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	Nuestro Invitado Dr. Ralf Winterberg
		El Dr. en Ingeniería Ralf Winterberg cursó estudios profesionales de 1986 a 1992 en la Ruhr-University of Bochum, especializándose en ingeniería estructural así como en las áreas de Dinámica y Durabilidad del concreto. Al finalizar sus estudios, inicia su participación como catedrático dentro del Institute of Construction Engineering de la misma universidad donde obtiene su posgrado. En esta fase desarrolla su tesis sobre “El comportamiento y generación de rupturas en concreto reforzado con fibras y con elementos de acero”. Desde 1998 y hasta la fecha ha desempeñado diversos cargos como asesor y responsable de calidad, producción y ventas de diversas empresas especializadas en la comercialización y desarrollo de fibras para refuerzo de concreto en países como Italia, Alemania, Eslovaquia, entre otros. Con la próxima presencia del dr. Winterberg, el IMCYC se congratula en tener en un curso –a desarrollarse en junio próximo– a este personaje miembro de la German Association of Reinforced Concrete y la German Concrete Association

Cada día se adaptan y mejoran tecnologías alternas que buscan reforzar concreto a través de fibras sintéticas y naturales. El dr. Ralf Winterberg, especialista en el tema, comparte su punto de vista en entrevista.

¿Cuál es el aspecto fundamental a considerar sobre el tema?
En primer lugar, tenemos que distinguir entre los diferentes tipos de fibras. Básicamente podemos decir que las fibras sintéticas –que son específicamente diseñadas para el concreto– se fabrican a partir de materiales sintéticos que pueden resistir el medio alcalino del concreto a largo plazo. Las fibras sintéticas son añadidas al concreto antes o durante la operación de mezclado. El uso de las fibras sintéticas en proporciones típicas no requiere de ningún cambio en el diseño de la mezcla. Ahora, las fibras disponibles en el mercado se diferencian sustancialmente en su rendimiento, forma y actuación con respecto al fraguado del concreto. Sin embargo, es importante mencionar que las propiedades que estos elementos otorgan dependerá mucho no sólo de sus características físicas sino de su materia prima, proceso de producción y manejo en obra.
El efecto benéfico de la mayoría de las fibras de acero es la mejora de la resistencia del concreto. En este punto es necesario especificar el uso a detalle de un concreto reforzado con fibras sintéticas ya que esto nos permitirá seleccionar adecuadamente la fibra ideal para nuestra actividad o tarea constructiva. Es evidente que actualmente la fibra de polipropileno domina el mercado –por sus características inertes y su alta vida en el concreto– pero es necesario saber que no es la única y que su uso no puede generalizarse pues entonces se desaprovecharían ventajas que sus similares otorgan. Hoy en día, hay proyectos de investigación en curso para conocer el comportamiento relativo a la fluencia del concreto en relación con las fibras empleadas. En este sentido, el Concrete Institute of Austria se ha enfocado en ello con resultados interesantes.

¿Cómo actúan las fibras en comunión con el concreto?
El concreto se ha venido usando en diversas aplicaciones aunado a la utilización de fibras metálicas; sin embargo, debido a problemas en el aumento del precio del acero, las cantidades que hay que agregar por metro cúbico de concreto, así como la corrosión de los mismos, es que en la actualidad se está generalizando cada vez más el uso de las fibras sintéticas. La humedad del concreto facilita que sustancias químicas como el oxigeno, hidróxido de sodio, álcalis y cloruros se alojen en las fibras metálicas, provocando deterioro de las mismas; así también se aumenta la conductividad eléctrica, lo que incrementa la tendencia a la corrosión electroquímica.
La dosificación de las fibras de acero varía de 25 a 70 kg por metro cúbico de concreto, dependiendo de los requerimientos de trabajo, lo que representa un elevado costo, además del gran desperdicio que existe por el rebote de las mismas. Las fibras sintéticas brindan mayor cohesión y densidad al concreto lanzado, además de ser químicamente inertes y a prueba de álcalis, deteniendo el agrietamiento durante el proceso de contracción plástica Las dosificaciones utilizadas en el concreto reforzado con fibras sintéticas van de 2.100 kg a 6.300 kg por metro cúbico, representando un ahorro considerable, tanto por el costo de las mismas como la disminución considerable del rebote y por consiguiente de desperdicio.

¿Cómo han evolucionado?
Uno de los principales campos de aplicación desde hace más de 30 años son los grandes firmes de concreto y las guarniciones exteriores, así como los pisos industriales. Sin embargo, desde el año 2000 la evolución de estos elementos ha permitido realizar colados mayores a 1,000 metros cuadrados y sin tener que controlar las juntas que en determinado momento presentan agrietamientos plásticos por encogimiento. Cabe decir que a nivel de construcciones especiales sabemos que las fibras han adquirido una importancia notable a nivel de seguridad estructural en proyectos como túneles y minas donde las condiciones de trabajo y esfuerzo del concreto son completamente más drásticos.
Debido a las nuevas tecnologías y procedimientos se han incorporado nuevos elementos. A la fecha están disponibles dos tipos de materiales con menos peso, los cuales cumplen con los requerimientos de un concreto normal. Estos productos son el concreto reforzado con fibra de vidrio, cuyo peso por metro cuadrado oscila entre 60 y 70 kgs y está formado por concreto de alta resistencia, en base de cemento, con arenas sílicas, reforzado con fibra de vidrio. El otro producto es el concreto polimérico, con aglutinante de materiales pétreos, reforzado con una colchoneta de fibra de vidrio y montados sobre bastidores metálicos de diferentes calibres y dimensiones. Ambos productos pueden ser fabricados en los mismos acabados descritos para el concreto hidráulico y presentan similares características de funcionalidad.

¿Cuáles son las ventajas que se pueden obtener al usar fibras que refuercen el concreto?
El uso de fibras de acero, vidrio y sintéticas para reforzar el concreto, propicia un comportamiento mecánico tal, que las primeras grietas de un elemento estructural se forman con cargas superiores —resistencia última— al aumentar su tensión, tenacidad, más soporte al impacto y a la fatiga. Estas propiedades favorecen el empleo en losas de aeropuertos y carreteras. Lo que supone un avance y mejoramiento de la calidad en el desarrollo de una infraestructura más longeva y mucho más benéfica.

¿Puede mencionarnos algunas de las limitantes en su uso?
No hay ninguna fibra existente que nos permita usarse indiferentemente en cualquier aspecto de diseño a nivel constructivo. Tenemos que ser claros que su uso depende del rendimiento y expectativas que tengamos sobre lo que se va a construir para hacer una correcta selección del tipo de fibra a emplear. Las variables de rendimiento estructural cambian según el tipo de concreto (precolado, pretensado, etc.) y la longitud o área de los claros en que se emplea.

Una acotación
A partir de que las fibras de asbesto fueron relacionadas con potenciales peligros para la salud se inició la búsqueda de posibles sustitutos que le proporcionaran al concreto las propiedades tan favorables que el asbesto le daba, además de ser competitivos en calidad y precio. Las fibras de acero, de vidrio y más recientemente las de polipropileno, son alternativas viables para reforzar al concreto. Sin embargo, otro grupo de fibras llamadas naturales o vegetales han sido motivo de varios estudios para su posible aplicación como refuerzo del concreto. Materiales reforzados con fibras naturales se pueden obtener a un bajo costo usando la mano de obra disponible en la localidad y las técnicas adecuadas para su obtención. Estas fibras son llamadas típicamente fibras naturales no procesadas. Sin embargo, las fibras naturales pueden ser procesadas químicamente para mejorar sus propiedades. Estas fibras son generalmente derivadas de la madera. Estos procesos son altamente industrializados y no se dispone en los países en desarrollo. A tales fibras se les conoce como fibras naturales procesadas. México es un país que posee abundante producción de fibras naturales sobre todo las de la familia del agave. De esta familia la más conocida es el “sisal” que puede ser obtenida en la península de Yucatán; otras especies de la misma familia son el “maguey” y la “lechuguilla”. Entre las ventajas comprobadas de ésta última están: sus significativas propiedades físico mecánicas tal como su resistencia última a tensión, que les permite ser consideradas como refuerzo en el concreto; permiten un comportamiento dúctil después del agrietamiento de la matriz de concreto; y las fibras largas adicionadas en bajas cantidades, es decir, con porcentajes bajos del volumen total de la mezcla, proporcionan al concreto la capacidad para soportar mayores cargas de flexión en comparación con el concreto simple.