REVISTA VECTOR 47 NOVIEMBRE 2012 by REVISTA VECTOR DE LA INGENIERIA CIVIL

Concreto

Estadio CenturyLink Field:

Efecto de la adición de fibras sintéticas sobre las propiedades mecánicas del concreto

Court Avenue,

la mejor marca de Seattle

donde la historia del pavimento con concreto comienza

Revista de difusión de la Federación Mexicana de Colegios de Ingenieros Civiles, A.C.

Vector

Nº 47 Noviembre 2012 Costo

$ 50.00

Indice

Vector Noviembre 2012

En portada

AMIVTAC

•La Bóveda Global de Semillas de Svalbard/4

Instituto Mexicano de la Construcción en Acero

• Empresas y Empresarios – Realiza Gerdau Corsa la inversión privada más importante en la historia del Estado de Hidalgo/12 – Comex presenta su División Profesional, área especializada y comprometida en lograr resultados/14 – XXI Edición PREMIO OBRAS CEMEX 2012/16 • Suplemento Especial – Efecto de la adición de fibras sintéticas sobre las propiedades mecánicas del concreto/19 • Maravillas de la Ingeniería – Estadio CenturyLink Field: la mejor marca de Seattle/32 • Historia de la Ingeniería Civil – Court Avenue ,donde la historia del pavimento con concreto comienza/40 –Hacia la construcción moderna-el concreto romano/44

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Editorial

Editorial Cozumel # 63-A • Col. Roma Norte C.P. 06700 México, D.F. Tel. (55) 5256 1978

Carlos Arnulfo López López Leopoldo Espinosa Benavides Roberto Avelar López Manuel Linss Luján Jorge Damián Valencia Ramírez Enrique Dau Flores CONSEJO EDITORIAL Raúl Huerta Martínez DIRECTOR GENERAL Daniel Anaya González DIRECTOR EJECUTIVO Patricia Ruiz Islas DIRECTORA EDITORIAL Daniel Amando Leyva González JEFE DE INFORMACIÓN Ana Silvia Rábago Cordero COLABORACIONES Historia de la ingeniería civil

Alfredo Ruiz Islas CORRECCIÓN DE ESTILO Nallely Morales Luna DIRECTORA DE DISEÑO Iman Diseño

Brenda Madrigal Dueñas DISEÑO GRÁFICO

Ernesto Velázquez García DIRECTOR DE DISTRIBUCIÓN Escuela Digital WEB MASTER Carlos Hernández Sánchez DIRECTOR DE PROYECTOS ESPECIALES Herminia Piña González DIRECTORA COMERCIAL

Tecnología y Sociedad Tal vez la mayor paradoja de la tecnología sea el hecho de que, cada vez con mayor frecuencia, su ritmo de desarrollo esté marcado por la urgencia de resolver los problemas medioambientales generados por sus avances previos. En vista de semejante estado de cosas, no es de extrañar que tantas personas no vean más salida que desacerse por completo de esta espada de doble filo, y propongan un radical “regreso a la naturaleza”. Para bien o para mal, sin embargo, el divorcio entre humanidad y tecnología es, en este punto de la historia, punto menos que una utopía irrealizable. Baste pensar en esto: si tuvieramos que detener por completo la producción masiva de cemento Portland —una actividad industrial particularmente nociva para el medio ambiente—, ¿qué alternativa quedaría para atender la acelerada demanda de vivienda —por no hablar de otras construcciones esenciales, desde hospitales hasta presas— de una población mundial que ronda ya los siete mil millones de individuos? Y en lo que respecta a los productos del campo destinados a la alimentación, el vestido e incluso a la generación de energía, tal vez, en un futuro no muy lejano, la utilización de semillas transgénicas nos permitirá prescindir, hasta cierto punto, de los peligrosos fertilizantes químicos y los pesticidas; pero una cosa es segura: es inútil exigir que se proscriban los tres al mismo tiempo. Por fortuna, hay signos que parecen indicar que podríamos estarnos acercando a un estadio de desarrollo tecnológico en el que los nuevos métodos y herramientas son menos agresivos con el medio ambiente, y en el que la ingeniería es aplicada más y más a la conservación de los recursos. Que todo esto dé paso a ese equilibro óptimo entre progreso y naturaleza que es el objetivo del desarrollo sustentable, depende, más que nada, de nuestra capacidad como especie de adquirir mayor conciencia del alcance de nuestras acciones.

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Myrna Contreras García DIRECTORA DE ADMINISTRACIÓN Dimensiona Artes Gráficas, S.A. de C.V. IMPRESIÓN

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Héctor Soto Rodríguez, ingeniero civil graduado con mención honorífica de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, no es miembro de la Coordinación Científica de dicha institución, como se informó de forma incorrecta en la revista Edificación, número 46, página 40.

REVISTA VECTOR de la Ingeniería Civil, Año 5, Número 47, Noviembre 2012, es una publicación mensual editada por Comunicaciones La Labor, S. A. de C.V. Cozumel 63 – A, Col. Roma Norte, Delegación Cuauhtémoc, C.P. 06700, Tel. 5256 – 1978, www.revistavector.com.mx, daniel.anaya@revistavector.com.mx •Editor responsable: Daniel Anaya González. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04201- 010512575900-102, ISSN: (En trámite) Licitud de Título No. 14259, Licitud de Contenido No. 11832, ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX No. IM09- 0754. Impresa Por Dimensiona S. A. de C. V., Francisco Álvarez de Icaza No. 9,Col.Obrera, C.P. 06800, Delegación Cuauhtémoc, México, D. F., Tel. 57615440. Este número se terminó de imprimir el 10 de Noviembre de 2012 con un tiraje de 8,000 ejemplares. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor.

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Ingeniería Civil del Siglo XXI

Daniel Leyva

Más valioso que el oro

e entre los incontables actos de heroísmo realizados por los habitantes de la ciudad de Leningrado —hoy San Petersburgo— a lo largo de los casi novecientos días durante los cuales el ejército nazi la mantuvo bajo asedio, es probable que ninguno conmueva tanto a la comunidad científica como el ejemplar sacrificio de los trabajadores del Instituto Federal de Cultivo de Plantas, quienes asumieron de manera voluntaria la tarea de preservar los ejemplares depositados en el primer banco de semillas del mundo, junto con una colección de plantas vivas y otros especímenes que, desde entonces a la fecha, tiene muy pocos rivales en tamaño y calidad a nivel internacional. La creación de ambos acervos, tanto el de plantas como el de semillas, fue en buena medida resultado de los trabajos del genetista ruso Nikolai I. Vavílov, quien durante años se dio a la tarea de recorrer el mundo recolectando miles de ejemplares para la colección del instituto —el “fondo de oro”, como se le llegó a llamar—. Por desgracia, su público desacuerdo con las teorías de un científico cercano a Stalin le atrajo la animadversión del dictador, a resultas de lo cual el académico fue arrestado en 1940 —bajo el disparatado cargo de intentar sabotear la agronomía soviética— y enviado a una prisión en el sur del país, donde falleció dos años después. La censura oficial, sin embargo, no consiguió disminuir la admiración que sentía la mayoría de sus colegas por quien fue su director y guía durante décadas, y pronto tuvieron ocasión de demostrar hasta qué punto valoraban su legado. En 1941, durante los primeros días del bloqueo de la ciudad, un grupo de científicos y trabajadores se organizó para cuidar las colecciones —que sumaban ya 250,000 ejemplares— que habían quedado a merced, tanto de los incendios causados por las bombas alemanas, como de la falta de calefacción. Para cuando la pesadilla llegó a su fin tres años después, nueve de

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estos mismos científicos —junto con cientos de miles de sus conciudadanos— habían perecido víctimas del arma más cruel en poder de los sitiadores en todas las épocas: la hambruna, mientras que los paquetes con semillas de trigo, papas y nueces que ellos mismos habían colocado en los sótanos del instituto sobrevivieron intactos a la guerra. Hasta ahora, no hay indicios de que los trabajadores del Instituto Federal de Cultivo de Plantas —rebautizado en honor a Vavílov en 1968— se hayan negado a consumir las reservas del banco por miedo a ser castigados. De hecho, a la vista del cuidado y la gran cantidad de recursos que se invirtieron en evacuar o resguardar los tesoros —no menos invaluables— del histórico museo del Hermitage, es posible que las autoridades se olvidaran por completo del banco de semillas. No así los trabajadores del instituto, quienes con toda probabilidad actuaron profundamente convencidos de algo que en su época era apenas una inquietante posibilidad, pero que hoy en día se acepta como un hecho que no admite discusión: el inapreciable valor de cada especie cultivable.

Diversidad en peligro En la actualidad, la contaminación ambiental, el cambio climático, la técnicas empleadas en la agroindustria, e incluso las guerras y la creciente urbanización, han provocado la continua y acelerada desaparición de muchas variedades de plantas cultivables. Por desgracia, los riesgos que conlleva esta pérdida de diversidad, a pesar de ser fácilmente desmostrables, pasan casi por completo desapercibidos para buena parte de la opinión pública, por lo general más interesada en los acalorados debates que se suscitan en torno a los supuestos peligros de las semillas transgénicas, cuyos efectos sobre los ecosistemas y la salud humana —devastadores, según muchas voces críticas— continúan sin salir del ámbito de la especulación.

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Nikolai Ivánovich Vavílov —1887/1943— realizó dos cortas visitas a México, una en 1930 y otra en 1932. La abundancia de variedades de plantas —como el maíz y el frijol— que encontró aquí lo llevó a decir de nuestro país que se trataba de un auténtico

“horno de creación”.

El factor más importante a tomar en cuenta en esta discusión es que, a pesar del grado de sofisticación que se ha alcanzado en el campo de la manipulación genética de las semillas, la gran mayoría de esas modificaciones es lograda por medio del antiquísimo método de prueba y error. Resulta evidente que, mientras eso no cambie, los tecnogenetistas no tienen manera de competir con los miles de años de selección natural y humana acumulados en cada especie y en cada variedad de planta cultivable. Aquí, lo que hace la diferencia es la multifactorialidad: mientras que un investigador puede imprimir en el ADN de determinada planta cambios muy específicos, como el color de sus flores, por ejemplo, o el grosor de sus hojas1 —siempre con la conciencia de que no hay manera de anticipar todos los efectos secundarios que tendrá la intervención genética—, cada variedad de planta ya existente es el resultado de un larguísimo proceso de adaptación que responde, al mismo tiempo, a muchas condiciones y exigencias distintas: algunas, relacionadas con factores ambientales —temperatura, humedad, plagas imperantes en la región, tipo de suelo—; otras, con el consumo humano —sabor, textura y valor nutricional—. Por decirlo de alguna manera, cada semilla contiene el secreto para replicar una planta que ha alcanzado un equilibrio casi perfecto entre las condiciones de su medio ambiente y las necesidades de sus cultivadores. En muchos sentidos es posible comparar la “receta genética” escondida en una semilla con el conjunto de pasos a seguir para fabricar un violín Stradivarius o una espada 1 En contra de lo que mucha gente piensa, en ningún laboratorio es posible “programar” una planta para que produzca cualquier compuesto que se le ocurra al ingenioso científico. En todo caso —y dentro de ciertos límites—, hay formas de estimular o inhibir el ritmo al que un organismo produce algunas de las sustancias que le son propias.

con acero de Toledo: en cada caso, el “procedimiento” en cuestión es el resultado final de una prolongada búsqueda, para nada exenta de hallazgos fortuitos irrepetibles, dirigida a la obtención de un producto de gran valor. Por supuesto, no hay que olvidar que, como ha quedado demostrado en el caso del legendario metal y de los instrumentos del maestro cremonés, una vez que el secreto se ha perdido, recuperarlo es punto menos que imposible, así se cuente con tecnología de la Era Atómica. Es por eso que Vavilov, con genial intuición, se esforzó tanto en crear un banco de semillas, y esa es la razón, también, de que sus colegas leningradenses hayan puesto sus vidas en peligro para salvar a toda costa la integridad del mismo: la propia experiencia de su país, asolado por continuas hambrunas, les había enseñado que la preservación de unas cuantas semillas de una buena cosecha podía, frente a un cambio drástico de temperatura o la llegada de una plaga por largo tiempo olvidada, significar la salvación de poblaciones enteras.

Un templo moderno dedicado a Ceres Es bien sabido que la agricultura ha sido siempre una de las actividades económicas más favorecidas por la ingeniería civil. La antigua presa de Marib en la península de Arabia, por ejemplo, demuestra que, desde los albores de la historia, las más diversas sociedades han sentido la necesidad de aplicar lo mejor de sus conocimientos y capacidades constructivas a la realización de obras que potencien la explotación de la tierra o que ayuden a proteger y distribuir mejor sus productos, ya sea en forma de presas y sistemas de irrigación o de silos y carreteras. Es interesante notar que, a pesar de la gran variedad de construcciones que pueden entrar en la categoría de infraestructura para la agricultura, hay algunas características que comparten la gran mayoría de ellas. Por ejemplo, que suelen localizarse en regiones de clima templado a cálido, o que su propósito es servir de almacenamiento, ya sea de grandes cantidades de una semilla, o de grandes volúmenes de agua. No obstante lo anterior, el que probablemente sea el mayor tributo que la ingeniería civil le ha rendido, hasta ahora, al milenario arte de cultivar la tierra, es una construcción que se ha salido por completo de ese guión: se encuentra en una isla congelada, en su interior no se almacena ni una gota de agua, y, aunque su propósito es guardar semillas —varias toneladas de ellas, de hecho—, a diferencia de otros depósitos, los constructores de este edificio esperan llenarlo con cuatro y medio millones de tipos distintos de cultivos. Sus nórdicos constructores llamaron a esta obra la Bóveda Global de Semillas, y se localiza en Spitsbergen, una isla que forma parte del archipiélago de Svalbard, a medio camino entre Noruega y el Polo Norte.

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De aquí a la eternidad La Bóveda Global, como se ha señalado, no es el primer banco de semillas del mundo. De hecho, ni siquiera se trata de una iniciativa tan inusual, pues se calcula que existen alrededor de mil cuatrocientas colecciones de cultivos funcionando en todo el planeta. La mayoría de esos almacenes, sin embargo, está muy lejos de contar con todos los mecanismos de seguridad que hacen de Svalbard el respaldo ideal de todos los demás bancos de semillas, y que le han ganado a la llamada “Bóveda del Juicio Final” la reputación de ser una especie de seguro alimentario post–apocalíptico.

El almacén subterráneo de Svalbard no funcionará como un banco de genes activo donde se permite el

acceso contante a sus depósitos.

Por

el contrario, sus bóvedas recibirán únicamente duplicados de semillas almacenadas en otros bancos,

que funcionarán como

“copias de

seguridad” en caso de que se pierdan los originales.

Si construir para un horizonte tan prolongado como el propuesto por los creadores de la Bóveda Global —cientos de años, o más— parece un asunto de ciencia ficción, podría pensarse que hacerlo en las difíciles condiciones climáticas y geológicas de la ladera de una montaña en una isla dentro del Círculo Polar Ártico solo complica de manera innecesaria una misión que, de entrada, suena casi imposible. Con todo, a los ingenieros a cargo del proyecto les sobraron los argumentos para justificar su elección. En primer lugar, los especialistas señalaron la importancia de las bajas temperaturas de la región y, si bien es cierto que hubo que instalar un sistema de refrigeración para llevar la temperatura de las cámaras de almacenaje hasta los

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dieciocho grados bajo cero —el estándar internacional recomendado para la conservación de semillas—, los tres grados bajo cero a los que está la roca que rodea las instalaciones garantizarían la integridad de la mayoría de los ejemplares, aun en caso de un corte de energía. Por otra parte, la bóveda está ubicada a una altura de ciento treinta metros sobre el nivel del mar, lo cual significa que estará a salvo de inundaciones, incluso si el hielo de los polos se derrite. Finalmente, la isla de Spitsberg ofrece dos importantes ventajas adicionales: la ausencia de actividad tectónica y una abundante reserva de carbón, ideal para mantener en funcionamiento las unidades de refrigeración sin depender de suministros externos de combustible.

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La conducción del proyecto de Svalbard quedó a cargo de la agencia gubernamental Statsbygg —que sería el equivalente noruego de una empresa paraestatal en México—, dedicada al manejo de los bienes raíces propiedad del Estado. Statsbygg comisionó el diseño de las instalaciones bajo tierra y las tareas administrativas del proyecto a las empresas privadas

Multiconsult AS y Barlindhaug Consult AS, respectivamente. Para llevar a cabo el trabajo pesado —la excavación del túnel de acceso y la construcción de las bóvedas de almacenaje— se contrató a la compañía Leonhard Nilsen & Sønner, un grupo con cincuenta años de experiencia en operaciones mineras en ambos polos.

La instalación que adorna el portal de la bóveda lleva el título de

Repercusión perpetua,

y fue creada por la artista noruega

Las entrañas de la bóveda El gobierno del reino de Noruega, dando un ejemplo de auténtico compromiso con la transparencia —que muchas autoridades locales en nuestro país harían bien en tratar de emular—, puso a disposición de sus ciudadanos, así como de observadores interesados en todo el mundo, una presentación muy completa del proyecto de Svalbard, en un documento público que puede ser consultado en línea21 y que contiene una detallada descripción de las instalaciones que serán resumidas a continuación. Portal La única porción expuesta del complejo es el vestíbulo que da acceso al túnel que conduce a sus galerías subterráneas. El vestíbulo tiene una fachada principal de dos metros y medio de ancho por ocho de alto, orientada hacia el norte. Los muros internos de este edificio, así como el piso y sus estructuras de apoyo, están hechos de concreto vertido. Sobre el techo y parte de la fachada frontal del portal fue montada una instalación artística, hecha con láminas triangulares de acero inoxidable pulido, espejos y prismas, colocados bajo una capa de vidrio de seguridad e iluminados por medio de fibra óptica. Además de su valor estético, este elemento está pensado para hacer la entrada a la bóveda claramente visible tanto de noche como de día. Statsbygg (2008), “Svalbard Globale fr hvelv/Svalbard Global Seed Vault”, disponible en http://www.statsbygg.no/FilSystem/files/ferdigmeldinger/671_svalbard_frohvelv.pdf.

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Dyveke Sanne.

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Túnel

Bodegas

Pasando el “tubo Svalbard” empieza el túnel de acceso, excavado en la roca de la montaña. Forma parte de esta sección de las instalaciones el edificio de servicio, donde se encuentra un cuarto de máquinas y una oficina para la recepción de especímenes. Se trata de un espacio aislado con paredes de tabicón ligero, con revoque por ambos lados y techo de tableros de yeso. El grosor de las paredes de concreto del túnel es de un metro. Al final del túnel principal se llega a un corredor transversal que conduce a cada uno de los espacios donde se guardan las semillas.

Las llamadas “cavernas de almacenamiento” son, en realidad, tres cuevas artificiales paralelas de veintisiete metros de largo, diez de ancho y cinco de alto, excavadas en la sección interior de la montaña que ofrece la mejor calidad de roca en el “techo” de las galerías y donde, además, se espera que el permafrost se mantenga sin cambio por más tiempo. Para estabilizar la excavación se utilizó una combinación de concreto lanzado y pernos de anclaje revestidos, de seis metros de longitud y 25 milímetros de diámetro. El uso del término “caverna” para nombrar a estas instalaciones se originó en la decisión de no construir edificios aislados —como el de servicio— dentro de las galerías subterráneas, sino utilizarlas como si se trataran de cuevas naturales recubiertas con concreto.

El “tubo Svalbard” Con este nombre se conoce la primera sección del túnel que conduce a las bóvedas de almacenamiento, construida en forma de cilindro con paredes de acero corrugado. A partir del tubo , los corredores del complejo tienen el aspecto de un camino asfaltado iluminado por lámparas de techo colocadas a intervalos regulares.

¿Héroes o villanos? Desde que el arranque de los trabajos de construcción de la bóveda fue anunciado públicamente durante una ceremonia realizada en Svalbard el 19 de junio de 2006, este proyecto ha dado pie a todo tipo de suspicacias y especulaciones acerca de sus “verdaderos” objetivos. Por ejemplo, en el artículo “Bóveda de Semillas del Día del Juicio” en el Ártico: Bill Gates, Rockefeller y los gigantes de los OMG32 saben algo que nosotros no43”, publicado en línea en 2007, el autor muestra cómo el repositorio es, en realidad, una pieza más en una conjura global para exterminar al noventa por ciento de la población humana —al parecer, utilizando una combinación de armas nucleares y biológicas— con el objetivo de dejar el planeta en manos de la “élite blanca”. “¿Qué otra razón podrían tener las grandes corporaciones —parecen preguntarse estos críticos— para esconder en un refugio antinuclear las mismas semillas que están a buen resguardo en instituciones locales?” La alternativa a esta narrativa propia del universo de Resident Evil y la Corporación Paraguas es que existen gobiernos en el mundo, como el de Noruega, y organizaciones internacionales, como el Fondo Mundial para la Diversidad de Cultivos —GCDT, por sus siglas en inglés—, con la iniciativa y la capacidad técnica para enfrentar de manera creativa y coordinada problemas de alcance global, en este caso, el de la desaparición de especies vegetales de enorme utilidad para el ser humano. Por otra parte, ni siquiera se necesita invocar escenarios apocalípticos de destrucción atómica para explicar la existencia de la bóveda de Svalbard: el Banco Nacional de Semillas de las Filipinas, arrasado por un incendio seis años después de que una inundación causó severos daños a las instalaciones, y el caso de los depósitos en Irak y Afganistán, destruidos durante las recientes guerras en la región, bastan para mostrar la pertinencia de contar con un buen sistema de respaldo. Pero, mientras se averigua si, como dice el refrán, “son peras o son manzanas”, decenas de variedades de esos deliciosos y nutritivos frutos, producto del trabajo paciente de generaciones y generaciones de hortelanos, hibernan como osos polares en una isla en el fin del mundo, a salvo de los caprichos de la naturaleza y las veleidades de la condición humana. 3 Organismos modificados genéticamente. Los “gigantes” a los que se hacer referencia son las multinacionales Monsanto y Syngenta. 4 F. William Engdahl (2007), “’Doomsday Seed Vault’ in the Arctic. Bill Gates, Rockefeller and the GMO giants know something we don’t”, disponible en http://www.globalresearch.ca/doomsdayseed-vault-in-the-arctic/23503.

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El desarrollo de nuestros Publirreportaje servicios de gerencia y administración de proyectos esta basado en estudios, análisis y supervisión para la elaboración de soluciones.

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El proyecto túnel sumergido bajo el río Coatzacoalcos Está siendo ejecutado en la ciudad de Coatzacoalcos, Veracruz, ubicada en la desembocadura del propio río Coatzacoalcos con el Golfo de México. En esta región del Sur de Veracruz se localizan las Instalaciones de la industria petroquímica de Pemex más grande de América Latina. En la actualidad se utilizan dos medios para cruzar de la ciudad de Coatzacoalcos a la zona industrial. A través de panga para llegar a la congregación de Allende. Por el puente Coatzacoalcos construido en 1958. Con la construcción del túnel sumergido en el Río Coatzacoalcos se unirá la zona urbana de Coatzacoalcos con la congregación de Allende del mismo municipio, y es una alternativa urbana al actual cruce carretero que permitirá optimizar el servicio en materia de vialidades y transporte que fortalecerá y consolidará el desarrollo regional del sur de Veracruz pues traerá los siguientes beneficios. Reducir los tiempos de traslado de la zona urbana a los centros de trabajo ubicados en los complejos petroquímicos Morelos, Pajaritos y La Cangrejera. Eliminar los congestionamientos actuales en el Puente Coatzacoalcos. Reducir la contaminación ambiental.

Especificaciones:

Longitud tramo sumergido: 805.00 metros.

Longitud acceso Coatzacoalcos: 480.00 metros.

Longitud acceso Allende: 243.00 metros.

Longitud total: 1,528.00 metros.

Tipo de infraestructura: Túnel sumergido de concreto presforzado Ancho de calzada: 4 carriles de 3.75 metros de circulación, dos en cada sentido separados por un túnel de servicios. Pavimento final: capa de concreto asfáltico sobre piso de concreto tanto en el propio túnel sumergido como en las vialidades de acceso. Grupo Básico Mexicano ha sido desde el inicio de esta importante obra en el 2004, la Gerencia de Proyecto para la Construcción del Túnel Sumergido bajo el Río Coatzacoalcos, encargada de coordinar y supervisar el correcto desarrollo del propio proyecto durante su etapa de construcción hasta la puesta en marcha. Adicionalmente, Grupo Básico Mexicano tiene a su cargo los servicios de Gerencia de Proyecto cubriendo las áreas de: •

Administración

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Coordinacion

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Juridico

•

Financiero

•

Informática

Empresas y Empresarios

Realiza Gerdau Corsa la inversión privada más importante en la historia del Estado de Hidalgo

• El monto de la inversión es de USD$600 millones, que se emplearán en la construcción de una nueva planta que producirá perfiles estructurales en acero • • Durante la construcción de la planta se generarán alrededor de 4 mil empleos indirectos, mientras que en operación se espera que genere cerca de 2 mil empleos (entre empleos directos e indirectos)

Ciudad Sahagún, Hidalgo, a 24 de octubre de 2012.-Gerdau Corsa dio a conocer hoy los pormenores del proyecto de construcción de una nueva planta que producirá perfiles estructurales de acero, ubicada en Ciudad Sahagún en el Estado de Hidalgo. Este proyecto representa la inversión privada más importante en la historia de la entidad, dada la inversión de USD$ 600 millones que se realizará por medio del joint venture Gerdau Corsa. Los detalles del proyecto fueron dados a conocer por André B. Gerdau Johannpeter, Director Presidente (CEO) de Gerdau y Juan Ángel Córdova, Directivo de Gerdau Corsa, en un evento que contó con la presencia del Gobernador del Estado de Hidalgo, José Francisco Olvera Ruiz; el Secretario de Desarrollo Económico del Estado de Hidalgo, José Pablo Maauad Pontón; y el Presidente Municipal de Tepeapulco, Hidalgo, Alberto Franco Ramírez. El proceso de construcción de la planta, generará alrededor de 4 mil empleos indirectos durante su construcción. Se espera que esta nueva planta inicie operaciones en el segundo semestre de 2014, momento en el cuál podría generar cerca de 500 empleos directos y 1,500 empleos indirectos. “México es un mercado prioritario para Gerdau. El anuncio de esta importante inversión refleja el compromiso e interés que

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Sobre Gerdau Corsa

existe por parte de nuestra empresa en mantener la solidez de su operación en este país, asegurar su permanencia a largo plazo y mejorar el nivel de preferencia de nuestros clientes” señaló André B. Gerdau Johannpeter Director- Presidente (CEO) de Gerdau. “El proyecto de construcción de esta nueva planta es un paso importante para Gerdau Corsa por fortalecer su posición en el mercado mexicano e incrementar la competitividad del sector. Esta inversión tiene como objetivo sustituir parte de las actuales importaciones de perfiles estructurales en el país, lo cual traerá importantes beneficios a todos los actores involucrados en la distribución, comercialización y empleo de estos productos.” mencionó Córdova, Directivo de Gerdau Corsa. Con un área de construcción de 90 hectáreas en su fase inicial (existen planes de expansión a futuro), esta planta tendrá una capacidad instalada anual de 1 millón de toneladas de acero, de las cuáles 700,000 toneladas serán de productos laminados. Esta nueva planta incorporará medidas de protección al medio ambiente que reflejan la visión de Gerdau Corsa por procurar el desarrollo sustentable en las comunidades en las que opera. Algunas de estas acciones son:

Gerdau Corsa está presente en México desde el año 2007. Cuenta con 1,200 colaboradores que trabajan en tres plantas productoras de acero y laminación en los estados de Hidalgo, Distrito Federal y Estado de México. Además cuenta con tres unidades de proceso y recolección de chatarra, una planta de habilitado de varilla y siete centros de distribución ubicados en todo el país. La Compañía produce en México varilla corrugada, varilla habilitada y perfiles comerciales, además comercializa perfiles estructurales para la construcción en acero y la industria especializada. Para garantizar la calidad de sus productos, se cumplen con las especificaciones de las normas, tanto nacionales como extranjeras. Además, la Empresa busca la eficiencia de sus prácticas ambientales y el desarrollo sustentable de la cadena productiva.

• Se reutilizará un 99% del agua, reduciendo de modo significativo la necesidad de captación externa y se instalará un sistema de captación de aguas pluviales • Gerdau Corsa levará a cabo proyectos sociales con objetivo de apoyar el desarrollo sostenible de la comunidad local. • La Empresa sembrará cerca de 2,000 árboles en la planta, con el fin de fomentar el respeto y preservación del ecosistema. Asimismo, en el marco del anuncio de la inversión, Gerdau Corsa dio a conocer su nueva identidad de marca en el mercado mexicano. A partir de esta fecha, las marcas Gerdau Sidertul, Aceros Corsa y Aceros Ticoman se identificarán en México con la marca única Gerdau Corsa, convirtiéndose así en uno de los principales productores de aceros largos en México en los mercados de la construcción civil e industria.

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Empresas y Empresarios

Comex presenta su División Profesional, área especializada y comprometida en lograr resultados Comex, compañía orgullosamente mexicana y número uno en la fabricación, comercialización y distribución de pinturas, es también, uno de los líderes principales en el terreno de la construcción y los recubrimientos. Sin embargo, para poder atender de la mejor manera al sector industrial y para seguir creciendo de manera global, desde el 2008, la empresa se dio a la tarea de reestructurarse y crear un área especializada que hoy lanza de manera pública como su: División Profesional.

México necesita empresas que sigan impulsando el desarrollo de nuestra economía y el avance acelerado en la cobertura y la calidad en cuanto a infraestructura se refiere. Por esta razón, en Comex nos enorgullece contar con un área que ha sido parte de algunos de los proyectos arquitectónicos e industriales más importantes de México como son: la Arena México, el Horno 3 y el Estadio Omnilife, entre otros”, agregó León Cohen, Director General de Comex. En el año de su 60 aniversario, Comex reafirma su liderazgo empresarial y su compromiso con la innovación a través de esta División compuesta por una fórmula de 3 pilares: un extenso portafolio de soluciones y sistemas integrales; un equipo de expertos (KAMS); y, una infraestructura especializada con los que la empresa aporta a los grandes retos que tiene el país, y con los que responde a las necesidades de embellecimiento, protección y construcción tanto de los segmentos arquitectónicos como de los industriales.

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Comex incursiona fuertemente en el negocio de la construcción cuando en 2007 adquiere la planta francesa Lafarge para producir paredes de yeso o cemento prefabricadas y nace el negocio “Plaka”, mediante el cual, Comex produce y comercializa sistemas de construcción de la más avanzada tecnología, diseño y especificaciones europeas, un amplio portafolio de productos y servicios integrales como: Sistemas Térmicos, Acústicos, Retardantes al Fuego o, Resistentes a la Humedad. Por otro lado, la División Profesional de Comex ofrece recubrimientos industriales, de alto desempeño y de nivel internacional, gracias a la línea Comex Industrial Coatings, la cual trabaja en diferentes temperaturas y ambientes, desde los moderadamente corrosivos hasta los entornos altamente sometidos al embate de agentes químicos y salinos. Gracias a estas Soluciones especializadas, la empresa puede: impermeabilizar plataformas petroleras; proteger contra el fuego y bacterias

los muros de hospitales o laboratorios; y cubrir con aditamentos especiales a buques de gran tamaño contra organismos como algas y crustáceos, sin dañarlos a ellos o a su ambiente, entre muchas otras cosas. Gracias a este compromiso constante con la innovación, tan sólo el año pasado la marca Comex Industrial Coatings creció 149%. La gama de Soluciones Profesionales de la marca Comex Industrial Coatings abarca: Sistemas epóxicos, Poliuretanos, Orgánicos e inorgánicos de Zinc, Acrílicos, Alquidálicos y polisloxanos, Antivegetativos y pintura de procesos, así como Soluciones y tecnologías desarrolladas a la medida. El segundo pilar es el ingrediente más valioso para Comex: el talento o los expertos (KAMS), las personas que hacen posible que cualquier sueño se lleve a cabo. “La principal fortaleza de esta área es que cuenta con expertos que brindan asesoría integral, es decir,

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acompañan a los clientes en todo el proceso: conceptualización, planeación y ejecución. Nuestros profesionales van desde la especificación hasta la aplicación de todas nuestras soluciones”, puntualizó Alfonso Félix, VP Global de la División Profesional. Y por último para Comex, este compromiso permanente como líderes de la industria consiste también en crear una infraestructura de vanguardia en sus Plantas, Centros de Distribución y Formación o incluso, en desarrollar espacios únicos como es el Centro de Especificación Profesional (CEP), un recinto (showroom) con más de 2 mil metros cuadrados aplicados con Sistemas de Comex donde los consumidores reciben el servicio de especificación y pueden apreciar de manera vivencial las diferentes soluciones aplicadas en ambientes reales. “Otro ejemplo claro de lo anterior es el Centro de investigación de Polímeros (CIP), mismo que nos convierte en la única empresa que puede trabajar en la formulación de la industria de los recubrimientos desde la química misma de los componentes y no solo en la formulación”, agregó Félix. Otro caso es también el Laboratorio de Evaluación Visual (LEV), un espacio único en América donde los consumidores pueden observar cómo afecta la intensidad de la luz en distintos puntos y horarios para garantizar la durabilidad y elección del color correcto para sus proyectos. Para complementar su División Profesional, en el primer trimestre de este año, Comex adquirió la planta Krhal en Monterrey, con la finalidad de incorporar la línea de productos de pintura en polvo para autopartes, electrodomésticos, metales y toda la industria procesos de México, Estados Unidos, Canadá y LATAM. Por otro lado, uno de los retos más importantes de la construcción en México, consiste en desarrollar un portafolio de productos sustentables que ayuden a realizar proyectos que cumplan con los requerimientos ambientales y de eficiencia energética más estrictos a nivel local e internacional. “Todos los días, la plusvalía de las edificaciones se beneficia al obtener certificaciones LEED en segmentos corporativos, vivienda residencial, autoservicios u hotelería y es necesario estar preparados para contribuir con nuestros clientes y hacer frente a estas necesidades y otras necesidades dentro del sector”, puntualizo Javier Sosa, Grouper de Marketing Industrial.

Por mencionar algunos, Vinimex Biosense, Top Garden y los productos sustentables de Polyform y Comex Industrial Coatings, son claros ejemplos del compromiso de Comex en este rubro. Las soluciones de Comex, reducen el impacto al medio ambiente a través del desarrollo de productos base agua en todas sus líneas decorativas, recubrimientos para maderas, industriales así como llevar al nivel mínimo el contenido de VOC y mitigar el impacto en la atmósfera. Para ahorrar energía, Comex cuenta también con sistemas de aislamiento térmico y reflejantes, mismos que logran disminuir la temperatura de los techos o muros con productos de la línea Top, que llegan a lograr una disminución de hasta 12 grados centígrados. Por último, y gracias a la tecnología de alta durabilidad de las soluciones de Comex, se optimiza el desempeño en el tiempo de los productos y se utiliza materia reciclada para elaborarlos, como son por ejemplo, los sistemas de construcción de Plaka que están elaborados con papel reciclable o el Top Total 10 años, un impermeabilizante que resiste tráfico peatonal y está hecho con materia prima reciclada de llanta (1 llanta es utilizada para cada cubeta). “En Comex nuestros sistemas están enfocados en tres ámbitos: embellecer, proteger y construir para facilitar el trabajo de nuestros consumidores pero sobre todo, para enriquecer su calidad de vida. Nuestra innovación se traduce en que juntos, soñemos con un mejor lugar”, finalizó León Cohen.

Si quieres conocer todo lo que Comex tiene para tí,

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XXI Empresas y Empresarios

Edición PREMIO OBRAS CEMEX 2012 Ganadores Nacionales Vivienda de Interés Social Residencia Unifamiliar

Ubicación: San Pedro Garza García, Nuevo León  Superficie de construcción: 360 m2  Representante de la obra: Arq. César Guerrero, Arq. Ana Cecilia Garza  Construcción: Arq. Gonzalo Tamez, Sr. Enrique López, Sr. Jesús Galván  Proyecto arquitectónico: S-AR staciónArquitectura  Diseño estructural: Ing. Jesús González Sáenz  Fotografía: Ana Cecilia Garza Villarreal

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Ubicación: México,D.F.  Superficie de construcción: 2,476.72 m2  Representante de la obra: Ing. José Shabot Cherem, Ing. Salomón Abraham Shabot Cherem, Ing. Moisés Shabot Zonana  Construcción: Inmobiliaria Quiero Casa  Proyecto arquitectónico: Buró Verde, Quiero Casa Proyectos  Diseño estructural: Cande Ingenieros S.A. de C.V.  Fotografía: Markova Productions, Hugo Osorio Chiu

Conjunto Habitacional Niveles Medio y Alto Ubicación: San Bruno, Yucatán  Superficie de construcción: 1062.55 m2  Representante de la obra: Arq. Juan Carlos Seijo Encalada  Construcción: Constructora Uribe Capetillo  Proyecto arquitectónico: Arq. Juan Carlos Seijo, Seijo Peon Arquitectos y Asociados. Colaboradores: D.I. Claudina Peon, Arq. Gabriela Arcila y Arq. Federico Sauri  Diseño estructural: Ing. Eduardo Márquez Sierra  Fotografía: Arq. Tamara Uribe Manzanilla

Empresas y Empresarios

Edificación Educativa y Cultural

Ubicación: Puebla, Puebla  Superficie de construcción: 75,027.90 m2  Representante de la obra: Benemérita Universidad Autónoma de Puebla  Construcción: Lic. Carlos Hugo López Chargoy, Constructora y Urbanizadora Angelópolis, S.A. de C.V.; Lic. Pablo René Lavalle García, Insumos de Construcción en Obra, S.A. de C.V  Proyecto arquitectónico: M. Arq. Manuel Sandoval Delgado. Colaboradores: Arq. Rafael Méndez, Arq. Ingrid Arlett Galicia, Arq. José Orlando  Diseño estructural: Ing. José Luis Ramírez Ibañez, Ing. Daniel Gámez Rodríguez, Arq. José Domingo Pérez Solís  Fotografía: Víctor Escobar Mejía, Arq. Jacqueline Zago Hurtado

Desarrollo de Obra Industrial

Servicios y Asistencia Pública

Ubicación: Linares, Nuevo León  Superficie de construcción: 6,784.54 m2  Representante de la obra: Arq. Oscar Martínez Garza  Construcción: Arq. Oscar Martínez, Arq. Javier Canales, Grupo Asesores en Diseño y Arquitectura S.A. de C.V.   Proyecto arquitectónico: Arq. Oscar Martínez  Diseño estructural: Grupo Asesores en Diseño y Arquitectura S.A. de C.V.   Fotografía: Arq. Javier Canales, Arq. Eva Garza

Comercial y Usos Mixtos

Urbanismo

Ubicación: Guadalajara, Jalisco  Superficie de construcción: 12,601 m2  Representante de la obra: Lic. Mauricio Gudiño Coronado, Lic. Bernardo Gutiérrez Navarro  Construcción: Municipio de Guadalajara  Proyecto arquitectónico: Municipio de Guadalajara, (Secretaría de Servicios Públicos Municipales y Secretaría de Obras Públicas)  Diseño estructural: Municipio de Guadalajara, (Secretaría de Servicios Públicos Municipales y Secretaría de Obras Públicas)  Fotografía: Coordinación de Comunicación Social y Relaciones Públicas de Guadalajara

Ubicación: Mérida, Yucatán  Superficie de construcción: 260 m2  Representante de la obra: Dr. Arq. Arturo Campos Rodríguez  Construcción: Arturo Campos Arquitectos  Proyecto arquitectónico: Arturo Campos Arquitectos  Diseño estructural: Arturo Campos Arquitectos  Fotografía: Alberto Cáceres

Ubicación: Toluca, Estado de México  Superficie de construcción: 10,304.44 m2  Representante de la obra: Arq. Rafael Carmona, Lic. Ricardo Chávez Construcción: Arquimex, Nogal 2020  Proyecto arquitectónico: Arq. Rafael Carmona, Arq. Carlos A. Guía, Arq. Félix R. Martínez, Arq. Jorge Valdés  Diseño estructural: Ing. Diego Jorge Jaime, Arq. Luis M. Hidalgo  Fotografía: Arq. Pedro A. Caballero, Arq. Mauricio Martínez V Vector 17

Empresas y Empresarios

Infraestructura

Ubicación: Mesa de Flores, Hostotipaquillo, Jalisco  Superficie de construcción: 5,101.55 m2  Representante de la obra: Ing. Alfredo Sánchez Gómez  Construcción: Ingenieros Civiles Asociados, S.A. de C.V. (ICA)  Proyecto arquitectónico: Comisión Federal de Electricidad (CFE)  Diseño estructural: INGETEC  Fotografía: Germán Rivera Delgado

Edificación Sustentable

Ubicación: Guadalajara, Jalisco  Superficie de construcción: 1,930.08 m2  Representante de la obra: Ing. Guillermo Gonzalo Aguilar Barraza  Construcción: Ing. Luis Armando Castellanos Sainz, Arq. Miguel Angel Alvarez Limón, Edifique Grupo Constructor  Proyecto arquitectónico: Arq. Benjamín Lara Ron, Arq. María Elena Aguilar Barraza, Arq. Virginia Aguilar Barraza  Diseño estructural: Roberto Ulises Vázquez Martínez, Consultoría en Ingeniería GDL  Fotografía: Carlos Díaz Corona

Accesibilidad Ubicación: Municipio de Concordia, Sinaloa  Superficie de construcción: Altura Máxima 402.57m, Ancho de Calzada 20m, Longitud 1,124m  Representante de la obra: Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), Subsecretaría de Infraestructura, Dirección General de Carreteras  Construcción: TRADECO Infraestructura, Aceros Corey, VSL Corporation México, Impulsora de Desarrollo Integral  Proyecto arquitectónico: Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), Subsecretaría de Infraestructura, Dirección General de Carreteras  Diseño estructural: Empresa Triada, S.A. de C.V.  Fotografía: César Urmeneta

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Impacto Social

Innovación en Técnicas y Procesos Constructivas

Ubicación: Monterrey, Nuevo León  Superficie de construcción: 1,500 m2  Representante de la obra: Arq. Luis Gabriel Orozco Padilla  Construcción: Grupo Kinetica S.A de C.V.   Proyecto arquitectónico: Arq. Wallace Cunningham  Diseño estructural de Piezas de Concreto: Grupo Kinetica S.A de C.V.   Fotografía: Grupo Kinetica S.A de C.V.

Ubicación: Zapopan, Jalisco  Superficie de construcción: 3,684.52 m2  Representante de la obra: Ing. Ramón Rodriguez, ITESM Campus Guadalajara  Construcción: GIP Gerencia Integral de Proyectos S.A. de C.V.   Proyecto arquitectónico: Arq. Yole De La Peña + MTQ de México S.A. de C.V.  Diseño estructural: Constructora Cautín S.A. de C.V.  Fotografía: Jair Navarrete

Ubicación: Tepic, Nayarit  Superficie de construcción: 5,500 m2  Representante de la obra: M. Arq. Gilberto Gameros González  Construcción: FDL Compañía Constructora S.A. de C.V.  Proyecto arquitectónico: 2GT Latitud Arquitectos S.A. de C.V.  Diseño estructural: Pisa S.A. de C.V.  Fotografía: Fis. Federico Nájera Febles

adición de fibras sintéticas sobre las propiedades mecánicas del concreto

Efecto de la

María Paula Dávila1 ICA Ingeniería Desarrollo Tecnológico. 1 maria.davila@ica.mx

RESUMEN Desde hace varios años, un gran número de contratistas han colocado concreto conteniendo fibras sintéticas. Los fabricantes de fibras sintéticas han promovido el material como una alternativa práctica para controlar la contracción y el agrietamiento por temperatura, y mencionan además la facilidad con la cual pueden añadirse las fibras al concreto y la mejora en la reducción de la contracción plástica, inhibición de la contracción por secado, reducción de la permeabilidad y mejora de la resistencia al impacto y abrasión. En general, las fibras sintéticas que se adicionan en el concreto se fabrican a partir de materiales sintéticos que pueden resistir el medio alcalino del concreto a largo plazo. Se incorporan en el concreto antes o durante la operación de mezclado y su dosificación no requiere de ningún cambio en el diseño de la mezcla. La principal ventaja de la adición de fibras sintéticas en el concreto es el incremento de la tenacidad y de la resistencia al impacto, en el estado endurecido y el control de la contracción

plástica, en estado fresco. Adicionalmente, controla la aparición de fisuras durante la vida útil del elemento y brinda mayor resistencia a la fatiga. Con un adecuado diseño puede reemplazar el uso de las tradicionales mallas electrosoldadas o fibras de acero, lo que puede implicar un ahorro en el costo de la mano de obra de una construcción. Esta investigación presenta los resultados de un estudio experimental para evaluar el comportamiento de la adición de un tipo de fibra sintética en la fabricación de concreto. Se empleó cemento ordinario CPO 30R, arena andesítica, grava caliza de 19 mm de tamaño máximo, una fibra de copolímero tipo monofilamento y un aditivo reductor de agua de alto rango de nueva generación. Se estudian las propiedades en estado fresco de revenimiento, peso unitario, contenido de aire, contracción plástica, y en estado endurecido de resistencia a compresión, módulo elástico, resistencia a tensión por flexión y por compresión diametral, contracción por secado, tenacidad y resistencia al impacto.

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Suplemento Especial

INTRODUCCIÓN En años recientes, las fibras sintéticas, y en particular las fibras de polipropileno han ganado popularidad para su uso en el concreto, principalmente para mejorar la resistencia al agrietamiento por contracción plástica y la tenacidad del concreto simple. Las fibras sintéticas se fabrican de materiales tales como acrílico, aramida, carbón, nylon, polyester, polietileno o polipropileno. En general, las fibras sintéticas se caracterizan por tener elevada resistencia a la tensión, pero pueden diferenciarse dos categorías, las de alto y bajo módulo elástico. La mayoría de las fibras sintéticas pertenecen a las de bajo módulo elástico, tales como las de polipropileno, polyester, polietileno y nylon. La geometría mayormente usada en concreto es la de monofilamento por su mejor agarre mecánico. La principal ventaja de estas fibras es que son resistentes a medios alcalinos, tienen alto punto de fusión (hasta 165°) y bajo costo de la materia prima. La principal desventaja es que tiene pobre resistencia al fuego, baja adherencia con la matriz de cemento, pobre comportamiento ante exposición al sol y rayos ultravioletas. El bajo módulo elástico permite el incremento en la tenacidad y el control del agrietamiento por contracción. Sin embargo, parece que no incrementan la resistencia a flexión (Bentur y Mindness., 1990). Las fibras sintéticas que son específicamente diseñadas para concreto se fabrican a partir de materiales sintéticos que pueden resistir el medio alcalino del concreto a largo plazo. Generalmente, se añaden al concreto antes o durante la operación de mezclado y su uso en proporciones adecuadas no requiere de ningún cambio en el diseño de la mezcla. Sin embargo, su incorporación en la mezcla puede afectar el revenimiento, la trabajabilidad y acabado de la mezcla, para lo cual generalmente se emplean aditivos superplastificantes para evitar el problema de reducción de trabajabilidad. La presencia de fibras sintéticas funciona como un soporte para la mezcla de concreto al distribuirse uniformemente en su masa, distribuyendo los esfuerzos internos de contracción que tratan de separar la matriz de concreto, por lo tanto controlando el agrietamiento. Asimismo, la nueva matriz integrada por la pasta de cemento y las fibras, da como resultado un incremento en la capacidad de carga, y mejora su comportamiento post-agrietamiento permitiendo sostener carga hasta altos valores de deformación, dando como resultado mayor tenacidad en el elemento. Cuando la fibra sintética se usa en cantidades apropiadas puede controlar el agrietamiento debido a la contracción plástica del concreto, lo cual ocurre generalmente durante las primeras seis horas después de la colocación del concreto. En general, no se espera que la resistencia a compresión del concreto se incremente debido a la adición de las fibras de polipropileno, sin embargo, se espera una mejora en su tenacidad, ductilidad, y resistencia al impacto. Durante los últimos años se han realizado diversos estudios para evaluar las propiedades mecánicas del concreto reforzado con fibras de polipropileno; en los que el porcentaje de fibras ha variado entre 0.1 % y 10% del volumen. Algunos de estos resultados son contradictorios respecto a los efectos de las fibras de polipropileno sobre la resistencia a compresión y resistencia a flexión del concreto (Alhozaimy et al., 1996). Algunos estudios indican que la presencia de las fibras tiene efectos negativos sobre la resistencia a compresión, aunque se alcanza ligeros incrementos en la resistencia a flexión, cuando se incrementa el contenido de fibra (Zollo et al., 1984; Hughes y Fattuchi, 1976). Sin embargo, otros estudios reportan efectos favorables de la adición de la fibra sobre la tenacidad ((Malish, 1985; Kraii, 1985), e incrementos en la resistencia a compresión del orden de 25% empleando 0.5% de fibras de polipropileno (Mindness y Vondran, 1988). Este trabajo presenta los resultados de un estudio experimental para evaluar el comportamiento de la adición de una de fibra sintética en la fabricación de concreto. Se empleó cemento Portland ordinario, arena andesítica, grava caliza, una fibra sintética y un superplastificante de nueva generación. Se determinaron sus propiedades en esta-

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do fresco, de revenimiento, peso unitario, contenido de aire, contracción plástica, y en estado endurecido de resistencia a compresión, módulo elástico, resistencia a flexión, a tensión por compresión diametral, contracción por secado, tenacidad y resistencia al impacto.

PROGRAMA EXPERIMENTAL Se fabricaron 4 mezclas de concreto, una de referencia, sin fibra y 3 con fibra. Los parámetros para el diseño de mezclas fueron el revenimiento (100 mm) y la resistencia a compresión (300 kg/ cm2) para el concreto sin fibra. A partir de la mezcla de referencia se incorporó la fibra. Las cantidades de fibra usada fue de 1, 3, y 5 kg/m3 de concreto, que equivale aproximadamente a 0.1, 0.3 y 0.5% del volumen. Se determinaron las propiedades en estado fresco de revenimiento, peso unitario y contenido de aire, y propiedades mecánicas de resistencia a compresión, a tensión, a flexión, al impacto, el módulo elástico, la contracción por secado y la tenacidad.

Materiales Los ingredientes de las mezclas de concreto fueron: cemento Portland ordinario (ASTM C150); grava triturada de origen calizo de 19 mm de tamaño máximo (densidad 2.51. absorción 1.73%), arena de origen andesítico (densidad 2.31, absorción 9.05%), agua, y una fibra sintética de polipropileno. Los agregados cumplieron con los requisitos de la norma ASTM C33. Se usó un superplastificante de nueva generación (ASTM C494, tipo F), en las mezclas de baja trabajabilidad con el fin de mantener el revenimiento en el límite establecido, definido en 100 ± 25 mm. La fibra sintética usada en este trabajo fue de tipo monofilamento no fibrilada. Alguna de las características de la fibra se presenta en la tabla 1. Todas las pruebas se realizaron de acuerdo con las normas ASTM correspondientes.

Suplemento Especial

Tabla 1 Propiedades de la fibra sintética (datos del fabricante) Monofilamento de copolímero virgen

Tipo de fibra Color

Apariencia

Gris

Longitud, mm

Resistencia a tensión, kg/cm2

6328 – 7031

Modulo elástico, GPa

4.3

Gravedad específica

0.93

Punto de ignición, °C

177

Proporcionamiento de mezcla El diseño de mezclas se hizo de acuerdo con las recomendaciones del ACI 211.1 (“Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight and Mass Concrete”), y por el método de Mínimos Vacíos (Volúmenes Absolutos). El procedimiento de diseño y la determinación de las proporciones de los materiales en el concreto se basaron en mezclas de prueba preliminares. La variable principal para este procedimiento fue alcanzar mezclas de consistencia adecuada, de 100 mm de revenimiento, para facilitar la manipulación, colocación y compactación, determinada por la prueba de revenimiento (ASTM C143). La resistencia de diseño se fijó en 300 kg/cm2. De las tablas del ACI 211.1, para el concreto de referencia, primero se determinó la cantidad aproximada del agua de mezclado y el contenido de aire atrapado en la mezcla, para el tamaño máximo del agregado y el revenimiento deseado. De la misma tabla, se eligió la relación agua/ cemento para la resistencia de diseño especificada. Con estos datos se calcula las cantidades de agua y cemento en la mezcla, y por volúmenes absolutos se determinan las cantidades de arena y grava. Con este proporcionamiento se fabricaron mezclas de prueba hasta conseguir una mezcla con un revenimiento de 100 ± 25 mm. En el caso de las mezclas de concreto con fibra de polipropileno, se usó el mismo diseño de las mezcla del concreto de referencia, no se hizo ningún cambio, solo se añadió la fibra, sin embargo, se trató de mantener el revenimiento de 100 ± 25 mm. En caso necesario se añadió un superplastificante, en la dosis necesaria, para conseguir el revenimiento deseado. Se fabricaron 4 mezclas: una mezcla de referencia, sin fibra sintética, y tres mezclas con cantidades de fibra sintética de 1, 3 y 5 kg/m3. La tabla 2 muestra las proporciones de mezcla definitivas. La mezcla M1 es la mezcla de referencia, sin fibra de polipropileno, mientras que las mezclas M2 a M4, son las mezclas con fibras.

Fabricación de los especímenes Todas las mezclas fueron fabricadas en una mezcladora con capacidad de 90 litros. El procedimiento de mezclado fue el siguiente: Para las mezclas de concreto de referencia (sin fibras) se colocó en la mezcladora, la arena, la grava y una cantidad

de agua equivalente al agua de absorción, dejándose mezclar durante 1 minuto. Enseguida se añadió el cemento, y el agua restante, dejando mezclar durante 3 minutos. Después se dejó en reposo durante 3 minutos para evitar el falso fraguado del cemento, cubriendo la mezcladora con una tela húmeda. Posterior al reposo, se reinició el mezclado y se dejó mezclar durante 2 minutos finales. En total fueron 9 minutos de mezclado. Para las mezclas con fibra el procedimiento de mezclado fue el siguiente: Para las mezclas sin superplastificante el tiempo de mezclado fue de 11 minutos, 9 minutos de mezclado inicial similar al concreto de referencia, después del cual se añadió la fibra dejándose mezclar durante 2 minutos finales. Para las mezclas que requirieron superplastificante el tiempo de mezclado fue de 13 minutos, 11 minutos de mezclado inicial similar al anterior de las mezclas con fibra, después del cual se añadió el superplastificante para alcanzar el revenimiento deseado, dejándose mezclar durante 2 minutos finales. En todos los casos las pruebas en estado fresco se realizaron al final del tiempo de mezclado, es decir, después de 9, 11 ó 13 minutos. Tabla 2 Proporciones de mezcla (kg/m3) M1

Cemento (c)

362

Arena (f)

742

Grava (g)

936

Agua (a)

177

1508

0.49

Fibra (kg/m3) Aditivo, ml/m Relación a/c

PROCEDIMIENTO DE PRUEBAS Contracción plástica Para las pruebas de contracción plástica se siguieron las recomendaciones y referencias del ACI 544.2R (ACI 544.2R “Measurements of Properties of Fiber Reinforced Concrete”). El procedimiento se basa en muestras de anillos de 80 mm de altura y diámetros interior y exterior de 280 y 580 mm, respectivamente, moldeados sobre una superficie metálica no absorbente. El molde metálico sobre el cual se fabrica el espécimen tiene 12 restricciones metálicas colocadas simétricamente sobre el anillo metálico exterior. Las dimensiones de las restricciones son de 5 mm de espesor, 30 mm de longitud y 80 mm de altura. La prueba consiste en fabricar anillos, y someterlas a un flujo de viento de 4 m/s en un ambiente controlado a una temperatura de 20°C y una humedad relativa de 40%. El moldeado de los anillos fue en una sola capa, compactado en una mesa de vibrado durante 25 segundos. La figura 1 muestra el molde y la mesa de vibrado empleado. El desarrollo

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Suplemento Especial

de la prueba consiste en el continuo monitoreo de la aparición de grietas sobre la superficie del concreto. La prueba tiene una duración aproximada de 6 horas desde la aparición de las primeras grietas hasta que ya no se presentan mayor cantidad de ellas o hasta que se detiene el desarrollo de las mismas.

Figura 1 Molde para la prueba de contracción plástica

Resistencia a compresión, módulo elástico y resistencia a tensión Para estas pruebas se fabricaron cilindros 150 × 300 mm. El procedimiento de moldeado se realizó de acuerdo con la norma ASTM C192. Todos los cilindros fueron moldeados en dos capas y compactados usando una mesa de vibrado durante 25 segundos; y fueron desmoldados 24 horas después de fabricados y almacenados en un cuarto de curado húmedo a temperatura y humedad controlados (23 ± 2°C, 95 ± 5%) como lo establece la norma ASTM C192 hasta su fecha de prueba. Las edades de prueba fueron: 7 y 28 para las pruebas de resistencia a compresión y 28 días para el módulo elástico. Previo a las pruebas de resistencia a compresión y de módulo elástico, los cilindros fueron retirados del

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cuarto de curado húmedo y después de pesarlos y medirlos fueron cabeceados con una capa de azufre, con el fin de garantizar la uniformidad y paralelismo de las caras de apoyo durante las pruebas. El cabeceado con azufre se realizó de acuerdo con la norma ASTM C617. Los cilindros para las pruebas de resistencia a tensión por compresión diametral no requieren de preparación previa a la prueba, únicamente pesarlos y tomar sus dimensiones. Las pruebas de resistencia a compresión y módulo elástico se realizaron de acuerdo con las normas ASTM C39, y C469, respectivamente. Para la aplicación de la carga se utilizó una prensa universal modelo SATEC con capacidad de 250 t. La aplicación de la carga fue de 25 t/min. En el caso de las pruebas para determinar el módulo elástico, se aplicaron 5 precargas hasta un nivel del 40% de la carga de rotura de los cilindros ensayados a compresión, y finalmente se realizó la prueba hasta la falla. El módulo elástico se obtuvo a partir de las gráficas esfuerzo-deformación de los cilindros ensayados a compresión. Se usó el criterio del módulo secante, haciendo pasar una recta por el 40% del esfuerzo máximo y la deformación unitaria correspondiente a 50 millonésimas. Para el registro de las deformaciones axiales y transversales se utilizó un compresómetro que consta de transductores de desplazamiento tipo LVDT (Linear Variable Differential Transformers) de ± 25 mm de rango. La distancia de referencia para el cálculo de las deformaciones unitarias fue de 150 mm. Para la adquisición de los datos (cargas y desplazamientos) se utilizó un sistema de captura multicanal TDS-302, integrado a una computadora a través de un puerto de entrada/salida (puerto de serie). En esta computadora se registran los datos, que posteriormente son procesados en gabinete. La frecuencia del registro fue cada 2 segs. Las pruebas de resistencia a tensión por compresión diametral se realizaron de acuerdo con la norma ASTM C496. Se utilizó el mismo equipo empleado en las pruebas de resistencia a compresión y módulo elástico, y la velocidad de aplicación de carga fue de 7 t/min.

Resistencia a flexión y tenacidad Para estas pruebas se fabricaron vigas de 150 × 150 × 600 mm. El procedimiento de moldeado y curado fue similar a los especímenes usados en las pruebas de resistencia a compresión y módulo elástico. Las pruebas se realizaron de acuerdo con la norma ASTM C1018, aplicando carga a los tercios del claro de la viga a una velocidad de desplazamiento de 0.10 mm/min, como lo establece la norma. La información de la respuesta completa carga-desplazamiento de la prueba a flexión, requiere de un equipo de prueba muy rígido y un sistema de control que permita obtener información del postpico (postagrietamiento), por lo que para las pruebas se empleó un equipo servohidráulico con capacidad de 25 t conformado por un marco rígido controlado por un sistema analógico de lazo cerrado MTS que permite el control por desplazamiento. La información del postpico permitirá calcular la tenacidad y los índices de tenacidad a los niveles de desplazamiento que establece la norma. La instrumentación se hizo mediante transductores de desplazamiento tipo LVDTs de 100 mm de rango y con una cámara Kripton 600 para mediciones ópticas en 3 dimensiones que permiten obtener información del desplazamiento de la viga en varios puntos definidos (iluminación con LEDs).

Suplemento Especial

Resistencia al impacto De acuerdo con las recomendación del ACI 544.2R (ACI 544.2R “Measurements of Properties of Fiber Reinforced Concrete”), la prueba se realiza sobre una muestra circular de concreto de 150 mm de diámetro y 63.5 mm de espesor, por lo que se fabricaron cilindros de 150 × 300 mm. La prueba consiste en dejar caer repetidamente un peso de acero de 4.54 kg desde una altura de 457 mm sobre la muestra de concreto. El peso de acero se deja caer repetidamente, y se registra el número de veces necesario, para generar la primera fisura sobre la parte superior de la muestra y hasta causar la falla última, debiendo reportarse ambos datos. La figura 2 muestra el dispositivo de prueba de impacto.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO Los resultados de las pruebas en estado fresco se presentan en la tabla 3. El revenimiento muestra una ligera disminución a medida que se incrementa la cantidad de fibra en la mezcla, no obstante, la trabajabilidad permitió el moldeo de los especímenes. Sin embargo, la trabajabilidad se puede afectar con altos consumos de fibra y bajas relaciones agua/cemento. Esto, se puede corregir añadiendo una dosis adecuada de un superplastificante para renovar la trabajabilidad perdida, como es el caso de este trabajo, que para la mezcla M4 con 5 kg/m3 de fibra se añadió un superplastificante para alcanzar el revenimiento deseado. Por otro lado, el revenimiento depende principalmente de la absorción de agua y porosidad de los agregados, contenido de agua en la mezcla, cantidad de agregados fino y grueso en la mezcla, forma y superficie de los agregados, por lo que podría no ser suficiente la adición de un superplastificante, sino además podría ser necesario modificar el proporcionamiento de mezcla para conseguir una adecuada trabajabailidad. El peso unitario no presenta variación significativa cuando se incorpora las fibras a la mezcla. Así por ejemplo, el peso unitario para la mezcla M1, de referencia sin fibra, es 2280 kg/m3, y para las mezclas con fibra (M2 a M4) es de 2272 kg/m3, en promedio. El contenido de aire para la mezcla M1 sin fibra fue de 2.0% y para las mezclas con fibra (M2 a M4) fue de 2.3%, en promedio. Los valores se consideran como normales para ambas mezclas, lo que puede indicar que no hay efecto significativo por la adición de la fibra. Tabla 3 Propiedades en estado fresco Mezcla

Revenimiento, cm

Peso Unitario, kg/m3

% de Aire

M1 (0 kg/m3 de fibra)

12.0

2281

2.0

M2 (1 kg/m3 de fibra)

9.9

2271

2.4

M3 (3 kg/m3 de fibra)

8.7

2280

2.2

M4 (5 kg/m3 de fibra)

9.8

2266

2.2

Figura 2 Dispositivo de prueba de impacto

Contracción por secado Para las pruebas de contracción por secado se fabricaron prismas de 75 × 75 × 280 mm. El procedimiento de moldeado de los prismas se realizó de acuerdo con la norma ASTM C157. El moldeado de los prismas fue en dos capas y compactados usando una mesa de vibrado durante 25 segundos. A las 24 horas de moldeado se desmoldaron los prismas y fueron almacenados en recipientes con agua con cal en la cámara de curado hasta la realización de las primeras lecturas.

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Suplemento Especial

Contracción plástica La figura 3 muestra la configuración de la prueba. Las condiciones del ambiente se mantuvieron en 20° de temperatura, 40% de humedad relativa y una velocidad de 4 m/s. El objetivo es calcular un índice de grieta. La figura 4 muestra un croquis sobre un esquema de desarrollo de grietas. El índice de grieta se calcula como el promedio de los anchos de grieta sobre la sección 1 y sección 2.

Figura 3 Configuración de la prueba de contracción plástica

PROPIEDADES EN ESTADO ENDURECIDO Resistencia a compresión Bajo compresión uniaxial, el modo de falla de los cilindros presenta una fisuración típica, caracterizada por la formación de grietas paralelas a la dirección de la carga, como se muestra en la tabla 4. Como se observa, a medida que se incrementó el contenido de la fibra, entre 3 y 5 kg/m3, la presencia de las fibras permite que, en la falla, el cilindro no se destruya completamente, como es el caso de la mezcla sin fibra. Los resultados se presentan en la tabla 5 (promedio de 3 pruebas) y figura 5. Existe una disminución de la resistencia a compresión a medida que se incrementa la dosis de la fibra en la mezcla. Esto puede estar asociado a que las fibras sintéticas es un material hidrofóbico debido a su estructura química lo que genera una baja adherencia fisicoquímica de las fibras con la pasta de cemento, afectando negativamente su dispersión en la matriz. La disminución de la resistencia es del 5% para una dosis de 1 kg/ m3, sin embargo, a medida que se incrementa la dosis a 3 kg/ m3, el porcentaje de disminución aumenta a cerca de 9%. También puede ser que gran parte de la matriz está ocupada por un material más dúctil o a causa de insuficiente compactación debido a la presencia de la fibra, lo que genera el descenso de la resistencia. Al parecer la incorporación del superplastificante favorece y mejora la dispersión de la fibra en la matriz dando como resultado un leve incremento de la resistencia como se observa en la mezcla M5 en la que se añadió el superplastificante. La relación entre la resistencia a compresión de 7 a 28 días de prueba fue de 0.65 para la mezcla M1 sin fibras, mientras que para las mezclas con fibra (M2 a M4) fue de 0.60, en promedio. Es decir, no existe variación importante en el desarrollo de resistencias a esas edades, debido a la incorporación de las fibras. Tabla 5 Resistencia compresión, módulo elástico y relación de Poisson ID

a. Esquema

del desarrollo de grietas

b. Anillo

de la mezcla

Resistencia a compresión kg/cm2 7 días 28 días

fc7 días/fc28días

Módulo elástico kg/cm2 28 días

Relación de Poisson 28 días

238

366

0.65

241,986

0.26

241

346

0.70

233,255

0.22

230

334

0.69

248,975

0.21

252

365

0.69

247,108

0.24

Figura 4 Esquema del desarrollo de grietas A la fecha solo se tienen los resultados para la mezcla 1. Su índice de grieta es de 0.31.

24 Vector

Figura 5 Resistencia a compresión a diferentes dosis de fibra

Suplemento Especial

Figura 5 Resistencia a compresión a diferentes dosis de fibra

Tabla 4 Modo de falla de las muestras de resistencia a compresión M1 – 0 kg/m3

M2 – 1 kg/m3

M3 – 3 kg/m3

M4 – 5 kg/m3

Módulo elástico y Relación de Poisson La figura 6 muestra el comportamiento esfuerzo-deformación de las mezclas estudiadas, a partir del cual se determinaron los módulos elásticos. En esta figura se observa que los módulos elásticos son bastante similares para las mezclas de referencia y las mezclas con fibra. Además, en la tabla 5 se muestran los resultados de módulo elástico (promedio de 3 pruebas), y los valores se encuentra dentro del rango de valores comúnmente encontrados en concretos convencionales. El valor promedio es de 243,000 kg/cm2. La relación de Poisson que relaciona la deformación transversal con respecto a su deformación axial, fue en promedio, de 0.22 para las mezclas con fibra, mientras que para el concreto de referencia sin fibra fue de 0.26. Los valores obtenidos están

dentro del rango esperado (entre 0.11 y 0.27), aunque generalmente varían entre 0.15 y 0.20 para concretos convencionales, de peso normal (Freedman, 1974). La deformación unitaria correspondiente al esfuerzo máximo es, en promedio, 2.6 × 10 -3 para la mezcla de referencia y con fibra, como se observa en la tabla 6. Este es un valor que normalmente se obtiene en concretos convencionales (2 × 10 -3) para el esfuerzo máximo. Además, en la tabla 6 se muestra la relación entre el módulo de elasticidad y la raíz cuadrada de su resistencia a compresión correspondiente (a 28 días). El coeficiente que relaciona la resistencia a compresión y el módulo elástico es bastante cercano a los que se obtienen en concretos convencionales (14,000).

Vector 25

Suplemento Especial

fibras. Que se haya alcanzado resistencias a flexiĂłn de tan sĂłlo 10-11 % de la resistencia a compresiĂłn se debe en parte a que la prueba se hizo por control de desplazamiento y no de carga.

400 350 300

Tabla 7 Resultado de las pruebas de resistencia a tensiĂłn por

Esfuerzo, kg/cm2

250

flexiĂłn en vigas

200

Resistencia a CompresiĂłn kg/cm2

Resistencia a flexiĂłn kg/cm2

366

9.6

346

11.3

2.10

334

11.7

2.13

365

11.0

2.10

150 100

-0.003

-0.002

-0.001

0.001

0.002

0.003

0.004

DeformaciĂłn unitaria

Figura 6 Curvas esfuerzo-deformaciĂłn de las mezclas Tabla 6 Resistencia compresiĂłn, mĂłdulo elĂĄstico y deformaciĂłn unitaria mĂĄxima

ff/fc %

đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;&#x201C;/đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;?â&#x20AC;˛ 1.83

Resistencia a tensiĂłn por compresiĂłn diametral

Resistencia a CompresiĂłn kg/cm2

MĂłdulo elĂĄstico kg/cm2

DeformaciĂłn unitaria mĂĄxima Îľo

366

241,986

0.0026

346

233,255

0.0027

12,540

334

248,975

0.0023

13,623

365

247,108

0.0027

12,934

đ??¸đ?&#x2018;?/đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;?â&#x20AC;˛ 12,649

Resistencia a tensiĂłn por flexiĂłn

Los resultados a 28 dĂas, promedio de 3 pruebas, se muestran en la tabla 7. El efecto de la fibra contribuyĂł al incremento de la resistencia a flexiĂłn. El mayor incremento se alcanzĂł cuando se aĂąadiĂł 5 kg/m3 de fibra. La tabla tambiĂŠn muestra la relaciĂłn entre la resistencia a flexiĂłn y su correspondiente resistencia a compresiĂłn. En promedio, a 28 dĂas de edad, la resistencia a flexiĂłn es 11% de su resistencia a compresiĂłn para las mezclas con fibra, y casi 10% para la mezcla sin fibra. AdemĂĄs, la tabla presenta la expresiĂłn que relaciona la resistencia a flexiĂłn con la raĂz cuadrada de su resistencia a compresiĂłn. Evidentemente, el coeficiente que relaciona estos valores es ligeramente mayor en el caso de las mezclas con fibra, de 2.1, en comparaciĂłn con 1.8 para la mezcla sin

La tabla 8 muestra el modo de falla de los cilindros y la tabla 9 los resultados a 28 dĂas, promedio de 3 pruebas, de la resistencia a tensiĂłn por compresiĂłn diametral. Los cilindros de concreto de referencia presentan una falla tĂpica que se caracteriza por la rotura repentina del cilindro, que se considera como falla frĂĄgil; mientras que los cilindros de concreto con fibra presentan una tĂpica falla dĂşctil. Como se observa en la tabla, la resistencia a tensiĂłn determinada mediante la prueba de compresiĂłn diametral en cilindros, presenta valores menores que aquellos determinados bajo la prueba de resistencia a tensiĂłn por flexiĂłn en vigas. Sin embargo, no se observa diferencia entre los valores encontrados para las mezclas sin fibra y con fibra. En promedio, la resistencia a tensiĂłn por compresiĂłn diametral es casi 30 kg/cm2. En promedio, la resistencia a tensiĂłn por compresiĂłn diametral de las mezclas con fibra es de 8.7% de su resistencia a compresiĂłn correspondiente, a 28 dĂas. La tabla tambiĂŠn muestra la expresiĂłn que relaciona la resistencia a tensiĂłn por compresiĂłn diametral con su correspondiente resistencia a compresiĂłn. Los valores encontrados son bastantes similares para ambos tipos de mezclas, con valores de 1.52 para las mezclas sin fibra y de 1.62 para las mezclas con fibra.

Tabla 8 Modo de falla de las muestras de resistencia a compresiĂłn diametral M1 â&#x20AC;&#x201C; 0 kg/m3

26 Vector

M2 â&#x20AC;&#x201C; 1 kg/m3

M3 â&#x20AC;&#x201C; 3 kg/m3

M4 â&#x20AC;&#x201C; 5 kg/m3

Suplemento Especial

Tabla 9 Resultado de las pruebas de resistencia a tensiĂłn por compresiĂłn diametral

Resistencia a compresiĂłn kg/cm2 366

Resistencia a tensiĂłn kg/cm2 29

346

334

365

ft/fc % 7.9

đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;Ą/đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;?â&#x20AC;˛

8.7

1.61

8.7

1.59

8.8

1.67

1.52

kg/m3 de fibra. Del mismo modo, la resistencia al impacto para la falla total, definida como la resistencia al impacto Ăşltimo (RIU), dada como el nĂşmero de golpes necesario para generar la falla total es mĂĄs del doble cuando se incorpora 5 kg/m3 de fibra. 63.5 63.5 63.5

Resistencia al impacto La figura 7 muestra un croquis de cortes para obtener las muestras para las pruebas (150 Ă&#x2014; 63.5 mm) segĂşn lo especificado en la ACI 544.2R. En cada caso se probaron 12 muestras que se obtuvieron de 3 cilindros. La tabla 10 muestra la falla tĂpica, a la falla total, de las muestras ensayadas. En general, se presentan 3 grietas radiales. Las muestras que fallaron diametralmente resistieron menor nĂşmero de impacto, probablemente por que presentaron menor capacidad de absorciĂłn de la energĂa de impacto. Los resultados se presentan en la tabla 11. A excepciĂłn de la mezcla M2, la incorporaciĂłn de la fibra tuvo un efecto positivo en la resistencia al impacto. Es evidente que, a mayor contenido de fibras, mayor es la resistencia al impacto, para el mismo nivel de resistencia a compresiĂłn, que es del orden de 350 kg/cm2. La resistencia al impacto para la apariciĂłn de la primera grieta (RIPG), dada como el nĂşmero de golpes necesario para generar la primera fisura es casi el doble cuando se incorpora 5

300

63.5 150

en mm

Figura 7 Esquema de cortes para la prueba de Resistencia al Impacto Tabla 11 Resultado de las pruebas de resistencia al impacto Resistencia al Impacto (RI) ID

NĂşmero de golpes Primera Grieta (RIPG)

Ă&#x161;ltima Grieta (RIU)

347

350

225

255

446

490

693

764

Tabla 10 Modo de falla de las muestras de resistencia al impacto M1 â&#x20AC;&#x201C; 0 kg/m3

M2 â&#x20AC;&#x201C; 1 kg/m3

M3 â&#x20AC;&#x201C; 3 kg/m3

M4 â&#x20AC;&#x201C; 5 kg/m3

Vector 27

Suplemento Especial

Tenacidad De acuerdo con la norma ASTM C1018 la tenacidad o absorción de energía es definida como el área bajo la curva carga-desplazamiento. Se calcula en 4 puntos específicos de desplazamiento: una previa al pico (δ), y 3 después del pico (3δ, 5.5δ y 10.5δ) como se muestra en la figura 8. La tenacidad en el valor δ, se considera como la tenacidad a la primera grieta, conocida también como la tenacidad elástica o tenacidad en el prepico; mientras que las otras 3 (3δ, 5.5δ y 10.5δ) son las del postpico. La figura 9 muestra la instrumentación de una prueba a flexión en vigas para la determinación de la tenacidad. Figura 9 Configuración de la prueba de resistencia a flexión

Figura 8 Tenacidad de acuerdo con la norma ASTM C1018 De la figura 8, se tiene que: Área OAB = Tenacidad correspondiente al desplazamiento δ. Área OCD = Tenacidad correspondiente al desplazamiento 3δ. Área OAEF = Tenacidad correspondiente al desplazamiento 5.5δ. Área OAGH = Tenacidad correspondiente al desplazamiento 10.5 δ.

La figura 10 muestra el comportamiento carga-desplazamiento de las mezclas. Se observa que, a medida que se incrementa el contenido de fibra en la mezcla, la capacidad de absorción de energía, medida como área bajo la curva carga-desplazamiento, es mayor. La tabla 12 muestra el modo de falla de las vigas ensayadas. Las vigas de referencia presentaron una falla típica caracterizada por la rotura repentina al llegar a la carga de rotura. En el caso de las vigas de concreto con fibra, la falla se caracteriza por presentar una rotura dúctil, lo que le permite alcanzar grandes deformaciones manteniendo un nivel de carga según el contenido de fibra de las mezclas. La tabla 13 muestra los resultados de tenacidad. La tenacidad se incrementa a medida que se incrementa la cantidad de fibra en la mezcla. Esto es más evidente con los mayores valores de índice de tenacidad para los mayores consumos de fibra. Esto quiere decir que a mayor cantidad de fibra el concreto presenta mayor capacidad de absorción de energía.

Asimismo, es posible determinar los Índices de Tenacidad que es la relación entre la tenacidad en el postpico y la tenacidad del prepico (elástica), de acuerdo con lo siguiente: I5 = Área OACD/Área OAB I10 = Área OAEF/Área OAB I20 = Área OAGH/Área OAB

28 Vector

Tabla 13 Resultado de las pruebas de tenacidad Tenacidad (joules)

Índices de tenacidad

Tδ

T3δ

T5.5δ

T10.5δ

I10

I20

35.65

62.46

69.82

82.64

1.75

1.96

2.32

27.95

50.08

70.93

99.64

1.79

2.54

3.57

32.08

71.94

119.16

197.11

2.24

3.72

6.16

Suplemento Especial

Figura 10 Comportamiento carga-desplazamiento

Tabla 12 Modo de falla de las muestras de resistencia a flexión M1 – 0 kg/m3

M2 – 1 kg/m3

M3 – 3 kg/m3

M4 – 5 kg/m3

Contracción por secado La tabla 14 presenta los resultados de contracción de los concretos estudiados y la ecuación para su cálculo en el tiempo. Los resultados se encuentran en el rango especificado por el ACI 209, es decir, entre 415 y 1070 × 10 -6. Los valores son ligeramente mayores para las mezclas M3 y M4. Para reducir la contracción por secado, se puede disminuir el contenido de agua, por lo tanto reducir la relación agua/cemento. Los resultados de la tabla son preliminares a 55 días y se continua con el monitoreo del cambio de longitud de las barras de contracción.

Tabla 14 Contracción por secado última

εt =

ta (εc ) u b + ta

(εc)u × 10-6

10.8

447

M2 €

9.2

428

11.1

761

16.3

751

Vector 29

Suplemento Especial

CONCLUSIONES

REFERENCIAS

Se presentan los resultados de evaluar el comportamiento de una fibra sintética en la fabricación de hormigones. A continuación se presentan las principales conclusiones: Las propiedades en estado fresco, así como las propiedades mecánicas y de tenacidad son influenciadas por la incorporación de la fibra. El revenimiento disminuye ligeramente cuando se usa la fibra, aunque puede recuperarse usando superplastificante. El peso unitario y contenido de aire no presentaron cambios. La contracción plástica aún se encuentra en su etapa preliminar. La resistencia a compresión de los concretos con fibra es menor, lo que puede asociarse a su baja adherencia fisicoquímica de las fibras con la pasta de cemento. Los valores encontrados de módulo elástico de 243,000 kg/cm2, relación de Poisson entre 0.22 y 0.26 y deformación unitaria correspondiente al esfuerzo máximo de 26 × 10 -3, en promedio, corresponden a valores comúnmente encontrados en concretos convencionales. La incorporación de la fibra contribuyó al incremento de la resistencia a flexión. En promedio, la resistencia a flexión a 28 días es 11% de su resistencia a compresión para las mezclas con fibra, y casi 10% para la mezcla sin fibra. La incorporación de la fibra tuvo un efecto positivo en la resistencia al impacto. A mayor contenido de fibras, mayor es la resistencia al impacto, a excepción de la mezcla M2. El efecto más importante de la incorporación de la fibra en el concreto es el incremento en la tenacidad. La tenacidad se incrementa a medida que se incrementa la cantidad de fibra. La contracción por secado última de las mezclas se encuentra en el rango esperado para concreto convencional. Los resultados son preliminares a 55 días de prueba.

ACI 209 (1992). Prediction of Creep, Shrinkage, and Temperature Effects in Concrete Structures. ACI 209R-92. Reported by ACI Committee 209. ACI 211 (1991). Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight and Mass Concrete. ACI 211.1. Reported by ACI Committee 211. ACI 544 (1989). Measurements of Properties. ACI 5442R. Reported by ACI Committee 544. Alhozaimy A., Soroushian P. y Mirza F. (1996). Mechanical Properties of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete and the Effects of Pozzolanic Materials. Cement & Concrete Composites 18, pp 85-92. ASTM C 33, C39, C143, C150, C157, C192, C469, C490, C494, C617, C496, C618, C1018. ASTM Book of Standards, Vol. 04.02. American Society for Testing and Materials. Bentur y Mindness (1990). Fibre reinforced cementitious Composites, Elsevier Science Publishing, USA Freedman S. (1974). Properties of Materials for Reinforced Concrete. Handbook of Concrete Engineering. M. Fintel (ed.). Von Nostrand Reinhold Company, New York Hughes B. y Fattuhi N. (1976). Improving the toughness of high strength cement paste with fiber reinforcement. Composite, 7(4), 185-8 Kraii P. (1985). Proposed test to determine the cracking potential due to drying shrinkage of concrete. Concrete Construction, 30, pp 775-778. Malisch W. (1986). Polypropylene Fibers in Concrete, What do the test tell us?. Concrete Construction, 31, 363-8. Mindness S. y Vondran G (1988). Properties of concrete reinforced with fibrillated polypropylene fibers under impact loading”. Cement and Concrete Research, 109-15. Zollo R. (1984). “Collated fibrillated polypropylene fibers in FRC. Fiber reinforced. Concrete International Symposium, ACI SP 81-19, pp 397-409.

30 Vector

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Maravillas de la Ingeniería

Estadio

“H

la mejor marca de Seattle

asta cierto punto -dice el escritor Tom Robbins a propósito de su ciudad adoptiva-, Seattle sigue siendo una urbe fronteriza, un lugar donde las personas pueden experimentar con sus vidas, y cambiar y madurar y hacer que ocurran cosas”. Por supuesto, desde un punto de vista puramente geográfico, a esta metrópoli ubicada en la costa noroeste de los Estados Unidos no le queda más remedio que continuar siendo una ciudad “de frontera”, habida cuenta de que, desde su fundación en 1853 por un grupo de pioneros, hasta ahora, la siguen separando de la vecina Canadá los mismos escasos doscientos kilómetros. Sin embargo, es obvio que el novelista no se refería en su comentario a la ubicación de Seattle en el mapa, sino a eso que se llama el carácter del lugar. Ahora sí, al entender sus palabras en ese sentido, cabría preguntar: ¿qué tan cierto es que la Ciudad Esmeralda “así llamada en referencia, no a la capital de la Tierra de Oz, sino a los frondosos bosques que todavía la rodean” es un lugar particularmente propicio para que los individuos de talante creativo, ánimo emprendedor y espíritu independiente desarrollen su potencial?

Los altibajos de la fortuna

asta con darle un vistazo a la ajetreada historia del desarrollo económico de Seattle para darse cuenta que la ciudad está más que familiarizada con los cambios, habiendo experimentado más fluctuaciones entre la prosperidad y la recesión en su poco más de siglo y medio de existencia que muchas otras en el doble de tiempo. El éxito visitó a la ciudad por primera vez a poco de ser fundada, en la for-

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ma de un gran auge maderero. Durante varias décadas, la actividad económica de la región continuó en auge gracias a dicha industria, hasta que una severa crisis golpeó al país durante la última década del siglo XIX. Más tarde, una nueva era de prosperidad se inauguró con el descubrimiento de grandes yacimientos de oro en Alaska y en la provincia canadiense de Yukón. Aunque algunos buscadores locales hicieron su fortuna en las minas, lo que más benefició a Seattle durante la Fiebre del Oro fue su papel como puerto de entrada y centro de abastecimiento al servicio de las actividades mineras. Los malos tiempos regresaron con el agotamiento de los yacimientos pero, esta vez, la recuperación estaba

a la vuelta de la esquina: con el estallido de la Primera Guerra Mundial en 1914, y, sobre todo, con la intervención de los Estados Unidos en el conflicto en 1917, se le presentó una inmejorable oportunidad para ampliar sus operaciones a la industria naviera local, cuyos empresarios no dudaron en aprovecharla. Por desgracia, la Gran Depresión a principios de la década de 1930 destruyó casi por completo todas las fuentes de empleo industriales que se habían ganado durante la década anterior y Seattle tuvo que esperar hasta el advenimiento de una nueva conflagración mundial para ver a su economía reconstruida, esta vez, gracias a la industria aeronáutica, representada por la firma Boeing.

Maravillas de la Ingeniería

Aunque hasta el día de hoy la fabricación de aeronaves sigue siendo de gran importancia para la economía de distrito de King - del cual Seattle es el centro administrativo-, a partir de la década de 1980, los inversionistas de la región iniciaron un nuevo cambio estratégico de rumbo, atrayendo esta vez a corporaciones punteras en el campo de la informática, como Amazon.com, RealNetworks e, incluso, a la propia Microsoft, así como a pujantes compañías biomédicas. Además de esto, Seattle ha empezado a descollar a nivel internacional en el área del desarrollo sustentable, lo mismo como “campo de pruebas” de las nuevas estrategias para limitar el desperdicio y promover el uso de energías alternativas, que como generador de empresas consultoras especializadas en la materia.

Seattle, tierra de fanáticos Como a todo el mundo, a los “seattélites” -como han dado en llamarse los habitantes de esta ciudad- también les gusta divertirse a lo grande, lo que es demostrado por el hecho de que la metrópoli es sede de un equipo de beisbol, uno de basquetbol y otro de futbol soccer profesional, otros dos de hockey sobre hielo y una franquicia de la Liga Nacional de Futbol -mejor conocida como NFL , por sus siglas en inglés- : los Halcones Marinos. Ahora bien, para ser honestos, este equipo de futbol americano, fundando en 1976, tiene poco que ofrecer de memorable en cuanto a marcas y trofeos: ha ganado apenas siete títulos divisionales1, y su única participación, a la fecha, en un Súper Tazón, terminó en derrota -21 a 10 frente a Pittsburgh, en 2005-. Con todo, en lo que se refiere al juego del emparrillado, Seattle cuenta con al menos dos buenas razones para presumir: una es la fanaticada más ruidosa del país; la otra, el gran estadio CenturyLink Field, estupendo edificio que este año cumple su primera década como sede de los Halcones Marinos. 1 La cifra parece más impresionante de lo que en realidad es. Por ejemplo, las Panteras de Carolina, un equipo casi veinte años más joven que el de Seattle, lleva ya acumulados cuatro de esos trofeos.

Vector 33

Maravillas de la Ingeniería

Política y deporte La historia del CenturyLink Field -originalmente Seahawks Stadium- empezó a finales de la década de 1990, cuando el multimillonario Paul Allen ofreció adquirir el equipo, que hasta entonces no había dado los mejores resultados posibles —ni deportivos, ni comerciales-, con una condición: que las autoridades estatales aprobaran un plan para invertir dinero público en la construcción de un nuevo estadio, un factor imprescindible, en su opinión, para darle rentabilidad a la franquicia. A manera de “gancho”, Allen se comprometió a pagar todos aquellos costos que sobrepasaran el presupuesto. Gracias a esta oferta, los legisladores consiguieron superar la oposición de un considerable número de ciudadanos y, en junio de 1997, el proyecto para construir un complejo que incluyera el estadio, junto con un centro de espectáculos, una plaza y un estacionamiento, se puso a consideración del público en forma de un referendo a nivel estatal. Con apenas un punto porcentual de ventaja, el plan de Allen sobrevivió a la consulta. El siguiente paso en la realización del proyecto consistió en establecer una alianza público privada para construir el complejo y, después, administrarlo. Para tal fin, el gobier-

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no del estado de Washington2 creó una agencia pública especial, la Autoridad Pública del Estadio, al mismo tiempo que Allen fundaba la empresa First & Goal Inc. -FGI-, encargada de representar sus intereses. El monto global del proyecto quedó fijado en la escalofriante cantidad de 430 millones de dólares, el 83 porciento de cuyos recursos serían destinados a la construcción del estadio. De acuerdo con los términos del acuerdo entre FGI y la Autoridad Pública del Estadio, el gobierno se comprometió a contribuir con un máximo de trescientos millones, mientras que Allen quedó obligado a cubrir el resto junto con los sobrecostos antes mencionados, además de ocuparse de los gastos de operación y mantenimiento de todas las instalaciones estimados en unos seis millones de dólares al año y de pagar 850 mil dólares anuales a la Autoridad. En compensación, a FGI se le permitió quedarse con todas las ganancias futuras del estadio y el estacionamiento, más el ochenta por ciento de los recursos generados por el centro de espectáculos. 2 Que no hay que confundir con la ciudad homónima y capital de la Unión Americana cuyos límites conforman el Distrito de Columbia, ubicado a unos doscientos kilómetros de la costa atlántica de los Estados Unidos.

Maravillas de la Ingeniería

Ingenieros al terreno de juego

Billetes verdes

El nuevo estadio de los Halcones Marinos se construyó en el predio anteriormente ocupado por su antigua sede, el estadio Kingdome —o Domo del Rey, en español—. Debido a la naturaleza pantanosa del terreno, los ingenieros utilizaron 2,200 pilotes de concreto para estabilizarlo, cada uno enterrado a profundidades de entre quince y veintiún metros. En conjunto, los pilotes y las losas de cimentación forman una especie de enorme embarcadero de concreto sobre el cual reposan el campo de futbol, las graderías y las demás instalaciones del complejo. Para mayor seguridad, este “embarcadero” está dividido en ocho secciones independientes.

No hay manera -ni necesidad, tampoco- de negar que el objetivo primario de First & Goal Inc. es, hablando en plata, ganar “muchísimo” dinero. Después de todo, su fundador creó esta organización con el fin de recuperar, en el menor tiempo posible, una inversión que superó la centena de millones de dólares, así como para cubrir gastos que no dejan de acumularse. Con todo, tampoco sería justo negar que, con el mismo empeño, FGI se ha abocado a la tarea de cumplir con un mandato paralelo: cuidar los intereses de las empresas de Allen de la manera más “verde” posible.

Desde el arranque del proyecto, Allen se pronunció en contra de la instalación de un techo retráctil, como sería esperable en una ciudad de clima tan inclemente como Seattle. Según sus declaraciones, su oposición no estuvo motivada solo por razones presupuestales, sino también por su deseo de recrear la atmósfera de los estadios abiertos, que eran la norma en su juventud. En cualquier caso, para el CenturyLink, los ingenieros y arquitectos produjeron una solución de compromiso: un techo dividido en dos alas que cubren el setenta por ciento de las zonas de butacas -19,000 metros cuadrados en total- pero que dejan el “cesped” -en realidad, una superficie cubierta de pasto artificial- a la intemperie. Cada sección del techo está sostenida por dos columnas de concreto colocadas en los extremos norte y sur del estadio, entre las cuales hay un claro de 220 metros. Sobre el techo se alzan dos arcos que alcanzan los sesenta y un metros de altura sobre el campo en su parte más alta, y que también sirven de soporte. Como una medida de seguridad adicional en caso de terremotos, el techo del estadio cuenta con un sistema que lo desconecta de sus pilotes de soporte, permitiéndole oscilar de manera independiente. Uno de los detalles arquitectónicos más llamativos del estadio es la gradería de forma triangular localizada en el extremo norte del campo. Se trata del llamado nido de los halcones , especialmente diseñado para homenajear a los fanáticos del equipo, amplificando el griterío producido por tres mil de sus seguidores más vociferantes. Detrás de esta sección se yergue una atípica pizarra orientada de manera verSi hay algún equipo que duda que tical, como si fuera un monolito, y más allá, en la lejanía, se alel jugador #12 de los Halcones canzan a ver los altos edificios Marinos sea el más ruidoso de la del moderno centro de Seattle. NFL, ese no es el de los Cuervos

de Baltimore, algunos de cuyos

A pesar de que el terreno sojugadores revelaron que, hace un bre el que está construido el año, decidieron preparase para CenturyLink Field es el más peuna visita al CenturyLink utilizando queño de los ocupados por los enormes bocinas durante sus sesiones de práctica. nuevos estadios de la NFL, las instalaciones ofrecen un nada despreciable aforo de 67,000 asientos, gracias, más que nada, a la disposición en forma de voladizos de los niveles superiores, colocados a manera de gigantescos balcones sobre los inferiores, una distribución que, además, mejora la visibilidad. El estadio cuenta con mil cuatrocientos lugares —distribuidos en varias secciones— reservados para personas con discapacidad y sus acompañantes.

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La manera en que la llamada Green Sports Alliance -Alianza de los Deportes Verdes, fundada por FGI y las directivas de los equipos Halcones Marinos y Sounders FC- eligió empezar a hacerlo fue espectacular: después de demoler el estadio Kingdome con el objetivo de hacer lugar para el nuevo foro, ni más ni menos que el noventa y siete porciento del concreto de sus edificios fue reutilizado en construcciones locales; entre ellas, el propio CenturyLink Field, el cual (re)absorbió el treinta y cinco por ciento de ese “cascajo”. Y eso fue sólo el principio. Seis años después, en 2006, FGI colocó setenta y cinco contenedores de basura reciclable en el complejo del CenturyLink y abrió el Área de Selección para Reciclaje, última fase de un programa para reaprovechar, con la ayuda del personal del estadio y de sus visitantes, hasta diecisiete tipos distintos de materiales de desecho generados en las instalaciones. La siguiente operación del grupo consistió en buscar la manera de coordinar esfuerzos con aquellos de sus proveedores interesados en cuestiones de sustentabilidad. El resultado fue la creación del Equipo Verde, cuyo objetivo es el de encontrar soluciones eco-

Maravillas de la Ingeniería

diante esta instalación —de diez kilómetros cuadrados— se espera generar más de 830,000 kilovatios/hora cada año. Sin embargo, como reconoce el propio Benge, “la energía solar en el noroeste no es la inversión más convincente, porque nuestras tarifas son realmente muy bajas y no recibimos tanto sol como Arizona o el sur de California. Por eso decidimos empatar la energía solar con una mayor eficiencia en el consumo”. Una de las maneras para reducir el consumo de energía consistió en instalar un “techo fresco”, diseñado para reducir la absorción de calor y así ahorrar en aire acondicionado. nómicamente viables para “desviar” el flujo de desechos orgánicos en camino a los rellenos sanitarios y redirigirlo hacia un destino más provechoso. La flexibilidad del Equipo Verde permite que dos o más de sus miembros concreten acuerdos entre sí para actuar de manera independiente. Por ejemplo, en 2007, FGI, en colaboración con Anheuser-Busch-uno de cuyos productos es la cerveza Budweiser-, decidió realizar la compra de doscientos contenedores adicionales, equipo nuevo para fabricar composta y una prensa de cartón, con la cual se incrementó el reciclaje de dicho material en un dieciséis por ciento, gracias sobre todo a que el procesamiento in situ evita la contaminación del mismo. Por su parte, el equipo de los Halcones Marinos, junto con las empresas restauranteras Levy Restaurants y Food Lifeline, pusieron en marcha un programa intensivo para recuperar comida preparada que no se vende y enviarla a instituciones de beneficencia después de cada partido. Como resultado de estas acciones, de acuerdo con las declaraciones de Darryl Benge, subgerente general de FGI, el complejo CenturyLink ha alcanzado un porcentaje de reciclado anual del cuarenta y siete por ciento de sus desechos, equivalente a 460 toneladas de desperdicios. En lo que se refiere a sustentabilidad, una de las áreas de mayor interés para FGI es la del uso eficiente de la energía y la utilización de fuentes renovables. Por esa razón, en mayo de 2011 se tomó la decisión de colocar 3,750 paneles solares en el techo del centro de espectáculos. Me-

Cosas que pasan —y que podrían pasar— en Seattle

Visto desde el extremo sur del estadio, e incluso desde medio campo, el “nido” parece el castillo de proa de un navío de concreto a punto de remontar una ola inmensa, lo que tal vez sea un ingenioso homenaje a la actividad naviera y portuaria de la ciudad. En cualquier caso, la sección ofrece un excelente telón de fondo, ya sea para la patada inicial del siempre esperado partido de domingo por la noche —la oportunidad perfecta para presumir el estadio por televisión—, o para el gol de campo que habrá de decidir el gran final de temporada. La anterior es solo una evidencia, una muestra de que el CenturyLink Field ha resultado exitoso desde el punto de vista arquitectónico. Desde el enfoque de la ingeniería, la buena factura del edificio quedó demostrada cuando un temblor de 6.8 grados sorprendió a sus constructores en plena obra, y la estructura respondió conforme a lo previsto en su diseño. En cuanto a lo que se refiere a la gerencia de proyecto, la obra se concluyó con un mes de anticipación y sin salirse del presupuesto —lo cual, puede imaginarse sin mucho esfuerzo, debió haberle causado a Paul Allen un inmenso alivio—. Lo único que falta ahora, cabría esperar, es que la racha ganadora se le transmita al equipo comandado por el quarterback novato Russell Wilson para que, junto con su estadio y su fanaticada, ayuden a que Seattle siga haciendo mucho, mucho ruido.

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Court Avenue, donde la historia del pavimento con concreto comienza Patricia Ruiz Islas

ntre las quejas que más frecuentemente se escuchan entre los automovilistas se encuentra el estado del pavimento. De hecho, quizás el tráfico excesivo en los grandes centros urbanos se perciba, a la larga, como menos nocivo que los múltiples baches y desperfectos que sufre la cinta asfáltica en las ciudades donde, a un intenso tránsito vehicular, se suma una tal vez pobre calidad en los materiales del pavimentado, lo que da como resultado que este se dañe rápidamente y, en casos como el del Distrito Federal, la ausencia de libramientos: al carecer de una vía de tránsito apropiada, los vehículos de carga circulan por vialidades que claramente no están pensadas para soportar semejantes cargas y esto desemboca en aún más daños. Esta falta de planeación llega al automovilista promedio en la forma de baches que, si bien a primera vista parecen males menores, no dejan de causar grandes malestares a la circulación vehicular, magnificados cuando se trata de una urbe de tamaño considerable porque, cuando un vehículo que circula a cierta velocidad se topa con un agujero en el pavimento —producto, como ya se dijo, de escatimar en los materiales, o de la circulación de vehículos para los cuales la vialidad es inadecuada—, es capaz de crear un caos vial de consecuencias considerables, por no mencionar los daños a la economía del conductor en cuestión, que podrá sentirse afortunado si la única repercusión en su automóvil es un neumático ponchado.

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Muchos comentarios podrían —incluso deberían— hacerse con respecto al estado de los pavimentos, tanto para la circulación vehicular como para la peatonal. No es extraño ver aceras rotas, levantadas por las raíces de los árboles o por efecto de los movimientos telúricos. Esto puede derivar —si bien con muchas menos consecuencias en lo vial— en accidentes de considerables repercusiones para los peatones que terminan por ser víctimas de los desperfectos en las aceras, mismos que, en ocasiones, pasan años, literalmente, sin que nadie se ocupe de ellos. Otra vez podría apuntarse que la razón, tanto de los accidentes como de la poca duración de las aceras, es el empleo de materiales de baja calidad o poco adecuados para el uso que se les da y que, en el caso de las ciudades, es sumamente intenso. Las calles, los pavimentos, los arroyos, los ejes viales Parecería que, en conjunto, les dan más dolores de cabeza que servicio a los usuarios: congestionamientos, baches, accidentes y un sinfín de inconvenientes que se suman al viacrucis diario de quienes se ven obligados a hacer uso de calles y avenidas —a veces mal planeadas; en ocasiones, hechas con materiales de mala calidad y, las más de las veces, dañados—, obscurecen la que fuera la misión primaria de las calles: facilitar la circulación, tanto de vehículos como de personas, al dividir el espacio donde ambos se moverían en, precisamente, aceras y arroyos, y hacer, por tanto, más amable el movimiento para todos.

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6 AL 9 DE MARZO DE 2013 GUADALAJARA, JALISCO

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La función de las calles no solamente se limitó, en un principio, a facilitar la circulación de animales, bienes y personas. Podría decirse que, con la aparición de las primeras calles, la idea del núcleo urbano plenamente organizado y activo, casi como se conoce hoy en día, comenzó a tomar forma de manera más concreta. Porque no se trataba, simplemente, de dividir los espacios: más bien, se habla de que el ser humano comenzó a cobrar conciencia —si bien de una forma primitiva— de que es necesario implementar orden en el movimiento y organizar los espacios. La calle, entonces, podría tomarse como un primer paso hacia la civilización como tal, al tratarse de una incidencia netamente humana en el entorno, pensada para la actividad humana y hecha por los seres humanos. Si se ha de entender el término “civilización” como mejora o progreso, puede decirse entonces, con poco lugar para equivocarse, que eso era justamente lo que un señor George W. Bartholomew estaba pensando cuando la mayor parte de su actividad cerebral la ocupaba el idear una forma o un material que permitiera pavimentar las calles más uniformemente y de

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manera más durable. El señor Bartholomew había llegado a Bellefontaine, Ohio, en 1886, tras haber entrado en el campo de sus conocimientos la producción de cemento, tanto en Alemania como en Texas. Su objetivo era comenzar a experimentar con la materia prima local -de la que había en abundancia y, se dice, de excelente calidad para el propósito, con canteras de caliza casi pura y grandes yacimientos de arcilla- para producir “piedra artificial”; esto es, concreto. Ahora bien: una de las bases del concreto, el cemento Portland, llevaba produciéndose en Europa unos buenos cincuenta años para el momento en el que Bartholomew empezó a ralizar sus experimentos; pero, si bien la reputación de dicho cemento ya estaba perfectamente establecida en el Viejo Continente —gracias, en buena parte, al importantísimo papel que jugó en la construcción del alcantarillado de Londres—, en Estados Unidos no gozaba de buena reputación, tal vez porque no se había encontrado una manera tan espectacular de probar su utilidad como en Inglaterra. Cuando Bartholomew empezó su periplo, ya habían pasado al menos

sesenta años desde que la producción de cemento hidráulico, base de la producción de concreto, había comenzado gracias a los descubrimientos —hechos por el ingeniero Canvass White— de las canteras de los alrededores de Nueva York. Lo que White descubrió en el condado de Madison fue un depósito de roca de donde era posible extraer una mezcla, casi precisa y exacta, de cemento hidráulico, que precisaba de muy poco proceso posterior. Para 1871, ya la técnica gozaba de un refinamiento incomparable; tanto, que el Portland replicado en Estados Unidos era, se decía, de mayor calidad que el producido en Europa. Las bases para la innovación de Bartholomew, entonces, estaban ya más que sentadas, si bien es cierto que el concreto no se había utilizado, ni se había pensado en hacerlo, para otros fines que no fueran los de la construcción. Bartholomew empezó a experimentar, en un pequeño laboratorio que había construido al propósito, con los materiales que encontró en la localidad. Tres años después de su llegada a Ohio, en 1889, armado con los resultados arrojados en su laboratorio, se

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presentó ante las autoridades del ayuntamiento para mostrarles un proyecto: la “piedra artificial” podría servir, argumentó, para producir pavimentos más resistentes y durables. Por supuesto que las autoridades de Bellefontaine no se dejaron convencer fácilmente por la vehemencia de Bartholomew: hubieron de pasar dos años antes de que, no sin renuencias —que se manifestaron en las condiciones impuestas al visionario—, las autoridades se avinieran a permitirle experimentar con la pavimentación. Bartholomew no solo debía de donar todos los materiales sino que, además, debía depositar una garantía de ejecución por cinco mil dólares -cantidad estratosférica, que da una idea de lo que pensaba el ayuntamiento de la localidad acerca del proyecto-, amén de que debía asegurar que el pavimento duraría un mínimo de cinco años. La desconfianza del ayuntamiento de Bellefontaine no se manifestó solamente en las peticiones hechas a Bartholomew: también limitaron su acción a una franja de ocho pies cuadrados —poco menos de veinte metros cuadrados—, posiblemente para ver qué tal funcionaba la “piedra artificial”. El ayuntamiento comisionó al ingeniero James C. Wonders para diseñar el proyecto; Wonders trabajaba para el condado de Logan y tal fue el éxito de su colaboración con Bartholomew que, años después, se convertiría en comisionado para las carreteras estatales de Ohio y, posteriormente, en asesor para la Oficina de Caminos Públicos de Estados Unidos.

naban en superficies duras, áridas, donde el polvo se levantaba con el mínimo contacto de los pies. El concreto del señor Bartholomew, entonces, proporcionaba una solución que a los comerciantes les pareció fabulosa a primera vista, porque también debe entenderse que la calle no solo cumple con funciones de movilidad, sino también sociales y hasta económicas. Entonces, ¿quién mejor que los comerciantes para considerar un espacio mejor acondicionado, donde la gente pudiera socializar en un ambiente económicamente organizado, por ejemplo, con múltiples vidrieras o mesas en las veredas en las que se pudiera disfrutar un té? Fueron los comerciantes quienes, por así decirlo, cabildearon con las autoridades para solicitar que se pavimentara la plaza en su totalidad y para extender el recubrimiento por todo Court Avenue. Y no solo fue un éxito con los comerciantes: el pavimento se consideró tan innovador que ganó el primer lugar a la tecnología en ingeniería para la pavimentación en la Exposición Internacional de Chicago de 1893.

Para 1893, el pavimento de concreto en Ohio era una realidad. Y, como a los descubrimientos e invenciones les sigue la aparición de nuevas profesiones, se vio igualmente el surgimiento del primer contratista para obras de pavimentación con concreto: William G. Snyder fue quien se encargó de continuar con la pavimentación de Main Street tres años después del exitoso primer experimento de Bartholomew, esto es, en 1894. Un asunto tan penoso como es el de convencer a las autoridades de que un proyecto nuevo puede aportar grandes beneficios a la calidad de vida de la población, es el tratar de buscar la tecnología que permita que las invenciones y las nuevas técnicas se apliquen de la manera menos accidentada posible. En este sentido, quizás el procedimiento empleado por Snyder hoy no se considere el más eficiente, pero quizás en su momento no hubo otra solución más que llevar a lomos de caballo el cemento, la grava y la arena que se utilizarían para el pavimento al sitio donde se iban a emplear. Posteriormente, la mezcla se

La franja de ocho pies de pavimento de concreto en Main Street, a un lado de la plaza del Palacio de Justicia de la localidad, fue un éxito rotundo. Hay que entender que, antes del pavimento, el estado de las calles dependía de los caprichos del clima: si llovía, las vialidades se convertían en lodazales por los que el circular se volvía muy complicado. Y si, por el contrario, el ambiente era seco, las calles se tor-

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hacía con pala y se colocaba en unos moldes de cinco pies cuadrados —siete metros cuadrados y medio—, donde la superficie se marcaba para hacerla más adecuada para la circulación de los caballos. La pavimentación con concreto, como actividad económica, había finalmente visto la luz, aunque en realidad el pavimento no fue sino el principio: diez años después, con la introducción del automóvil, la pavimentación de las calles se volvería indispensable y aumentaría al crearse la demanda de carreteras por donde los mismos pudieran circular grandes distancias sin sufrir daños. Con el paso de los años aparecieron nuevas exigencias en cuanto a materiales de pavimentación, generadas por las distintas necesidades de los usuarios. De tal suerte, se mejoraron los materiales y las técnicas se refinaron hasta el punto de que, hoy en día, es imposible pensar en una población que se diga civilizada y que no cuente con un pavimento reconocible como tal. A su vez, las aceras no solo proporcionan seguridad al viandante: son también, algunas de ellas, espacios de socialización, de esparcimiento y de actividad económica, no siempre formal, desde luego, pero actividad a fin de cuentas. Gracias a George W. Bartholomew se descubrió el enorme potencial de las calles como ejes de la actividad humana y, además, como dijera el alcalde de Bellefontaine, William S. Meyer en 1976, durante una ceremonia para designar a Court Avenue como un hito en la ingeniería civil, la llegada del concreto a las aceras pavimentó, literalmente, el camino a las modernas y extensísimas redes carreteras con que se cuenta en la actualidad. Si bien es cierto que los pavimentos no dejan de tener problemas, de originarlos o de ser parte de ellos, ni duda cabe que su función de hacer la vida un poco más sencilla,

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George W. Bartholomew en tanto la convivencia entre seres humanos en los grandes núcleos urbanos se complica, no deja de cumplirse hasta cierto punto. George W. Bartholomew quizás no dejaría de sentirse un poco horrorizado al ver en qué se han convertido las calles en la actualidad, aunque su espanto quizás disminuiría y se convertiría en satisfacción al ver que su idea sirve a tanta gente aunque tal vez esa haya sido su visión desde el principio.

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El concreto romano

Hacia la construcción moderna

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ocos materiales hay que se asocien tanto a las configuraciones urbanas como el concreto. Numerosos términos se han acuñado para designar la comunión de ciudad y material, de los que quizás el más ilustrativo sea el de “selva de concreto”, que conjura a un tiempo las ideas de naturaleza y creación humana, de naturaleza en la que el ser humano busca, extrae, transforma e incide. La búsqueda del ser humano en la naturaleza de materiales que le faciliten el transformarla, paradójicamente, para su mejor servicio, siempre ha sido acuciosa, ya que la naturaleza, aunque generosa a la hora de prodigar sus elementos, no lo es, quizás porque los desconoce, a la hora de desvelar los secretos respecto a la mejor forma de combinarlos. ¿O será, tal vez, que guarda tan celosamente sus fórmulas porque en realidad no quiere que se le perturbe? No podemos dar una respuesta tajante ni afirmativa ni negativa. Sólo puede decirse que así como los seres humanos que se buscaron por instinto, allá cuando como especie eran una novedad, se asociaron y convivieron hubieron necesariamente

de buscar un equilibrio conforme sus dinámicas sociales cambiaban y se volvían más intrincadas y complejas, de la misma manera el ser humano, al observar cómo sus dinámicas sociales van volviendo más complejo el asunto de la distribución de los espacios y estos van evolucionando de lo puramente utilitario a lo estético y recreativo, también ha buscado equilibrios entre los elementos que le ofrece la naturaleza para así transformarlos en materiales que le sirvan a sus propósitos, fines y actividades, puramente humanos. Muchas veces, estos equilibrios, estas mezclas y compuestos pueden llegar a encontrarse de manera fortuita ya enteros, listos para usarse; cuando este es el caso, es, qué dudarlo, una gran fortuna. Cuando no, puede darse el caso, como ha sucedido con un gran número de grandes descubrimientos, que se llegue al punto exacto por pura casualidad. Ambas situaciones no dejan de presentar problemas: en el primer caso, que pudiera ejemplificarse con algo como el petróleo, el gran reto viene con el tiempo: ¿qué hacer cuando el compuesto, la mezcla, se

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agote? Se deberán de buscar sustitutos, desde luego, que funcionen de la misma manera y que sean económicamente igual de viables que la opción primaria. Nada sencillo, como podemos constatar en nuestro día a día. Y, en el segundo caso, pueden pasar años, siglos, antes que un proceso fortuito pueda replicarse con la precisión suficiente y empleando las mismas materias primas como para rendir los mismos resultados cada vez. A lo largo de la historia de la humanidad ha habido casos en los que se han perdido grandes secretos de fabricación de algunos materiales, que van desde ciertos aceros —como el caso del de Damasco— hasta porcelanas de diversos colores; para la fabricación de dichos bienes se empleaban técnicas que, tal vez por razones económicas o incluso estéticas —como en el caso de las porcelanas —o simplemente por descuido y por el paso del tiempo, se han perdido irremediablemente; intentos se han hecho de replicar algunos materiales ya perdidos en el tiempo, pero, desafortunadamente, por más esfuerzos que se han invertido en ello, no ha sido posible. La mano de los maestros artesanos era la única que sabía en qué proporciones había que mezclar qué ingredientes o a qué temperatura debían calentarse tales otros y en qué momento habían de sacarse del fuego; el conocimiento que tan celosamente se guardaba, desgraciadamente y gracias al mismo celo con que se resguardaba de la mirada impertinente del curioso, se desvaneció. Muchos de estos descubrimientos fortuitos han contribuido enormemente a darle forma al mundo tal como lo conocemos ahora, y uno de estos casos es el concreto romano,

conocido también como opus caementicium. Pensar que el concreto romano es parecido al que se emplea en la construcción hoy en día es pecar de ingenuos, puesto que, tanto en composición como en aplicación es muy diferente; sin embargo, este concreto romano sirvió para darle un giro a la manera en que se pensaban los espacios y se construían. Podría muy bien decirse que el concreto romano no solo dejó vastos legados arquitectónicos a la Humanidad; también puso los cimientos de la manera moderna de construir. Se dice que la construcción era consustancial a la naturaleza del romano. Allá donde fuera, debía de dejar constancia de su presencia con sus edificios. Si se piensa también en las funciones que cumplían dichos edificios —templos, baños, etcétera —se observa que, efectivamente, la vida romana en todos sus aspectos iba dondequiera que fuesen los ejércitos, dondequiera que Roma tuviera presencia. Esta impresionante expansión de la cultura, de la vida romana, no hubiera sido posible, sin embargo, sin el en parte descubrimiento, en parte invención, del concreto. El concreto permitió a Roma prácticamente trasladarse de un sitio a otro, o, mejor dicho, abrir sucursales dondequiera que se encontrara sin olvidarse de ningún detalle presente en la casa matriz, por así decirlo. Pero, ¿cómo fue esto posible? ¿Cómo es que el empleo de un material puede no solamente cambiar la forma de construir sino incluso, literalmente construir un imperio? Si pensamos, por ejemplo, en las grandes construcciones griegas, lo primero que se puede comentar al respecto es

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que sería muy difícil, por no decir imposible, replicarlas en otros sitios donde no estuvieran disponibles los materiales a emplear, aunque se tratara de versiones menores que las originales. Si no se tiene mármol más o menos a la mano, la labor prácticamente se imposibilita, al encarecer la materia prima, que tendría que extraerse y transportarse desde largas distancias, lo que también significa dilaciones. Y aún teniendo todo a la mano, hay que emplear a maestros canteros, altamente especializados en el trabajo que van a llevar a cabo y, sobre todo, hay que estar dispuestos a invertir ingentes cantidades de paciencia, porque esas obras no se hacen en un día. Si bien es cierto que Roma tampoco se hizo en un día, la invención o descubrimiento del concreto abrió la posibilidad de reducir significativamente los tiempos de construcción y los costos. Prácticamente desde que la Humanidad comenzó a construir, podría decirse que comenzó igualmente a buscar formas de, por así decirlo, pegar los elementos que constituirían la construcción. Así, junto con la fabricación de ladrillos que se cocían al calor del sol, comienza también la búsqueda de agentes aglomerantes que le proporcionen estabilidad y solidez a las construcciones. Los primeros morteros se hacían a base de arcilla o barro a los que se agregaba arena, como los que se encuentran en las construcciones egipcias. Es en Grecia donde se empieza a agregar toba volcáni-

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ca al mortero, extraída de la isla de Santorini; podría decirse, entonces, que es aquí cuando comienza el empleo de los primeros cementos naturales. Es también en Grecia donde se comienza a emplear materiales mucho más durables para la construcción: durante las excavaciones italianas en Creta, se encontró un muro que data del 1,700 antes de la era común, tan duro como si estuviera hecho de concreto. Si, entonces, algo muy semejante al concreto ya se conocía en Grecia, ¿cuál es en realidad la importancia del concreto romano? Para empezar, todo indica que el empleo del susodicho concreto no estaba tan generalizado; prueba de esto es la sorpresa de los arqueólogos italianos al encontrarse con el muro cretense mencionado anteriormente. La forma romana de construir revolucionó no solo el mundo de los materiales, al introducir uno sumamente durable, resistente, que ofrecía mayor seguridad y prometía reducir tanto tiempos como costos, sino que introdujo la primera versión del streamline a un proceso de producción que, necesariamente, podía llegar a tornarse muy penoso. No se sabe con exactitud en qué momento se comenzó a usar el famoso cemento romano, pero ya en las ruinas de Pompeya fue posible detectar un muro de piedra unido con un mortero firme y negro compuesto de caliza y ceniza volcánica de finales del siglo tercero antes de nuestra era.

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Ya en el siglo segundo antes de la era común, los romanos ya estaban empleando algo muy semejante al concreto hidráulico en las obras del puerto de Puteoli, lo que apunta a que el uso del material estaba alcanzando un importante grado de sofisticación. Pero, ¿qué es el concreto romano o qué es lo que tiene de especial? Como ya se dijo anteriormente, desde tiempos muy remotos se había experimentado con agentes que unieran las piezas de una construcción; esto derivó en el uso de distintos materiales para la fabricación de argamasas y morteros que posteriormente se emplearían para elaborar mezclas más resistentes y durables. Los ingredientes presentes en las antiguas argamasas y morteros en su mayoría se encuentran presentes en los cementos fabricados posteriormente. Lo que se hizo fue añadir elementos nuevos, como por ejemplo los trozos de piedra empleados en la fabricación del concreto romano o materiales muy específicos y muy particulares de ciertas regiones como la puzolana o ceniza volcánica que se encuentra en los alrededores del Vesubio. La ceniza reacciona con la cal viva y el agua, proporcionando una mezcla sumamente plástica que fragua incluso debajo del agua, permitiendo infinitas posibilidades para la construcción en puertos y fluviales. No solo esto: la mezcla, al ser vertida en moldes de madera especiales para darle forma, puede, también, responder a las exigencias del constructor con más facilidad que la piedra, a la que hay que domar a mano; esto representa grandes ventajas respecto al tiempo. Por otro lado, al contarse entre las propiedades de este concreto una gran resistencia sumada a una no menor plasticidad, podía, a la vez, abarcar tanto espacio como el constructor deseara y adoptar la forma que le impusiera con sus moldes. Y, por último, al posibilitarse, gracias a la fuerza del material, el construir sin las típicas vigas de madera sino solo con concreto, las construcciones resultantes eran mucho más seguras ya que la estructura no era inflamable. Son las propiedades de la puzolana las que permitieron a los romanos crear un material bastante semejante en ciertos aspectos a nuestro moderno cemento Portland. ¿Qué tiene de tan particular la ceniza de un volcán? Los ingredientes para la elaboración del cemento Portland han de calentarse a muy altas temperaturas para posteriormente pasar a ser molidos finamente. La puzolana, en cambio, llega a las manos del hombre cuando ya ha pasado por este proceso: el volcán hizo las veces del kiln, entregando un material listo para usarse cuya calidad resulta ser inmejorable. Cuando la puzolana no estaba disponible, se empleaban otro tipo de agregados como la terracota, pero el concreto así obtenido era de calidad inferior. Mercados, puertos, villas, baños posibilidades infinitas que los romanos aprovecharon todas, no solo para elevar su calidad de vida sino para llevar su modo de vida allá

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donde fueran. Si la edificación era importante para ellos, no lo eran menos los acabados: hay quienes dicen que las edificaciones de concreto quedaban francamente feas, para lo que se idearon chapados con materiales de lujo, como mármol, en algunas ocasiones, y en otras se empleaban piedras que resultaran más agradables a la vista. Mas esta fiebre constructiva se consumió junto con el emperador Adriano: tras su muerte, en el año 138 de nuestra era, se dejaron de construir ciudades, amén de que el descuido en el mantenimiento de las estructuras ya existentes hizo más fácil la labor destructiva de la naturaleza: las crecidas del Tíber, los terremotos y los incendios dañaron los acueductos, los edificios y los caminos. El golpe de gracia lo dio el godo Alarico cuando, en el 410, entró a saco a Roma; entre el caos de las crisis del poder en el imperio y las constantes invasiones bárbaras, el secreto del concreto romano se perdió; aunque, quizás, gracias al deterioro, al descuido y al menguante interés en la construcción, se había empezado a disolver con anterioridad. Hubieron de pasar mil cuatrocientos años antes de que se volviera a emplear concreto para la construcción, aunque, curiosamente, no desenterrando el secreto del material de cenizas mágicas, que afirmaba Vitrubio, sino laboriosamente inventándolo y descubriéndolo una vez más. Sólo nos queda esperar dos mil años para probar si el material patentado por Joseph Aspdin resultó ser tan resistente y duradero como su predecesor fabricado en Roma, la Ciudad Eterna, eterna gracias a su concreto.