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El proyecto FONDEF “Desarrollo de un nuevo árido reciclado de hormigón de mejor calidad en base a tratamientos de absorción de CO2”, llevado a cabo por las académicas Viviana Letelier (UFRO), Wendy Franco y Elodie Blanco (Pontificia Universidad Católica de Chile), mostró una mejora en las propiedades de los áridos reciclados de hormigón a los que se les incorporó CO2. Para conocer más, conversamos con Viviana Letelier sobre los avances de esta investigación y sus futuras implicancias.

Uno de los aspectos en el que la industria del hormigón busca disminuir su impacto en el medio ambiente dice relación con adoptar elementos de la denominada Economía Circular en sus procesos. En rigor, el sector busca reemplazar aquellas materias primas que presenten escasez para la producción del material y, para ello, el uso de subproductos tanto de la propia industria de la construcción como de otros sectores productivos resulta esencial.

Sobre esto, la situación de los áridos es particularmente delicada. Ya nos lo mencionaba Carla Salinas Antonietti, asesora de proyectos en Río Claro Ltda., a propósito de la situación de las canteras ubicadas específicamente en la Región Metropolitana, donde el 70% de los pozos legales está en situación crítica, lo que obliga a traer el recurso desde otras regiones, con el consiguiente encarecimiento de éste debido al transporte, entre otra serie de inconvenientes.

Las distintas alternativas que se presentan específicamente si hablamos propiamente del reemplazo de áridos naturales por reciclados o artificiales, son ya probadas en otras partes del mundo, con vasta experiencia tanto a nivel normativo para regular, por ejemplo, aspectos como la granulometría y los porcentajes de reemplazo, como también, investigaciones sobre las propiedades que aportan este tipo de áridos al utilizarse en la producción del hormigón.

Al respecto, Viviana Letelier, académica y directora del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Universidad de la Frontera, UFRO, participa en una investigación financiada por el Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico, Fondef, que busca mejorar las propiedades del árido reciclado de residuos de hormigón incorporando procesos químicos que colaboren con la absorción de CO2.

Incorporación de CO2 al árido reciclado

Anteriormente, la profesora ya había comentado a Hormigón al Día sobre cómo países como España o Japón, los que ya tienen elementos normativos que establecen los porcentajes de reemplazo del árido reciclado respecto al árido natural, entre otros aspectos. En nuestro país, se está a la espera que se lance la actualización de la norma chilena “NCh163 Áridos para morteros y hormigones – Requisitos generales”, que incorporará a los áridos reciclados de hormigón y áridos artificiales de subproductos generados por otras industrias, como la siderúrgica.

Mientras se dan las últimas conversaciones sobre la nueva norma, el Fondef en el que participa Viviana Letelier junto a Wendy Franco y Elodie Blanco, estas últimas académicas de la Pontificia Universidad Católica de Chile, se desarrolló en dos etapas, en que la primera consistió en una evaluación del “comportamiento tanto del árido reciclado de hormigón como del árido carbonatado en hormigones y el segundo año, esta aplicación de áridos reciclados, pero nivel de base y subbase de carreteras”, comentó Viviana Letelier.

En esa línea, la directora del Departamento de Ingeniería Civil de la UFRO agregó que el objetivo de esta investigación es mejorar las propiedades del árido reciclado de hormigón gracias a la absorción del CO2, un proceso que se da de manera natural en el hormigón ya endurecido.

Para esta investigación, lo que se hizo fue “encapsular CO2 a través de la carbonatación acelerada bajo presión dentro de estos áridos. Esto va muy de la mano con todos los desarrollos que existen actualmente de almacenamiento de CO2, además de ser una alternativa de dónde disponer el carbono aplicándolo en materiales de construcción, que a su vez mejoran sus propiedades gracias a la utilización de estos productos”, explicó Viviana Letelier.

Proyecto en dos etapas

En el primer año de esta investigación, se utilizaron dos métodos para mejorar la capacidad de absorción de CO2 de los áridos reciclados de hormigón. Una forma fue la que comentó la profesora Letelier, de inyectar carbono bajo presión en los áridos. Otra, desarrollada por las académicas de la PUC, consistió en el uso de bacterias para precipitar la formación de calcita y, de esa forma, mejorar esta cualidad del árido reciclado. “En ambos casos, los dos procesos resultaron bastante efectivos”, dijo Viviana Letelier.  

En ese sentido, uno de los aspectos interesantes de este Fondef es que permitió incorporar altos porcentajes de árido reciclado de hormigón sin afectar cualidades que son intrínsecas al material, como el comportamiento mecánico y propiedades de durabilidad. “Lo que logramos con la carbonatación fue incorporar grandes cantidades de reemplazo”, subrayó la académica de la UFRO.

El comportamiento de los hormigones con áridos reciclados carbonatados se analizó en laboratorio con la elaboración de probetas, las que se sometieron a diversos ensayos -tanto mecánicos como físicos- para determinar de qué manera este “nuevo tipo” de árido reciclado afecta a los hormigones de prueba.

Los resultados, comentó la académica de la UFRO, resultaron positivos. “Logramos mejorar significativamente el comportamiento del árido reciclado dentro de nuevos hormigones. Es decir que, con altos porcentajes de reemplazo, se logró que no hubiesen pérdidas en el comportamiento mecánico y de durabilidad en los hormigones respecto al hormigón de control. Eso nos tiene muy contentos porque era uno de los objetivos del proyecto, que era capturar CO2”.

Estudio en elementos de hormigón armado

Otro aspecto que resaltó la directora del Departamento de Ingeniería Civil de la UFRO es que, al incorporar al estudio tesis de pregrado cuyos resultados se probaron en vigas de hormigón armado, se logró testear el comportamiento de los áridos reciclados carbonatados dentro de un elemento estructural. “De alguna forma, también pudimos evaluar cómo es el comportamiento estructural del hormigón que presenta la incorporación de este tipo de árido reciclado y qué tanto difiere del comportamiento estructural de un hormigón sin incorporación de áridos”.

En ese sentido, la profesora Letelier dijo que, en el análisis de las vigas de hormigón armado con incorporación de árido reciclado carbonatado, no existe diferencia en cuanto a su comportamiento estructural. “Porque se lograron resistencias mecánicas similares a las del hormigón de control”, puntualizó.

Al respecto, la académica explicó que a mayor porcentaje de reemplazo de áridos reciclados “sin mejoramiento”, los estudios demuestran que el comportamiento mecánico o de durabilidad se ve afectado disminuyendo a medida que se aumenta el reemplazo.

“Cuando el hormigón trabaja con la armadura en elementos estructurales, esta última también tiene mucha responsabilidad en su comportamiento. Por lo tanto, incluso si el hormigón pudiese presentar menores resistencias que el hormigón de control, en comparación al que incorpora áridos reciclados no carbonatados -hablamos de no más del 10%- se logran comportamientos estructurales similares a los del hormigón de control, ya que en cargas ultimas la armadura es la que juega un rol preponderante, capaz de absorber parte de las diferencias de la resistencia del hormigón”, comentó.

Ensayos sobre porcentajes de reemplazo establecidos en NCh 163

La directora del Departamento de Ingeniería Civil de la UFRO explicó que los distintos ensayos que se llevaron a cabo con tres tasas diversas de reemplazo de árido grueso”.

La decisión de estos porcentajes de reemplazo no fue al azar, dice Letelier, ya que se debía analizar al árido reciclado bajo los parámetros que establecerá la nueva norma chilena NCh163, cuya actualización se encuentra en estudio y su vez se probaron reemplazos más altos. “Por primera vez, se analizó el comportamiento de los áridos reciclados de hormigón, tanto carbonatados como no carbonatado, con las tasas de reemplazo que estipulará la actualización de la normativa chilena”.

Con esto, la académica subrayó que, dependiendo de la calidad tanto del árido reciclado como la del natural, cuánto sería el porcentaje de reemplazo, siempre adecuándose a lo que se estipula en la nueva norma, de modo tal que se cumpla con las tablas de la normativa.

“Lo que logramos fue evaluar el porcentaje estipulado por la normativa, y demostrar que, en esas condiciones, o igualas al hormigón de control o las pérdidas son muy menores y las que existen, como se apreció en el caso de la durabilidad, se encuentran controladas”, dijo.

Gracias a estos ensayos, además, se logró analizar que los hormigones con áridos reciclados de hormigón carbonatados presentan resistencias similares o mejores a los hormigones con áridos naturales.

Este fenómeno, explicó la profesora Letelier, se produjo porque al agregar CO2, “éste reacciona con el hidróxido de calcio que está presente en el mortero del árido reciclado. Entonces, en un ambiente donde existen la humedad y temperatura adecuada, se genera calcita. Esta calcita va rellenando el árido reciclado mejorando considerablemente su microestructura”.

En ese sentido, el árido reciclado que se utilizó para esta investigación se hizo bajo origen controlado, fabricando un hormigón con una de las resistencias más demandadas a nivel nacional, para luego ser chancado a los 28 días de hidratación. Luego del chancado se incorporó a un nuevo hormigón, pero el mortero adherido a los áridos reciclados continuó su proceso de hidratación, “Entonces, este proceso en conjunto con la carbonatación, permitió mejorar las resistencias en comparación al hormigón de control”, comentó la académica.

Etapa dos: Base y subbase de carretera

El proyecto de investigación del que forma parte Viviana Letelier se encuentra en su segunda etapa, que consiste en incorporar estos nuevos áridos reciclados de hormigón tratados con CO2 como base y subbase en un tramo de prueba, en este caso, de la denominada “Carretera de la Fruta”, infraestructura vial que se inicia a la altura de Pelequén, conectando con la Ruta 5, y finaliza en San Antonio, abarcando así a las regiones de Valparaíso, Libertador General Bernardo O’Higgins y Metropolitana.

“Estamos a la espera que la Dirección de Vialidad dé la aprobación para la construcción de este tramo de prueba para transportar todo el material, que ya se tiene, y así incorporar las toda la muestra para evaluar y hacer los análisis correspondientes. Esto debiese ejecutarse, esperamos, en los próximos meses”, dijo la profesora Letelier.

Mientras esto ocurre, aún se trabaja con los nuevos áridos reciclados de hormigón y sobre cómo optimizar el proceso de carbonatación de estos áridos. “La carbonatación se realiza en una cámara cerrada, a una temperatura, humedad y presión dada, de modo que llegamos a carbonatar una parte de la capacidad que tiene el árido para absorber CO2, quedando un remanente en dicha capacidad. Entonces, todavía existen algunos procesos que se pueden ir modificando de esos tres parámetros para maximizar la cantidad de CO2 que se puede incorporar”, destacó.

Además, la directora del Departamento de Ingeniería Civil de la UFRO destacó la colaboración público-privada que se dio para el desarrollo de esta investigación. “Trabajamos muy cercanos, en este caso, a Melón, que tuvo la disposición de disponer de sus materias primas para nuestra investigación y coordinar con nosotros la entrega de éstas los días especificados, con las características requeridas, en una industria que está constantemente con requerimientos, no era fácil, pero resultó todo muy bien”.

¿Facilitará este trabajo la transferencia del nuevo árido reciclado para producción a escala industrial? “Entiendo que muchas hormigoneras están esperando a que se permita el uso de áridos reciclados dentro de los hormigones normativamente, por lo tanto, una vez que esto suceda probablemente será un impulso para incorporar a su vez áridos reciclados mejorados”, comentó.

“Sin embargo -agregó- el sólo hecho que hayamos estudiado el comportamiento de áridos reciclados reales de una empresa específica, con sus propias materias primas y su dosificación, en conjunto con la norma que está por salir, creo que le brinda mucha posibilidad de que parte del estudio al menos sí se pueda aplicar en el corto plazo”.

¿Qué actualizaciones presenta la nueva NCh163?

Una de las palancas que impulsa el uso de áridos reciclados para la producción es la actualización de la norma chilena “NCh163 Áridos para morteros y hormigones – Requisitos Generales”, actual normativa que rige el uso de agregados para la producción de hormigón y que, en el actual proyecto para su modificación, se busca incorporar un porcentaje de árido reciclado como reemplazo al árido natural.

En esa línea, la académica de la Universidad de la Frontera comenta que existen significativos avances al respecto. “Las grandes actualizaciones de la NCh163 tienen relación con la incorporación de nuevos capítulos específicos para el uso de áridos reciclados provenientes del hormigón y para áridos artificiales resultantes de un proceso industrial o subproducto de otro proceso industrial”, explicó.

“En ambos casos -agregó- los porcentajes de utilización vienen limitados por el cumplimiento de las tablas presentes en la normativa. A diferencia de los áridos reciclados de hormigón, donde sólo se permite el reemplazo de la fracción gruesa, los áridos artificiales podrán ser utilizados tanto en su fracción fina como gruesa como reemplazo de áridos naturales”.

Si bien Viviana Letelier puntualiza que los porcentajes de reemplazo que estipulará la actualización de la NCh163 son conservadores, en comparación con normativas extranjeras similares, “se espera que la autorización de porcentaje limitados de uso, permita la abertura de diversos mercados en torno a la revalorización de subproductos de la construcción e industrial”, destacó.

Trabajo con áridos reciclados de hormigón. La experiencia de la UFRO

En la Universidad de la Frontera, como parte del proyecto final de la cátedra “Hormigones Sostenibles” que imparte la profesora Viviana Letelier, se construyó una banca de hormigón que incorporó un 50% de árido reciclado de hormigón en la producción del material.

“Los estudiantes están muy interesados con todo lo que tenga menor impacto ambiental y también, nos pasa mucho que hay muchas cosas que nosotros sabemos que funcionan a nivel de laboratorio y que nos cuesta que la gente vea que, efectivamente, sí funcionan. Entonces, tomamos la decisión de que el proyecto del curso va a ser construir algún elemento incorporando estos subproductos y que después se utilice dentro de la universidad”, explicó Letelier sobre el proyecto.

Respecto al porcentaje de reemplazo, la académica destaca que lo que se busca es demostrar que es posible utilizar estos rangos más altos. “Lo que pasa -comentó- es que si sabes cómo trabajar con áridos reciclados y controlas los principales factores que podrían afectar el comportamiento del hormigón, se puede utilizar más porcentaje”.

Asimismo, agregó que, para este proyecto, se utilizó polvo de ladrillo como aglomerante del hormigón. “En investigaciones que habíamos realizado años atrás, ya habíamos visto que la incorporación de árido reciclado con polvo de ladrillo de residuo se potencia entre sí, ya que los productos de hidratación presentes en el mortero adherido a los áridos reciclados, se van uniendo a los componentes del polvo de ladrillo rico en sílice, generando nuevos gel CSH, permitiendo aumentos en la resistencia. Además, como es más fino, el polvo de ladrillo va sellando los poros del árido reciclado. Entonces, si en conjunto se mezclan, se logran incluso mejores resistencias que en un hormigón de control”, destacó.

Tal como en el caso de esta banca, para el desarrollo del curso se proyectan nuevos trabajos -en este caso, basureros de hormigón- que incorporan otro tipo de subproductos para ir analizando sus propiedades. “La idea es aprovechar esa motivación e ir sacando cosas que sean útiles para la comunidad”, expresó la académica.

 

Fuente: Hormigón al Día

El próximo 31 de agosto, la Pontificia Universidad Católica hará el lanzamiento oficial del Centro de Innovación del Hormigón UC, entidad que, junto al recién inaugurado IMA [Lab] del Centro Interdisciplinario para la Productividad y Construcción Sustentable – CIPYCS, generará un polo de desarrollo para la industria de la construcción.

El Centro de Innovación del Hormigón UC (CIH UC), es una organización interdisciplinaria propuesta por la Facultad de Ingeniería y la Facultad de Arquitectura, Diseño y Estudios Urbanos de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Participan en el nuevo Centro un grupo de académicos que, en conjunto con instituciones y empresas del sector público y privado, se asocian para desarrollar investigación, difusión, relación con otras organizaciones, y generar transferencia de soluciones para enfrentar los grandes desafíos, brechas y necesidades estratégicas del sector de la construcción con hormigón.

El hormigón de cemento Portland es el material de construcción más utilizado del mundo. Es un material económico, versátil, estructuralmente resistente y muy durable. Lo anterior implica que aproximadamente 14 mil millones de metros cúbicos (m³) de hormigón son usados cada año en el mundo, según la Asociación Mundial de Productores del Cemento y Hormigón (GCCA). En otras palabras, cada persona consume aproximadamente del orden de 1,8 m³ de hormigón por año. Las estadísticas indican que el consumo de este material seguirá en aumento.

Dentro de los grandes desafíos destaca la necesidad de aumentar la productividad y sustentabilidad del material y de los procesos productivos. Particularmente la fabricación del cemento y del hormigón genera a nivel mundial del orden del 8% de las emisiones globales de CO₂. Es importante destacar que el CO₂ se considera como el principal gas precursor del cambio climático y a partir del año 2022 Chile posee una ley Marco de cambio climático que reconoce este fenómeno como la mayor amenaza y desafío de nuestra era.

El CIHUC se suma al IMA [Lab], perteneciente a la Infraestructura del Nodo Metropolitano UC, el primer edificio reconfigurable de Latinoamérica y que será clave en la investigación y testeo de materiales de construcción, los cuales podrán ser sometidos a condiciones climatológicas reales y a nuevos desafíos para la materialización de este tipo obras.

Dado que los desafíos mencionados son globales, a partir de una agenda colaborativa de ambas instituciones y de investigación interdisciplinaria de frontera se espera generar nuevo conocimiento y tecnologías desde Chile hacia el mundo.

Con metodología BIM, la empresa logró una integración temprana de todos los actores que trabajaron en un proyecto residencial de cuatro pisos en La Florida, donde el moldaje monolítico permitió hormigonar muros y losas simultáneamente.

Para generar un proyecto con altos estándares de calidad, en un menor tiempo y con un mejor aprovechamiento de recursos, la constructora Cantauco desarrolló un edificio de cuatro pisos y 59 departamentos utilizando una serie de elementos para la racionalización de la obra, mediante construcción industrializada.

Ubicado en Walker Martínez con calle Ongolmo, en La Florida, la empresa dejó atrás una serie de reprocesos que muchas veces surgen en la construcción tradicional, para dar paso a un sistema que le permitió al equipo a cargo cumplir con los objetivos de plazo, calidad y costo. De esta manera, tal como explicó Eduardo Órdenes, gerente general de la Constructora Cantauco, se logró un trabajo integrado, seguro y donde primaron la planificación y la coordinación temprana de diversos actores.

“En la obra anterior se trató de implementar productos innovadores como el autonivelante, pero nos dimos cuenta de que la decisión la tomamos tarde, cuando el proyecto ya estaba en ejecución. Los desniveles heredados de la obra gruesa tradicional nos obligaron a nivelar por recinto, para evitar cargas de 5 cm, sin embargo, las cargas fueron de al menos 2 cm, ocupando una gran cantidad de sacos de autonivelante, que en la comparación saco a saco es más costoso. Hoy el autonivelante lo aplicamos antes que la tabiquería, con cargas milimétricas y a un costo menor”, explicó el constructor civil Felipe Ramírez. 

Por lo anterior, utilizando el modelo BIM, el proyecto de La Florida se planificó con integración temprana, habiendo considerado soluciones de mayor eficiencia, que requieren a su vez una mejor coordinación y planificación para así obtener todo su potencial; entre éstas, el uso de moldajes monolíticos manuportables, hormigón autocompactante, elementos premoldeados de recubrimiento en poliestireno y muebles prefabricados, entre otros.

Con esto, la constructora buscó invertir en soluciones que pudiesen asegurar un rápido desarrollo y con una calidad que evitase reprocesos.  “Se hizo la primera gran inversión en el moldaje de aluminio (monolítico), lo que permite transportar con facilidad y hormigonar muro y losa al mismo tiempo”, detalló el especialista de Constructora Cantauco.

Así, gracias a la rápida colocación de este sistema, de alta resistencia, fue posible hacer un descimbrado temprano, con la ayuda además de sensores de curado de hormigón lo cual acortó plazos y redujo el costo de capital humano. Además, gracias al uso de hormigón autocompactante, este sistema no requirió de vibrado, ni uso de rotomartillos para corregir imperfecciones, con lo que la contaminación acústica resultó casi nula. “De todas formas, trabajar con moldaje de aluminio no es lo mismo que hacerlo de la manera tradicional, ya que se requiere una mano de obra preparada y dispuesta para trabajar de manera distinta”, comentó Eduardo Órdenes.

En gran parte de la obra trabajaron contratistas especializados, quienes recibieron capacitación y seguimiento en todo momento. “En las terminaciones, la experiencia fue totalmente distinta, aún cuando usamos el mismo proveedor que en nuestro anterior proyecto. La nivelación de piso anduvo muy bien, estaban tan bien moldeadas las losas que solo se requirió usar capas de 3 milímetros para nivelar, las que requerían solo un día para su aplicación, en vez de los tres que normalmente tarda el proceso. Antes de que el recinto tuviera tabiques, se aplicaba solamente un puente adherente que demoraba 2 horas en estar apto para recibir el producto”, señaló Felipe Ramírez.

La construcción virtual

Lejos de los métodos tradicionales para la nivelación de balcones y tras encofrar y hormigonar simultáneamente muros y losas, Constructora Cantauco aprovechó la resistencia mecánica y la estabilidad dimensional que ofrece el poliestireno expandido para generar los desniveles para aguas lluvia de las terrazas exteriores. Asimismo, gracias a la integración temprana con sus proveedores, la empresa también pudo innovar en el diseño de las instalaciones que van por fuera del hormigón, tales como los recubrimientos premoldeados para las tinas de baño. Además se dejó todas las tuberías de los puntos de conexión sanitaria fuera de los muros. “Si llega a haber alguna filtración no tienes que picar toda la losa. Las tinas y los sanitarios son también del mismo tipo, además, para facilitar la logística”, comentó Órdenes.

Los responsables del proyecto valoraron también la modelación y construcción virtual de las duelas del piso. “La metodología BIM es un aporte en este ámbito, porque permite calcular exactamente la cantidad de molduras y otros elementos, sin tener que estar usando la calculadora cada vez para su dimensionamiento”, señaló el gerente general de Construcción de Cantauco.

Este sistema constructivo implicó una total alineación con los proyectistas, quienes tuvieron que detallar todo su trabajo guiado por un constructor virtual. Un cambio al que también tuvo que sumarse el arquitecto y donde la mano de obra especializada era fundamental. “Había poca oferta de mano de obra, por lo que tuvimos que reclutar trabajadores con un modelo de trato especial”, explicó el ingeniero en construcción civil Nathanael Fuentes.

La ausencia de reclamos producto de ruidos y el mejor control de los residuos fueron otras de las ventajas del sistema constructivo industrializado en este edificio de La Florida. “Un proyecto tradicional deja como saldo unos 8 mil kilos de fierro, pero acá fueron menos de mil los que se contabilizaron; el picado y los sacos con escombros no se ven prácticamente en este tipo de obras”, señaló finalmente Felipe Ramírez.

Ficha técnica

• 4.028 m2 de superficie
• 59 departamentos
• 4 pisos
• Estructura de hormigón moldeado con moldaje monolítico
• Ventanas de PVC con doble vidriado hermético
• Envolvente EIFS con terminación en palmetas de piedra
• Piso fotolaminado en dormitorios y living-comedor
• Muebles prefabricados modulares
• Ongolmo 7.300, La Florida

El consultor y constructor civil Boris Naranjo, está experimentando los beneficios de incorporar elementos constructivos prefabricados en el proyecto Jardines de la Reserva en Chicureo. Pronto, reducirá los tiempos pasando de 17 a 12 meses.

Con más de 20 años de trayectoria en la gestión y desarrollo de proyectos constructivos, el constructor civil y director general de Xpande Consultores, Boris Naranjo, tiene mucho que contar sobre productividad e industrialización de la construcción. Esta vez, ahonda en el proyecto modelo “Jardines de la Reserva”, en la comuna de Colina, con el que busca conservar el ambiente nativo del lugar mediante la incorporación de amplios jardines, pero también mostrar un buen componente de innovación, gracias al uso de estructuras de hormigón prefabricadas.

El condominio de Chicureo contempla la construcción de town houses de 120 metros cuadrados, ampliables a 140 m2 en tres niveles, en bloques de 10 unidades especializadas. Pero, para ello, el director de Xpande Consultores, considera indispensable integrar las especialidades en torno a una visión de industrialización y optimización de procesos. “Hay áreas y sectores que optimizamos de diversos modos. Por ejemplo, en esta construcción se ha generado un mix, en el cual tenemos construcción tradicional, tenemos prefabricados de hormigón armado Baumax que integramos en la primera etapa”, comenta.

El proyecto de industrialización se inició cuando la arquitectura estaba en un 85%, lo que permitió su adaptación y conexión con los distintos proveedores de forma temprana. “Con Tensocret incorporamos cajas de ascensores hasta el cuarto piso pensando en la circulación vertical y agregando un módulo para la caja escala. De esta manera, se genera un núcleo central levantado, donde se ubica la escala, permitiendo la circulación por las escaleras y el trabajo con los ascensores”, relata Naranjo, quien detalla que para la caja escala de cuatro pisos diseñaron moldajes especiales para minimizar las actividades exteriores.

De esta manera, la obra gruesa del proyecto se hizo en un plazo de 3 a 4 meses, a pesar de la contingencia sanitaria. Para el siguiente proyecto, la meta es clara: optimizar el tema de las fundaciones. “En el edificio hay un sector muy pequeño que es tradicional, queremos prefabricar con hormigón armado, losa de fundación, para ahorrar tiempo y actividad en el radier con las velocidades que tiene Baumax”, dice Boris Naranjo.

  En este ámbito, ya existe una planificación para un proyecto similar que, de manera tradicional estaba planificado en 17 meses, pero que fue optimizado a 15 meses. “Nosotros queremos hacerlo en 12 meses. Hay posibilidades de optimización, bajar de 17 a 15 y a 12. Puede ir mejorando de etapa en etapa. Por el momento están trabajando en la optimización del diseño con la optimización a través de paneles y ahora estamos agregando esos elementos a la segunda etapa”, destaca.

Desafío capital humano

Uno de los obstáculos que ha enfrentado la construcción y, especialmente, la industrializada es la falta de personal especializado. En este aspecto, Boris Naranjo cuenta que en su equipo hay personas de diversas edades, desde recién salido de la universidad, con apenas 26 años, hasta el jefe de obras que tiene 70 años. “Con él realizamos un proyecto de industrialización desde el 2010 a 2014. Él incluso tuvo una apertura a nuevos sistemas y nuevas formas mucho mayor a la que tiene el personal joven recién integrado. No es un tema generacional, es un tema de cómo cuestiono lo que hay”, afirma.

¿Cómo enfrentar el desafío entonces? Lo óptimo, según el consultor, sería tener gente preparada en este ambiente. “Pero, eso lamentablemente no está disponible, entonces hay que partir con gente de acá que es capaz de cuestionar lo que hace y de ahí crear distintas metodologías. La competencia a mi juicio es que hay que desarrollar para las personas”, concluye.

La tecnología ya está disponible en países como China, Rusia o Estados Unidos, pero no es apta para la norma sísmica nacional. Por eso investigadores locales trabajan en el desarrollo de mezclas de hormigón y diseños resistentes. La idea es destinarlas a cubrir la alta demanda de viviendas sociales.

¿Es posible construir una casa en un solo día? Investigadores de las universidades del Bío-Bío (UBB), Federico Santa María (USM) y Católica (UC), patrocinados por el Centro Interdisciplinario para la Productividad y Construcción Sustentable (CIPYCS) y empresas del sector, tienen ese objetivo. Y su herramienta para lograrlo es la impresión 3D en hormigón.

En los próximos meses comenzarán las pruebas de estructuras a escala real tanto en el campus San Joaquín de la U. Federico Santa María, como en terrenos de la U. del Bío-Bío en Concepción.

Las primeras casas podrían ser una realidad hacia 2023, estima Verónica Arcos, profesora del departamento de Arquitectura de la U. Federico Santa María, y una de las impulsoras de la iniciativa.

‘Esto empezó hace no más de ocho años, en China, donde comenzaron a hacer casas in situ con unas máquinas impresoras grandes. De hecho imprimieron diez casas en 24 horas y ese fue como su caballito de batalla’, cuenta. Ese récord se mantiene hasta ahora.

En paralelo a los chinos, una empresa rusa también empezó a desarrollar esta tecnología y en 2017 presentó su primera casa construida en 24 horas. En los años siguientes se han sumado Estados Unidos, Bélgica y Holanda. En Chile, los investigadores ya trabajan en conseguirlo como una respuesta a la alta demanda por viviendas sociales.

Un gran desafío

El primer paso fue desarrollar el material más adecuado. En esto ha trabajado la UBB en los últimos cuatro años luego de adquirir un brazo robótico extrusor, es decir, que puede imprimir.

‘La mezcla es un tema extremadamente sensible. Aquí hay tecnología de hormigón avanzada, para lo cual hemos trabajado con empresas del área que nos han apoyado, como Cementos Bío Bío y Sika’, destaca la ingeniera en construcción Claudia Muñoz, investigadora del Centro de Investigación de Tecnologías de la Construcción de la UBB. El trabajo incluyó numerosas pruebas hasta llegar a la combinación adecuada, para la que obtuvieron protección intelectual.

Es con este material que Verónica Arcos ha podido realizar diferentes diseños estructurales impresos por ahora a una escala un poco más pequeña que la de una vivienda real. También está trabajando con el equipo de ingenieros estructurales de la UC, liderado por el profesor Mauricio López, para mejorar la resistencia de estas estructuras.

‘Lo más complicado de lograr es la estabilidad estructural en un país sísmico como Chile, donde los estándares son súper exigentes’, reconoce Arcos. Eso lo considera un gran desafío y una gran oportunidad ya que reconoce que es el mejor laboratorio del mundo para probar estas estructuras. ‘Al ser tan exigente la norma, una vez que lo pruebas acá puedes tener resuelta esa parte en todos los países’.

De hecho, reconoce que probablemente ninguno de los diseños ya probados en China, Rusia o Estados Unidos pasaría la prueba de sismicidad chilena.

En la búsqueda de estructuras alternativas más resistentes, Arcos ha explorado formas poco convencionales, como dobles curvaturas, domos, cúpulas o bóvedas, ‘sistemas más curvos a los que no estamos acostumbrados en la cultura o tradición chilena’.

‘Hemos tenido conversaciones con el Gobierno y las empresas. La idea es que si sale todo bien podamos potenciar el desarrollo de viviendas sociales rápidas’, adelanta Tania Romero, gerente de CIPYCS.

‘La idea es que posean una protección térmica más aislante y confortable que las viviendas sociales actuales’, asegura.

Reconoce que por ahora el proceso es caro por los equipos de impresión. ‘Pero la tecnología está evolucionando tan rápido, que por eso estamos apostando por las viviendas sociales’, indica.

La innovación y el progreso tecnológico son claves para descubrir soluciones duraderas para los desafíos económicos y medioambientales, como el aumento de la eficiencia energética y de recursos.

Los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) son un llamado de Naciones Unidas a los gobiernos, las empresas y la sociedad civil para erradicar la pobreza, proteger el planeta y asegurar la prosperidad para todos al año 2030.

 

Fuente: El Mercurio

Por Dr. Rodrigo García Alvarado, depto. Arquitectura, Universidad del Bío-Bío.

La construcción impresa-3D es una avanzada tecnología que permite realizar elementos constructivos sin moldajes y con gran rapidez, reduciendo drásticamente los plazos y costos. Al disminuir accesorios y faenas, permite reducir también el transporte y los residuos, mejorando la sustentabilidad y seguridad de las obras. Además, otorga un completo control digital del diseño y la ejecución, y la introducción de nuevos materiales y componentes, lo que ayuda a realizar formas y soluciones muy variadas.

En distintas partes del mundo se están ejecutando viviendas y edificios completos para probar esta tecnología, pero aún hay bastante que experimentar. En Chile tenemos importantes desafíos de productividad e industrialización en la construcción que se pueden impulsar con esta tecnología, y liderar su introducción en Latinoamérica, para exportar nuevos servicios y productos.

En la Universidad del Bío-Bío, en Concepción, a través de la iniciativa CIPYCS, se está instalando un gran robot industrial de 2,5 m de alcance, con un riel de siete metros y bomba de hormigonado para promover la construcción impresa-3D en Chile, y otras tecnologías de automatización en la edificación. Con el apoyo de CBB (Cementos Bio-Bío) y SIKA, un equipo multidisciplinario de la UBB, bajo la dirección de la Dra. Claudia Muñoz del Depto. Ciencias de la Construcción, ha logrado, primeramente, elaborar un diseño de mezclas cementicias para imprimir, que ya cuenta con registro de invención y protección intelectual, por lo que se puede utilizar en diferentes aplicaciones. También se están realizando pruebas de arrecifes artificiales, en colaboración con el Programa de Ecología Marina de la UCSC, debido a la necesidad de instalar en las costas de elementos de formas variadas para el asentamiento de especies oceánicas. Y se está avanzando en pruebas de impresión de muros con enfierraduras integradas para lograr capacidades resistentes sísmicas, que es un desafío esencial para construir en Chile, y no se ha desarrollado todavía en el mundo.

Asimismo, se ha experimentado con impresión en tierra, en colaboración con especialistas del área, para aprovechar la capacidad de esta tecnología de usar materiales locales, y actualmente se prepara un proyecto internacional con la U. Plymouth, Reino Unido, sobre este tema.

Un avance sustancial se ha realizado también en la modelación BIM de elementos impresos, a través del Laboratorio de Diseño Integrado que lidera el Dr. Eric Forcael de la Facultad de Ingeniería, para gestionar soluciones optimizadas y controlar la impresión directamente, con el fin de evaluar anticipadamente los diseños y retroalimentar en tiempo real la planificación de obra, maquinarias e insumos durante el proceso de construcción, desarrollando la programación de diferentes formas arquitectónicas, que han sido verificadas con muestras impresas a escala y en tamaño real. Como también, se están preparando análisis térmicos de muros y viviendas impresas, para impulsar un desempeño sustentable de esta nueva tecnología mediante ensayes los laboratorios certificados de la U. del Bío-Bío, para la definición de materiales y diseños con menor impacto ambiental, mejor habitabilidad y mayor recuperación en su ciclo de vida.

La instalación del robot para construcción impresa-3D en la Universidad del Bío-Bío, en Concepción, constituye una oportunidad única de innovación y desarrollo de una tecnología avanzada para desarrollar nuevos sistemas constructivos y soluciones arquitectónicas ecoeficientes y sustentables, estando disponible para colaboraciones industriales, desarrollo de tesis e investigaciones universitarias, como para también para emprendimientos en nuevos productos o servicios para la construcción.

El incremento se centra en edificación residencial y en una mejora de la obra civil, cuyos niveles de partida son muy bajos. El crecimiento del consumo de prefabricados de hormigón tiene un reparto desigual según las comunidades autónomas, mejorando en la zona norte

El consumo de prefabricados de hormigón registra una moderación de su crecimiento. Según los datos del primer semestre de 2019, aportados por ANDECE, Asociación Nacional de la Industria del Prefabricado de Hormigón, el consumo ha sido de 2,52 millones de toneladas, lo que supone un aumento del 6% respecto al primer semestre de 2018, en el que se cifró un consumo de 2,38 millones de toneladas.

Estos datos refrendan la recuperación del nivel de consumo en obra civil, en especial, debido a las obras ferroviarias, obras de urbanización y canalizaciones. La obra civil demandó 844.244,02 toneladas en el primer semestre de 2019, lo que supone un incremento del 11% con respecto al mismo semestre del año anterior. La edificación residencial continúa mostrando su mayor fortaleza y su consumo se ha incrementado en un 22%, consumiéndose en el primer semestre de este año 728.341,02 toneladas. Frente a ello, la edificación no residencial ha caido un 7%.

El crecimiento del consumo de prefabricados de hormigón tiene un reparto desigual según las comunidades autónomas, con una recuperación significatva en áreas como Cantabria, que había sufrido un descenso de actividad, ahora recuperado. También en Navarra y en País Vasco asciende el consumo, mientras que desciende en otras Comunidades como Andalucía, Aragón o Castilla y León.

Desde ANDECE se lanza un llamamiento ante las nuevas Elecciones Generales para que las administraciones públicas españolas apoyen la industrialización de la edificación, cumpliendo así con los requerimientos sostenibles de un nuevo paradigma de construcción: respetuoso medioambientalmente, responsable socialmente y optimizado económicamente.

ANDECE está integrada por las empresas más dinámicas de la industria del prefabricado de hormigón en España, con una producción que supera el 70% del volumen de negocio del sector industrial. Las empresas asociadas son las protagonistas del desarrollo de los Prefabricados de Hormigón en España y, por tanto, de la Construcción Industrializada, ya que vienen acometiendo importantes procesos de modernización de sus instalaciones e incorporando constantemente maquinaria de fabricación de última generación.

Fuente: EconomíaDigital