcyc.com/revista/2001/tarifas2000.htmhttp://www.cemex.com/http://www.gcc.com/

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Cancn,Q.Roo.10al13diciembre2002

2SimposioMundialdelaECCE/InformacinyTecnologadelaComunicacinenlaPrcticad

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