• Diseño
térmicamente eficiente con prefabricados
2a parte
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PREFABRICADOS
Diseño térmicamente eficiente
con prefabricados 2a parte
El concreto es perfecto para satisfacer los requisitos de confort térmico
humano. La física del flujo de calor en los edificios es la razón
del porqué pues nos dice que la energía fluye por conducción,
convección, y radiación. En las envolturas del edificio,
la conductividad de un material es primordial. El recíproco de
la conductividad de un material es su resistividad. Mientras que el
concreto es un buen conductor, tiene alta densidad y alta capacidad
volumétrica de calor. Esto da al concreto una masa térmica
alta. El concreto tiene también dos características que
lo hacen ideal para usarse dentro de una envoltura de un edificio: la
demora en el tiempo para que el calor viaje a través del material
y el factor de decremento. Éstos se combinan para crear la demora
térmica o el efecto de volante térmico que permite al
concreto que se achaten los picos y las depresiones de temperatura adentro
de un edificio: requiere de un largo tiempo para calentarse y de mucho
para enfriarse.
Para que el concreto sea un material apropiado para el diseño
térmico y la eficiencia de energía en un edificio, necesita
estar aislado del clima exterior. El aislamiento y la conductividad
de los materiales reducen el consumo de energía e incrementan
el confort térmico aumentando las temperaturas superficiales
radiantes medias de la envoltura del edificio. Como resultado, se consume
menos energía y por lo tanto hay menos emisiones de gas con efecto
invernadero. El aislamiento en el exterior de la envoltura del edificio
también reduce la incidencia de condensación. Cualquier
material con calor por un lado y frío por el otro puede hacer
que ocurra condensación en el lado caliente si se alcanza el
punto de condensación.
Si los flujos hacia adentro y hacia el exterior de un edificio son distintos
de cero, el edificio necesitará entrada de calor (calentamiento)
o remoción (enfriamiento). La diferencia entre las condiciones
climáticas y las condiciones internas designadas del edificio
crea el nivel de calentamiento o enfriamiento requerido. Esto puede
ser satisfecho por medidas pasivas (diseño térmico climático)
o activas. La alta masa térmica dentro de un edificio tiene su
impacto más significativo en reducir el enfriamiento, un beneficio
para un mundo que está enfrentando el calentamiento global.
Los factores de diseño que afectan el diseño térmico
de los edificios son: Forma; Estructura; Ventanaje y Ventilación.
Es muy conocido que los puentes térmicos tienen un efecto perjudicial
en el desempeño del edificio. También, la combinación
de la masa térmica en el interior y el aislamiento en el exterior
de la envoltura del edificio incrementa el confort y reduce el consumo
de energía. Por esto, la industria de prefabricados ha desarrollado
una nueva manera del detallado para eliminar los puentes térmicos
y para desarrollar interiores masivos pesados, aislados del exterior:
los paneles prefabricados sándwich que consisten en dos capas
de concreto. Son hechos en la planta con una capa central ininterrumpida
de aislante rígido. Tienen una delgada piel exterior prefabricada
(por ejemplo, de 50–75 mm) que se fija a través del aislante
a una sección prefabricada interior más ancha para soportar
el peso, usando tirantes no conductores.
Fuente: Por Ric Butt, Strine Design.
El brazo fuerte del concreto 2a parte
Hay tantas bombas de remolque o estacionarias como con pluma y las
empresas premezcladoras las usan indistintamente. Si bien el aspecto
del brazo desplegado de la bomba con pluma es imponente, no siempre
es el equipo más indicado para ciertos trabajos. Hay que consultar
con el proveedor sobre la aptitud de cada equipo en función de
las características de su obra. Antes de confirmar el pedido
del concreto y del servicio de bombeo, si tiene dudas respecto del espacio
disponible para el posicionamiento del equipo de bombeo, de la factibilidad
de bombeo en sí por la gran longitud o de lo sinuoso de la tubería
o de la posibilidad de desplegar la totalidad de las secciones de la
pluma, solicite a su proveedor la visita previa de un técnico
o envié por fax un pequeño croquis acotado que facilitara
la elección del tipo de bomba y contar con el número de
accesorios y de tubos suficiente para llegar a los lugares más
distantes del colado.
Cuando el bombeo se realiza desde la vía pública, el frente
de obra debe estar despejado no sólo a lo largo para alinear
la bomba y el camión mezclador, sino también a lo ancho
para abrir las patas de apoyo que equilibran el peso de la pluma. Es
frecuente comenzar con demoras por esperar el retiro de vehículos
que pernoctaron en el frente de obra o volquetes. Considere en su plan
de trabajo los tiempos necesarios para la instalación de la bomba
y el armado de la tubería antes de la llegada del concreto. El
tiempo que requiere el personal especializado para el armado, que se
hace manualmente con uniones herméticas entre tubos, no es perdido.
Cualquier fuga de la lechada de cemento aumenta el rozamiento, genera
segregación de los componentes y puede derivar en un taponamiento
en esa unión, donde no sólo se puede "perder tiempo"
sino también el material que todavía gira en el camión
mezclador.
Contemple en su planta la posibilidad de dejar paso en la losa o aberturas
en los muros para permitir un tendido "racional" de la tubería
hasta la cimbra a llenar. Programe con antelación la secuencia
de llenado, no sólo por la aptitud resistente de las cimbras
al recibir las cargas del colado, sino también por las demoras
que se producen por el desarme de tuberías llenas de concreto.
Antes de bombear la primera carga de concreto se bombea una carga de
mortero con una alta proporción de cemento y de consistencia
fluida con el objeto de formar la primera película lubricante
en las paredes de la tubería. Por práctica y costo se
ha reemplazado por un gel lubricante preparado en obra disolviendo el
contenido de una o más bolsitas del producto en polvo en agua
según una proporción y cantidad que está en función
de la longitud de la tubería.
Si bien existe gran variedad de concretos bombeables, no todos los concretos
lo son. Las empresas premezcladoras a través de sus departamentos
técnicos podrán aconsejarlo sobre resistencias y revenimientos
"mínimos”, tipo y tamaño de agregados gruesos
y aditivos. No adicione al concreto aditivo incorporador de aire (hace
muy plástica la vena del concreto puesto que las microburbujas
de aire que produce en el concreto son compresibles y absorben la presión
de bombeo), ni acelerantes de fraguado (incompatibles con los márgenes
de seguridad para eventuales taponamientos). Quedan excluidos también
del servicio los concretos pobres y los de bajo revenimiento.
Es imprescindible un buen mezclado que asegure la distribución
uniforme de las partículas dentro de la masa del concreto, el
chofer del camión mezclador siempre preparará el concreto
antes de la descarga en la bomba. Solicite el corte antes de finalizar
la descarga del último camión completo, tenga en cuenta
que la
bomba puede taparse al quedar concreto demasiado tiempo.
La bomba de concreto no es un equipo más, se trata de un equipo
de elevado costo inicial para el proveedor de concreto, quizás
el más sofisticado con el que cuenta, que requiere personal especializado
para su operación y mantenimiento. El uso de las bombas de concreto
asegura el cumplimiento de los requisitos tecnológicos para el
concreto como producto final y de sus componentes en particular, son
de funcionamiento seguro, aumentan el rendimiento y facilitan el trabajo
de las cuadrillas de colocación, pueden despachar elevados volúmenes
de concreto en tiempos reducidos, llevan eficazmente a una disminución
de costos y personal transitorio en las obras, y aseguran la limpieza
en toda su zona de operación.
Referencia: Revista Hormigonar. Asociación
Argentina del Hormigón Elaborado.
Innovadores diseños
Architect Magazine llevó a cabo la primera edición de
los Premios R+D, cuyo objetivo es promover el valor de la investigación
y fomentar el diálogo entre arquitectos, ingenieros y fabricantes.
Uno de los cinco ganadores se presentó con el título de
“12 Bloques”, presentado por LOOM, St. Paul, Minnesota.
El concursante presentó una serie de diseños únicos
para el bloque de concreto estándar. Ralph Nelson y Dan Clark
fueron los principales investigadores, y Don Vu fue el colaborador de
diseño.
El panel del jurado quedó impresionado por el ingenio de los
esquemas de bloques presentados, y resaltó la simplicidad del
proyecto total. “El proceso es simple, ya que a partir de una
serie de moldes se forman los patrones,” dijo Reed Kroloff, director
de la academia de arte Cranbrook y del Museo de Arte Cranbrook, Bloomfield
Hills, Michigan.
Al reto de ¿Cómo puede reexaminarse, renovarse y mejorar
el bloque estándar de mampostería de concreto? Con Planeación.
Aproximadamente se fabrican 18 millones de toneladas de bloques de concreto
cada año en los Estados Unidos. Este bloque es un componente
de construcción benigno que ha pasado la prueba del tiempo con
varias virtudes y pocas deficiencias. Es un material regional y está
disponible en varios tamaños, siendo dominante la configuración
de 8x8x16 pulg. Sin embargo, es transformable a varios tamaños
y bloques, incluyendo muros de contención, pilas secas y paisajes.
El equipo de diseño examinó el ciclo completo de bloques
de concreto como un sistema al buscar áreas de mejoramiento.
Específicamente se evaluaron las materias primas, la energía
involucrada, la transportación, producción, distribución,
instalación, tiempo, estructura, acabado, intemperismo, mantenimiento,
entropía, desecho, reciclaje, y transformación.
El objetivo principal del proyecto fue definir los beneficios y deficiencias
de los bloques de concreto para mampostería tal cual existen
actualmente, y mejorar las formas actuales, tomando en cuenta el ciclo
de vida completo del producto. El equipo de investigación se
propuso tres áreas específicas para su consideración:
Primero: Los ingredientes materiales que constituyen cada bloque, y
de qué manera pueden ser mejorados para ser ecológicamente
sensibles, utilizar los materiales de desecho locales, y mostrar características
regionales.
Segundo: La resistencia de los componentes de las cimbras de los bloques.
El equipo examinó cómo lograr mayor longevidad de los
componentes, incrementando los márgenes de tolerancia, permitiendo
mayor laxitud en la configuración en la cara de los bloques,
y usando nuevas tecnologías para la fabricación.
Tercero: La gravedad, las fuerzas de intemperismo, y el hábitat
que define las características y cómo volver a configurar
las caras después de estos factores.
El equipo determinó que los bloques recién mejorados técnicamente
podían llegar a ser más resistentes, más durables,
más sensibles al medio ambiente, y más útiles como
superficies una vez instalados.
LOOM se enfocó en condiciones específicas que permitieron
pequeños mejoramientos con resultados sorprendentes. De esta
investigación emergieron 12 configuraciones diferentes del bloque
estándar de mampostería de concreto que pueden redefinir
completamente sus usos tradicionales (se consideraron 32 prototipos).
Estos bloques modificados crean una superficie visualmente compleja
en términos de tamaño, configuración, o patrones,
y también puede usarse para formar un medio ambiente en miniatura
para sembrar plantas o para apoyar la vida de las aves.
Se presentaron aspectos de los bloques individuales, junto con una vista
de un muro de maqueta donde se usan tales bloques. Una serie de otras
cuatro presentaciones digitales de los bloques muestra de qué
manera el medio ambiente y los elementos interactúan en algunos
de los perfiles. LOOM se imagina un material de construcción
mucho más dinámico. El bloque de concreto para mampostería
estándar súbitamente se vuelve un “no estándar”.
Referencia: Masonry Construction, febrero de 2008.
Corrosión en pozos de visita de concreto
Los pozos de visita de concreto y de inspección son instalaciones
en donde puede ocurrir corrosión. Sin embargo, ésta también
se ha observado dentro de los tubos de concreto, en las estaciones de
bombeo de aguas negras y en las plantas de tratamiento de aguas negras.
Estas instalaciones representan una inversión financiera considerable
y necesitan tener un buen mantenimiento para lograr la máxima
vida operacional. La protección contra microbios destructivos
requiere de revestimientos especializados y conocimiento sobre cómo
ocurre la corrosión microbiológicamente inducida.
Xypex, miembro de la Asociación Australiana de Reparación
del Concreto ha estado involucrado en la reparación y rehabilitación
de pozos de visita afectados por sulfuros de hidrógeno y ácido
sulfúrico.
Se sabe que el ataque de sulfatos en el concreto resulta de una reacción
química entre iones de sulfato e hidróxido de calcio hidratado
y/o los componentes de aluminato de calcio de la pasta endurecida de
cemento, en presencia de agua. Los productos que resultan de estas reacciones
son hidrato de sulfato de calcio, mejor conocidos como yeso o hidrato
sulfoaluminato de calcio, comúnmente conocidos como etringita.
Es importante hacer notar que el agua no es sólo un reactivo
necesario en el ataque de sulfatos sobre el concreto, puesto que penetra
fácilmente en el concreto a través de la acción
capilar, también es el medio para el transporte de sulfatos dentro
de la matriz del concreto, dando como resultado la formación
de subproductos expansivos en la parte profunda del tubo o estructura.
El concreto es un material altamente alcalino y resistente a los efectos
de los ácidos fuertes u otros compuestos que pueden convertirse
en ácidos. El componente más vulnerable en el concreto
endurecido es el óxido de calcio que se disuelve fácilmente
y se neutraliza cuando es atacado por los ácidos. La manifestación
más común de este ataque es la erosión superficial
que, bajo condiciones de exposición por largo tiempo a condiciones
ácidas, puede continuar sin que disminuya.
Existen varios tipos de ataques de ácido en los materiales de
construcción. El ataque puede venir de agua que contenga dióxido
de carbono libre o lluvia ácida; agua de las plantas de destilación
o hielo fundido; aguas negras, y ácidos de las comidas y aquellos
generados de desechos orgánicos. También hay altos niveles
de sulfatos que ocurren de manera natural en los suelos y regiones en
todo el mundo, que dan origen a preocupaciones sobre la durabilidad
del concreto colocado en estos ambientes. En las instalaciones para
aguas negras, incluyendo túneles, fosos y pozos de visita en
particular, las bacterias anaeróbicas producen sulfuro de hidrógeno
(H2S) que se volatiliza en la atmósfera de las aguas negras.
El H2S se disuelve en la humedad que se condensa en la superficie de
concreto y que luego se oxida por el ácido sulfúrico que
forman las bacterias. Los altos niveles resultantes de ácido
sulfúrico dan origen a un ataque bastante agresivo en la pasta
de cemento, dando como resultado el deterioro acelerado del concreto.
El proceso de reparación involucra volver a poner otro revestimiento
al substrato cementante para restablecer la pérdida de recubrimiento
con un material de reparación de alto desempeño. Puesto
que el medio ambiente descrito antes es muy ácido, también
se requerirá de un recubrimiento interno para proteger el mortero
de reparación de concreto alcalino.
Fuente: Concrete in Australia, vol. 34, No. 1.
