Fachadas de concreto prefabricado
(Pasado, presente y futuro)
1era parte

Pavimentos permeables al agua 1era parte

Concreto premezlcado devuelto a la planta

Concreto lanzado refractario

    

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PREFABRICADOS
Fachadas de concreto prefabricado
(Pasado, presente y futuro)
1a parte

Hace más de 4000 años los antiguos egipcios ya usaban yeso impuro calcinado como material cementante. Ellos no pudieron prever que el concreto eventualmente se convertiría en uno de los materiales de construcción más ampliamente utilizados en el mundo. Muchos siglos después, los romanos produjeron cemento puzolánico para estructuras, algunas de las cuales han sobrevivido, incluyendo el Coliseo de Roma.

A mediados del siglo XVIII, John Smeaton descubrió que se producía mejor mortero cuando la puzolana era mezclada con piedra caliza que contenía una alta proporción de materia arcillosa; y construyó el Faro Eddystone en la costa de Cornish. En 1824 Joseph Aspin produjo el cemento Portland, y para 1880 se construyeron los primeros edificios de concreto reforzado en los Estados Unidos. Éstos consistían en su mayor parte de grandes marcos de concreto reforzado y muros sólidos de concreto reforzado portadores de cargas. El siguiente desarrollo lógico fue la Introducción de elementos de concreto prefabricado para construir marcos de edificios, elementos de fachadas portadoras de carga, y para revestimientos de fachadas. Esto permitió a los arquitectos explorar el uso de concreto arquitectónico y promover sus oportunidades estéticas. Desde entonces, los elementos de concreto prefabricado han sido ampliamente utilizados en fachadas en un amplio rango de aplicaciones.

Como parte del movimiento mundial para reducir el consumo de energía, los diseñadores están usando elementos de concreto prefabricado para mejorar el desempeño térmico de los edificios.

¿Han tenido un buen desempeño las fachadas de concreto prefabricado?

Los paneles de concreto prefabricado se han usado exitosamente durante muchas décadas para dar un toque de gracia a los exteriores de los edificios y para llevar a cabo una gran variedad de funciones, a saber:
Para paneles portantes de carga que soportan el perímetro de la losa o sirviendo como muros del núcleo.
Para elementos no portantes de carga que típicamente descansan en el perímetro de la losa a través de ménsulas, o bien de conexiones de acero y que están separadas en los niveles del piso por juntas de control del movimiento.

Éstos pueden variar de simples paneles rectangulares, hasta paneles en forma de “U” elaborados con bahías rebajadas para ventanas.
Muchos edificios se caracterizan por sus parteluces y columnas de concreto prefabricado que enmarcan sistemas de muros cortina.
Algunas fachadas incorporan elementos de concreto prefabricado en los sistemas de muros cortina.
Para crear exteriores de concreto prefabricado con finos detalles esculturales.

Estos elementos de fachada elaborados en fábrica ofrecen beneficios tales como: velocidad de construcción; versatilidad; des-empeño sísmico además de que proporcionan la oportunidad de lograr una apariencia arquitectónica que no puede obtenerse con el concreto en el sitio. Sin embargo, mientras hay muchas aplicaciones exitosas, ha surgido un cierto número de defectos típicos a través del tiempo, y los más comunes son:

Astillado y agrietamiento debido a la corrosión del refuerzo colado
Astillado y agrietamiento debido al colado de aditamentos para el izamiento del prefabricado.
Delaminación de los revestimientos arquitectónicos externos.
Cerramiento de juntas y defectos asociados. El impacto en grandes fachadas usualmente es de gran importancia. Típicamente, estos defectos crean una amenaza significativa a la seguridad del público y afectan la imagen y función de las fachadas, y por tanto, del edificio. Además, en donde los elementos de concreto prefabricados se integran con otros sistemas de revestimiento, los defectos en las superficies de contacto pueden afectar adversamente las conexiones y la impermeabilidad de los exteriores del edificio.

Referencia: Albert van Griaken, director de Tecnología de Fachadas y Reparación, Cornell Wagner, South Melbourne, revista Concrete in Australia, No 4.

 

PAVIMENTOS

Pavimentos permeables al agua 1a parte

En comparación con los pavimentos convencionales, los pavimentos de adoquines permeables al agua (PPA) ofrecen ventajas tanto desde el punto de vista ecológico como económico. En zonas urbanas, las carreteras suponen hasta un 25% de la superficie impermeable al agua; es decir, que los pavimentos generan un gran porcentaje de los desagües de la superficie. Una posibilidad para controlar estos desagües de la superficie es usar pavimentos permeables al agua. Aunque las primeras ideas del PPA aparecieron hace unos 25 años en Alemania y en Austria, con cierta rapidez se han difundido en Europa, Australia, Japón, América del Norte y del Sur y recientemente también en Sudáfrica, convirtiéndose en una alternativa viable y sustentable.

Originalmente, en Europa los pavimentos estaban considerados como un medio para prevenir las inundaciones, con el que se podían reducir los costos del consumo de paisaje, que conllevaban la construcción de depósitos de retención e infiltración, ya que éstos se construían al mismo tiempo que el pavimento necesario en el lugar. Esta idea es un argumento infalible para utilizar pavimentos permeables al agua en sociedades altamente urbanizadas, en las que la consolidación urbana plantea cada vez mayores requisitos a las infraestructuras resistentes, aunque rara vez adecuadas, para los desagües de las aguas pluviales, y en las que había que contar con grandes tasas municipales para el desagüe de las aguas pluviales y negras de los terrenos urbanizados.

El freno a la contaminación medioambiental es un gran incentivo para emplear los PPA. En los Estados Unidos, sus autoridades medioambientales EPA (Agencia de Protección Ambiental) le otorgan la máxima prioridad al control de la contaminación del agua y les exige a los responsables de los proyectos de construcción con una superficie superior a 0,4 ha. Para administrar aguas pluviales. Las autorizaciones establecidas para el aporte de las aguas pluviales son reacciones típicas en todo el mundo ante los nuevos retos que plantea la protección del medio ambiente. Casi sin excepción la aceptación de los pavimentos permeables al agua es una reacción a las normas nacionales o locales establecidas con el objetivo de conseguir un desarrollo sustentable y para proteger el medio ambiente. La idea británica de Sistemas de Drenaje sustentables (Sustainable Drainage Systems), así como su equivalente australiano –la Planificación Urbana respetuosa con el Agua (Water Sensitive Urban Design)– tienen el objetivo de controlar el aporte de las aguas pluviales y negras bien in situ o a escala regional. En este sentido, en las directivas de planificación y en las normas de drenaje estas medidas se tienen en cuenta, constituyendo una base racional para integrar los pavimentos permeables en las planificaciones urbanas.

En otro punto se fomenta la aceptación de los pavimentos permeables al agua, bajo la creciente influencia de los sistemas de valoración ecológicos, como el certificado LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) o LCA (Life Cycle Assessment). En Norteamérica, numerosas ciudades han adoptado el sistema LEED administrado por los gremios estadounidenses y canadienses de la construcción "verde" (Green Building Councils), que exigen este tipo de certificados. En el sistema LEED, a la hora de valorar la sustentabilidad se aplica un sencillo sistema de 28 puntos. Los pavimentos de adoquines pueden obtener hasta 14 puntos para factores como por ejemplo el aporte de aguas pluviales y negras, la capacidad para la reflexión térmica y luminosa, así como para el empleo de materiales de construcción locales y/o reciclados. Esta valoración en sí supone más de la mitad de los puntos exigidos para el certificado de sustentabilidad del proyecto, representando un argumento nada desdeñable para utilizar pavimentos permeables. El sistema LCA es un sistema de valoración bastante más complejo que sigue el principio de "desde el principio hasta el fin", que incluye el impacto medioambiental que cause un producto o un servicio a lo largo de su vida útil. El sistema LCA toma en cuenta la energía almacenada en los materiales de construcción así como la empleada en su fabricación, además de los combustibles fósiles consumidos en la producción, instalación, mantenimiento, demolición, transporte y reciclaje, así como la superficie necesaria para almacenar los residuos tóxicos y no tóxicos y finalmente las emisiones con efecto invernadero.

Referencia: Brion Shackel, University of New South Wales, Sydney, Australia.

 

PREMEZCLADOS

Concreto premezclado devuelto a la planta

Uno de los graves problemas enfrentados por la industria del concreto premezclado es el impacto ambiental que causa debido a los grandes volúmenes de residuos generados anualmente por estas empresas.

Una alternativa para los procesos actuales de distribución del concreto devuelto a planta y del agua de lavado involucra el empleo de Aditivos Estabilizadores de Hidratación del cemento (AEH). El concreto es reutilizado después de una noche o fin de semana aun en estado fresco con la adición de un activador, que puede ser:
a) Mezclado con concreto nuevo.
b) Agregando un aditivo acelerante.

Luego de la reactivación de las propiedades de los concretos reutilizados en estado fresco y endurecido son equivalentes a los concretos normales. Cabe decir que el concreto retornado de obra a las plantas dosificadoras de origen incurre en serios problemas económicos y ambientales. En estudios realizados el concreto desperdiciado representaba entre 1 y 2% del total de 180 millones de m3 anualmente producido en Japón. Las tres principales fuentes generadoras de residuos en las centrales son:

1.- Devolución de concreto fresco no empleado en las obras. Comúnmente, las concreteras realizan el tratamiento de estos concretos devueltos de dos formas:

Lavado interno de la tolva del camión al finalizar el día de trabajo y lavado del patio de la central dosificadora; disponiendo los residuos descargados del camión en contenedores. Estas aéreas son limpiadas dos o más veces por semana con la pala cargadora. Los sólidos son cargados y llevados para terraplenes, mientras que el lodo de agua y cemento puede ser también parcialmente reaprovechado dependiendo del nivel tecnológico disponible en la concretera.

2.- El reaprovechamiento de los materiales por separación mecánica de los agregados del lodo de agua/concreto es posible pues existe un gran número de alternativas tecnológicas, la mayoría basada en el lavado del material con agua y separación por cribado.

3.- Otra alternativa económicamente viable dentro de los métodos tradicionales de reaprovechamiento del concreto devuelto consiste en el uso de Aditivos Estabilizadores de Hidratación (AEH). La activación del concreto devuelto después de este período es obtenida por el uso de aditivos aceleradores o mezclando concreto nuevo con concreto estabilizado. Este método es el que económica y ambientalmente arroja mejores resultados. La única salvedad es que son necesarios estudios previos de los aglomerantes utilizados y es fundamental una correcta capacitación del personal involucrado. En la utilización del concreto estabilizado deben ser consideradas las ventajas adicionales posibles, tales como el transporte y la viabilidad de producción de concreto fabricado en los grandes centros urbanos, contemplando los problemas de horarios alternativos para ejecución de colados, menor generación de residuos sólidos,
los elevados recursos necesarios para no obstruir los desagües de las vías públicas y aéreas destinadas al almacenaje de estos residuos.

Referencia: Revista Hormigonar, Asociación Argentina del Hormigón Elaborado.

 

CONCRETOS ESPECIALES

Concreto lanzado refractario

El uso de productos moldeables con baja humedad y bajo contenido de cemento como sustituto para ciertas instalaciones de ladrillos y aplicaciones tradicionales de concreto lanzado para trabajar revestimientos y mantenimiento de contenedores es una práctica bien conocida y aceptada. Aunque el método para colocar concreto refractario por medio de moldes y colado todavía es ampliamente usado por la industria, el proceso del concreto lanzado refractario ha ganado continuamente más popularidad, ya que la inversión en equipo y en mano de obra ha producido instalaciones más rentables. Hoy más que nunca, la ciencia de los materiales y la tecnología del equipo y los materiales moldeables convencionales, está abriendo las puertas a un número sin precedente de instalaciones de concreto lanzado refractario.

Se sabe ya que casi todas las fábricas de acero usarán concreto lanzado refractario como parte de su programa. Estos revestimientos de concreto lanzado refractario también son más prácticos en muchos casos debido a la velocidad de instalación y a su menor tiempo de recepción y entrega cuando se compara con los revestimientos con moldes y colado. Un factor que contribuyó al impulso de este movimiento fue el desarrollo de una bomba de pistón hidráulico de alta presión y la combinación de una mezcladora de 1.5 toneladas métricas hace aproximadamente 5 años –y que actualmente sigue siendo líder en la industria en cuanto a tasas de producción, capacidad, potencia y portabilidad–. Además, los avances con los aditivos químicos tales como aditivos reductores de agua de alto rango, modificadores reológicos y reductores de agua han permitido diseñar mezclas con mayor movilidad y propiedades plásticas para acomodarse a las características de desempeño y los requisitos de equipo de instalación y los proyectos.

El concreto lanzado en un proceso húmedo generalmente ofrece como resultado menos “rebote”, que resulta en un menor desperdicio que, posteriormente, tenga que ser eliminado. Casi no hay polvo –una ventaja cuando el refractario debe ser colocado en un área confinada–. Aunque las técnicas del operador de boquilla para el concreto lanzado en proceso seco y húmedo son diferentes, los operadores se han dado cuenta que es más fácil y rápido de dominar el proceso húmedo. No se debe olvidar que el concreto lanzado es un proceso utilizado para instalar concreto refractario y concreto tradicional. El concreto lanzado se define por la Asociación Americana de Concreto Lanzado, como “Mortero o concreto neumáticamente proyectado a alta velocidad sobre una superficie apropiadamente preparada”.

Referencia: “State of the art refractory shotcrete techniques and practices”, Shotcrete, primavera, 2008.