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Presentacin
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Entre los desarrollos propiciados por el avancetecnolgico en el
campo de los materiales deconstruccin est el concreto
autocompactante, unatecnologa surgida en Japn que ofrece
interesantesposibilidades al diseo y el colado del
concreto,ademsdemejorarlaproductividad,larentabilidadyelambientedetrabajodeunaobra.Nuestro
primer artculo expone sus propiedades yventajas y describe su
empleo en dos obras deinfraestructuravialrealizadasenEuropa
LapreocupacindeKumarMehtaporladestruccindelosrecursosnaturalesy
ladegradacinambientalenelplaneta toma cuerpo en un texto donde
plantea elproblema desde la perspectiva de la industria
delconcreto, a la que califica como "el consumidor
msgrandederecursosnaturalestalescomoagua,gravayrocatriturada".Unavezcaracterizadalasituacin,elautorexponeloselementos
que a su juicio constituyen los tres pilaresde una tecnologa del
concreto compatible con eldesarrollosustentable.
Un aporte muy valioso de un profesional prestigiadoque ha
dedicado su vida a la enseanza y
lainvestigacindelconcreto.LaentrevistaconelarquitectoAgustnHernndeznosintroduce
en la obra de este singular creador, cuyasformas geomtricas
expresan un simbolismo que lastrasciende y se inscriben en una
bsqueda constantede lo original que se ha plasmado en
estructuras
http://www.imcyc.com/revista/2001/tarifas2000.htm
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sorprendentes.La reiterada aparicin de lo personal a travs
deancdotas que se van hilvanando en la conversacinpermite un
acercamiento que deja al descubierto lascuriosas circunstancias que
lo pusieron en el caminodelquehacerarquitectnico
Completa el temario un artculo que propone unprocedimiento para
evaluar el comportamiento de
laslosasdecimentacinresidencialesdeconcreto.
El enfoque se centra principalmente en la estimacinde
lahorizontalidadenelmomentode laconstruccin,para lo cual se
utilizan criterios estandarizados
yapublicados.Sepretendeconelloaportarelementosdejuicio vlidos para
determinar la incidencia que laconstruccin pudo haber tenido en las
diferencias deelevacinquesebuscaexplicar
Tambin informamos acerca de los conceptos yopiniones vertidos en
la presentacin que el IMCYCrealiz de Concreto 2001, el prximo de
lostradicionales encuentros que peridicamente
organizaelInstituto,yalcualyalosestamosinvitando.
Esta vez la cita es para septiembre en la ciudad
deMxico.Tenganustedeselmayorde
losxitosy,unavezms,hastalaprxima..
LicenciadoLuisMartnezArgello
InstitutoMexicanodelCementoydelConcreto,A.C.
RevistaConstruccinyTecnologaMayo2001
Todoslosderechosreservados
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ARTICULOSIGUIENTE
http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/mayo2001.htmhttp://www.imcyc.com/http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/concretoauto.htm
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Concretoautocompactante:avancesenlasposibilidadesdeldiseoyelcolado
El diseo y el colado del concreto en estructurascambian y
evolucionan con los avances tecnolgicosque aspiran a incrementar al
mximo la libertad dediseo, aumentar la productividad y la
rentabilidad yelevarel ambientegeneral de trabajo del personal de
laconstruccin.A travs de los aos, muchos desarrollos tecnolgicoshan
proporcionado mayores avances en el diseo
ycoladodeestructurasdeconcreto.
Las tecnologas que requieren cambios
significativos,talescomoelconcretoautocompactante(CACeninglsSelfCompacting
Concrete, SCC) sonms raras y, confrecuencia, difciles de dominar.
El CAC se desarrolloriginalmente en la Universidad de Tokio, Japn,
encolaboracin con avanzados constructores de
concreto,durantelosaosochenta.El surgimiento de esta tecnologa fue
motivado porpreocupaciones respecto a la homogeneidad yconsolidacin
del concreto colado en obra dentro
deestructurasintrincadasymuyreforzadas.
LasprincipalesventajasdelCACsonlassiguientes:
Aqusepresentanlaspropiedadesyventajasdel
concretoautocompactante,ytambinseilustrasobrelostrabajosdediseoycolado
realizadosendosconstruccionesquelo
emplearon.Laopcinessindudaatractivaparaquien
buscamejorarlaproductividadyelambientedetrabajodeuna
obra..
http://www.imcyc.com/revista/2001/tarifas2000.htm
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Elcoladoenelementosconmurosdelgadosoelementosconaccesolimitadoserealizafcilmente.Elresultadofinalesunconcretodealtodesempeo.Lafacilidaddelcoladopuededarcomoresultadoelahorrodecostosalreducirselosrequisitosdeequipoymanodeobra.Elruidoylavibracinsereducenduranteelcolado.
Propiedadesdelconcretoautocompactante
Proporcionamientodelamezcla
ElCACseproduceconcomponentesdeconcretoestndarquepuedenobtenersefcilmente.Lasproporcionesdelasmezclasbuscancrearunaltogradodefluidez,manteniendoalmismotiempounabajarelacindeagua/materialescementantes,a/mc,(0.70),locualdabacomoresultadounconcretodebajaresistencia.Ladosificacinde0.5a2.0porcientoenpesodecemento(460a1,700mL/100kg[7a26fl.oz/cwt])ylosRAARespecialmentediseadospuedenlograrlaspropiedadesdefluidezrequeridasparaobtenerunCAC.
Lagranulometraapropiadadelosagregadosylacomposicinycombinacindelosdiferentescomponentescementantessontambinelementosclaveparalograrlaspropiedadesdelconcretorequeridas.
Existennumerososmtodosparaperfeccionarlasproporcionesdeunamezcladeconcretoyelconcreto
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producido:
a/mcigualalconcretoregularfluidificado,suponiendolamismaresistenciarequeridamayorvolumendefinosrequeridosqueparalamayoradelosconcretosfluidificados,porejemplo,cemento,cenizavolanteyfinosmineralesgranulometraptimadeagregados,yaltadosificacindeRAAR.
Propiedadesdelconcretofresco
ElCACsecaracterizaporunrevenimiento(dimetromedidodelconcretoquefluyehaciafueradelconoderevenimiento)de660a720mm.
Almedirelrevenimiento(figura1),seindicalafluidezdelCACysedeterminalaconsistenciaycohesindelconcreto.Aunquesehandesarrolladootrosmtodosparadeterminarconmayorprecisinlaconsistencia,fluidezycohesindetalconcreto,laCajaLeselmscomnmenteusadoparaprobarelCAC(figura2).
LascaractersticasincrementadasdefluidezrequierenconsideracionesespecialesdurantelatransportacinycolocacindelCAC,especficamente,presinincrementadasobrelascimbras.
Cuandoelconcretoescoladoencimbrasangostas,debentomarselasprecaucionesparaasegurarqueelaireencerradoescapeparaevitarvacosenelconcretoacabado.ElCACpuedeserbombeadodesdelaparteinferiordelmoldeoservertidodesdelapartesuperior.
Laalturamximadecadarecomendadaesdemenosde2metros,aunquesehareportadobuenacalidaddesuperficieconalturasdecadadehasta6metros.
ElcontenidodeairedelCACpuedevariarde1.5porcientoparaconcretosinaireincluidohasta4a6porcientoparaconcretoconaireincluido.
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EltiempodefraguadodelCACessloligeramentemsaltoqueeldelconcretoregular,dependiendodeltipodeRAARutilizado.Siserequiere,puedenusarseretardadoresyaceleradoresdefraguadoparacontrolarlostiemposdefraguado.
ElCACproduceunconcretofluidoycohesivo,quesemueveatravsdecimbrasintrincadassinsegregacinosangrado,manteniendoalmismotiempoladistribucinapropiadadehuecosdeaire.
Estatecnologapermitelaproduccindeconcretoconsistente,homogneoydealtacalidad,coladoconpocaoningunavibracin.
Propiedadesdelconcretoendurecido
LaspropiedadesdelCACsonsimilaresalasdelconcretoregularconigualrelacina/mc.Lahomogeneidaddelconcretoautocompactantepuedeprobarseporanlisismicroscpico.
Loscorazonesbarrenadostomadosdeelementosdemuroadiferentesalturasnomuestrandiferenciaenresistenciaocomposicin.
LosfactoresdedurabilidadtalescomodifusindeclorurooresistenciaalacongelacinyeldeshielomuestranslopequeasdiferenciasentreelCACyelconcretofluidificadoregular.
Encuantoalasmedicionesdecontraccin,losestudiospresentanvaloresigualesovaloresligeramentemsaltosparaelCAC.Encualquiercaso,debecontrolarseelcontenidodeaguaparalimitarelcomportamientodecontraccindelCAC.
ElCACnoesunconceptonuevoparaeldiseoycoladodelconcreto.UnanuevageneracindeRAARpermiteelusodeconcretoautonivelanteenaplicacionesdondeserequiereunabajarelacina/mcparalograrlaspropiedadesrequeridasdelmaterial.Ahorapuedeusarseconcretodealtorendimientoenaplicacionesenlasqueserequierealtafluidezdel
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concretoparapropsitosdeeconomayaccesibilidad.Lavibracinpuedereducirsealmnimooeliminarsecompletamente,sindejardemantenerseunaestructurahomogneadelconcreto.
Aplicacionesdelconcretoautocompactante
ElCACparalareparacindeunpuenteenRempenbrueckeUnpuentecoladoenobraenlosAlpessuizosaprincipiosdeladcadadelossesentamostrdeteriorodebidoalacorrosininducidaporcloruro.Laestructuradeconcretohabaperdidoalgodelaseccintransversal,ascomotambinlasvarillasdeaceroderefuerzo.Setuvieronqueconsiderarreparacionesdebidoaunacargaincrementadadetrnsitoycamiones,mspesadaquelaqueoriginalmentesehabaanticipado.
Eldiseoinicialdelareparacinsellevacaboennumerosasfases.Primerotenaqueremoverseelconcretodaadoydebanlimpiarselasvarillasderefuerzoexistentes.Despusseagregunasegundacapadeaceroderefuerzoalasvigasqueyatenaelpuente.
Paralaporcinsuperiordelasvigas,eldiseooriginalpreveaelreemplazodelconcretoremovidoporunanuevacapadeconcretolanzado.Laparteinferiordelasvigasdeconcretoibanaserreconstruidasmoldeandoycolandonuevoconcreto.
Elcontratistadelaobrasediocuentarpidamentedequetenaquehaberunasolucinmseconmicayqueconsumieramenostiempo.Setomladecisindecolarunanuevavigaentrelasqueyahaba(figura3).
Lasvigasyaexistentesyelladoinferiordeltablerodelpuenteformarantresladosdelasvigasrecinreparadas.Seamarraraunmoldealladoinferiordelasvigasexistentesparacrearelvacoqueseconvertiraenlanuevaviga.Elobstculoprincipaleraelcoladodelconcretoenestevaco.
Elnicoaccesoposibleeradesdelaparteinferiordela
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cimbra.Lasolucinrequeraelbombeodelconcretodesdelapartedeabajo.Elreaaltamentereforzadanopermitavibracinsuficientedebidoalasrestriccionesdelacceso.Laresistenciaalacompresinrequeridadelconcretoerade40MPa.Elaceroderefuerzosecolocyfijenelladoinferiordeltablerodelpuente.
Elmoldesecolocensulugar,cerrandotodaelrea,yelCACsebombeatravsdeunanicapuertadeentrada(figura4).
Setaladraronagujerosatravsdeltableroparaasegurarqueelairepudieraescapardesdedentrodelmolde.
ParalasproporcionesdemezcladelCAC,vaselatabla1.
ElCACenlaPlazaMeinhard,enZurichActualmenteseestexcavandountneldedoblecarrilde9.4kmdelongitudentreZurichyThalwill,enelmarcodelProyecto"Bahn200".
Enlaentradadelportalexistaunasobrecargamnimadelsuelopordebajodelosedificios.Tenanquetomarsemedidasespecialesparaproporcionarapuntalamiento.Paraestepropsito,debaconstruirseunacortinadetubosporencimadelfuturotnel,desdeunazanjadeconstruccin.
Seinstalaron10tubos(figura5)entre138y150menelsubsuelopormediodegatosportatubos.Lostubosfueronhechosdeconcreto,conundimetrointernode1.25myunespesordeparedde15cm.Seinstalunaestacindegateointermedioaunterciodelalongitudparausarsesegnserequiriera.
Elmaterialexcavadofueremovidoytransferidoaunabandatransportadora,yluegotomadodesdelostubospormediodevolteadores.Seaplicunasuspensindeunalechadadebentonitaparadarsoportealterrenocircundanteylubricarlacolumnadeltubo.Seplantearonaltasdemandasdeprecisindelagaleradeavanceparaasegurarquelapropulsindelescudohidrulicodeltnelbsicoformaraunanillocontinuoyapretado.
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Elespacioextremadamenteestrechoentreelfuturotnelylosedificiossemantuvotodoeltiempo.Unavezquelostubossehubieroninstalado,sellevacaboellechadeadoendosfasesdetrabajo.Enlaprimerafase,selechadeelespacioanular.Acontinuacin,seinyectyconsolidelsueloentrelostubosindividualesgateados,pormediodecuatropuertosdelechadeadopormetrodeavance.Lostubosinstaladossereforzaronconcanastasmasivasprefabricadas(figura6).
Lascanastassecolocarondentrodelostubospormediodemalacates.Unavezpreparadosdeestamanera,lostubossecolaronconconcretoenordensucesivo.ElcoladodelconcretodeestostubossellevacabousandoCAC.Lasproporcionesdemezclaparaestaoperacinseprepararonencoordinacinconlaplantadeconcretoyelproductordeladitivo.
Losrequisitosderesistenciadelconcretofueronde35MPa.Laconsistencia,sinembargo,representabaunretomuchomayordebidoaqueelconcretotenaquellenargrandestuboshorizontalmentereforzados.ElCACsecolocbajopresindebombasusandolaenergacinticaparaquefluyeradentrodelostubos.Variosductosdeventilacinpermitieronqueelaireescaparadelostubos.
Paralasproporcionesdemezcladelconcreto,vaselatabla2.Setomaronmuestrasdecorazonesdeunaseccinde30mdeconcretodelostubosysecompararonconloscilindrostomadosenlaboquilladerellenolosresultadosrevelaronlaaltahomogeneidaddelconcretocolocado.Dadaslascondicioneslocales,sedeterminqueunalongitudde50meralalongituddeseccinptimaparallenarlostubos.
Elrevenimientodelconcretocolocadovariabaentre70y75cm.ElCACpermititerminarelproyectoatiempo,manteniendoalmismotiempolacalidadrequeridadelconcretodurantetodalaobra.
Resumen
LanuevatecnologadelCACpuedeeliminaroreduciren
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formaimportantelanecesidaddevibracinypermitiraslareduccindecostosdemanodeobra,mejorandoalmismotiempoelambientegeneraldetrabajoparaelpersonaldeconstruccin.
Lacolocacinmsrpidayelmenortiempoparalaterminacinpuedenmejorarlaproductividadylarentabilidad.Elincrementodelafluidezylaconsolidacinpuedemejorarlaaparienciayelevarladurabilidaddelelementoacabado.
MichaelJ.CampionesgerentedeMercadotecniadeNewConstructionparalaCorporacinSika,Lyndhurst,N.J.Tieneunaexperienciade10aosenlaindustriadelaconstruccinyesmiembroactivodePCI,NPCA,NRMCAYCCIA.
PhilippeJostesmiembrodelACIygerentedeMercadotecniadeConcreteProductionparalaCorporacinSika,N.J.EsmiembroconderechoavotodelComitsobreConcretodeAltoDesempeoyDurabilidaddelPCI.
EsteartculosepublicenConcreteInternationalysereproduceconlaautorizacindelAmericanConcreteInstitute.
InstitutoMexicanodelCementoydelConcreto,A.C.
RevistaConstruccinyTecnologaMayo2001
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http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/presentacion.htmhttp://www.imcyc.com/http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/tecnologia.htm
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TecnologadelconcretoparaundesarrolloSustentable
Con la urbanizacin e industrializacincrecientes, se ha dado un
crecimientocorrespondienteen lademandamundial deairey agua limpios,
eliminacin de desechos,transporte seguro y rpido de gente
ymercancas, edificios residenciales
eindustrialesyfuentesdeenerga.
Aunque los humanos han usado muchos tiposde materiales de
construccin desde laantigedad, el concreto hecho con
cementoportland ha emergido claramente como elmaterial de eleccin
para las necesidades deinfraestructuramodernaenelsigloXX.
Por lo tanto,noessorprendentequehoyda laindustria del concreto
sea el consumidor msgrandede recursos naturales tales
comoagua,arena,gravayrocatriturada.
Deacuerdoconunaestimacin, la
industriadelconcretoestconsumiendoagregadosnaturalesa una tasa de
aproximadamente 8 billones
detoneladascadaao.Lafabricacindelcementoportland, que se usa
comnmente comoaglomerante para las mezclas de concretomoderno,
tambin requiere grandes cantidades
Preocupadoporlacrisisdelosecosistemasyconvencidodequeel
desarrollosustentableeselproblemaclavedelahumanidadenelnuevosiglo,el
autorplantealanecesidaddeuntecnologadelconcretoorientadaala
preservacindelambienteyproponetreselementosesencialesparahacerla
posible..
http://www.imcyc.com/revista/2001/tarifas2000.htm
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de materiales naturales, tal como se describeenseguida.
Elconsumomundialdecementoportlandsehaelevadodemenosdedosmillonesde
toneladasen1880a1.3billonesdetoneladasen1996.
Adems de otras materias primas, cadatonelada de cemento portland
requiereaproximadamente1.5toneladasdepiedracalizaycantidadesconsiderablesdeenergaelctricayderivadadecombustiblesfsiles.
De acuerdo con el recientemente
concluidoProtocolodelaConvencinsobreelCambiodelClima en el Marco de
las Naciones Unidas,muchos pases han aceptado
legalmentecompromisospara reducir las tasasdeemisinde los gases que
contribuyen al calentamientoglobalparaelao2010.
Evidentemente,existeunapreocupacinpblicaquecrecerpidamente,ynosotrosnopodemoscontinuar
ignorando por ms tiempo lascuestiones de los problemas de
lacontaminacin ambiental por un lado, y
elagotamientoirrestrictoderecursosnaturalesporelotro.Esesencialunaresolucinsatisfactoriadeestapreocupacin.
Si estas cuestiones permanecen sin resolver,presentan una clara
amenaza a nuestroestndardeviday,loqueesmsimportante,atodoel
tejidode los sistemas de soporte de lavida del cual depende nuestro
planeta. Nosestamosacercandoaunpuntomuy importanteen la historia de
la humanidad con eladvenimientodelnuevomilenio.
Amedidaqueentramosenestanuevacenturia,sera muy saludable mirar
hacia atrs yreflexionar sobre las lecciones que puedenaprenderse
del pasado, y construir una visinpara el futuro. A fin de avanzar
en lameta de
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lograr un desarrollo sustentable, obviamentetiene que llegarse a
un equilibrio juicioso entredos necesidades igualmente importantes
de lasociedad, es decir, la infraestructura paraapoyar un aceptable
estndar de vida para lamayora de los habitantes del mundo, y
laproteccindenuestromedioambiente.
Como el actor ms importante en el
desarrollodelainfraestructurayunconsumidorimportantede los
recursosnaturales limitados, la industriadel concreto tiene la
obligacin de incorporartecnologasambientalmenteseguras.
En este artculo se identifican los elementosesenciales que, en
opinin del autor, soncrucialesparaponerloscimientossobrelosquepueda
construirse la estructura de
unatecnologadelconcretoqueseaamigableconelmedioambiente.
Los tres elementos esenciales de estoscimientos son: conservacin
de los materialespara hacer el concreto, elevacin de ladurabilidad
de las estructuras y un cambioparadigmtico de un enfoque
reduccionista auno holstico en la investigacin y
enseanzadelatecnologadelconcreto.
Esteconceptoseilustraenlafigura1.
Para el propsito de la ex posicin, los treselementos de la
figura1 se muestran comoindependientes uno del otro.En realidad,
estninterrelacionadosysoninterdependientes.
Por ejemplo, la elevacin de la durabilidad delconcreto tambin
conserva los recursosnaturales, y es necesario el enfoque
holsticoque se discute ms adelante para tratar estoselementos.
Importanciadelproblema
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Impulsados por presiones demogrficas yalimentados por la
tecnologa, los ecosistemasdel mundo estn en crisis. A fin dar apoyo
ams y ms gente y proporcionar mejorescondiciones de vida para la
mayora, lasmquinasdelaindustriaconviertenlasmateriasprimas en
productos para el consumidor a unatasa cada vez ms grande. La
contaminacinambiental como un producto secundario de
laactividadindustrialnoesunproblemanuevo.
Sin embargo, la crisis ambiental queconfrontamos actualmente es
cuantitativa ycualitativamentediferentede cualquier
otraquehayamosenfrentadoantes:simplementeporquedemasiada gente ha
estado infringiendo elecosistemadelmundoduranteelpresentesigloes
que el sistema como un todo no slo
susdistintaspartespuedeestarenpeligro.
DeacuerdoconGordonySampatenelInformedel Instituto de Vigilancia
Mundial de 1999, unobservador extraterrestre podra lgicamentellegar
a la conclusin de que la conversin dematerias primas en desechos es
el propsitorealdelaactividadhumanaenelplanetaTierra.
Otro tema de considerable importancia para elfuturo es la gran
disparidad en los estndaresde vida en diferentes partes del
mundo.Nosotrosestamosdivididosendosmundosquecoexisten uno al lado
del otro, y ambos estnempeados en explotar los recursos
naturalesdelatierra.
Elprimermundodisfrutadeunaltoestndardevidayestformadoporlaspersonasquevivenen
Amrica del Norte, Europa Occidental
yJapn,yquecomprendenaproximadamente10porcientode
lapoblacindelmundo,pero queregistran aproximadamente 70 por ciento
delconsumototaldeenerga.
Estas economas estn impulsadas por el
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consumismo, y generan considerablesdesechos y contaminacin en
una base percpita.Las personas en Asia (excepto
Japn),fricayAmricadelSur,enunnmerodecasi5billones,formanelsegundomundo.
Por varias razones, incluyendo altas tasas decrecimiento de la
poblacin, estos ltimospases estn menos desarrolladosindustrialmente
y tienen un estndar de vidamuchomsbajo.
Ajuzgarporelnmerodegrandesproyectosdeinfraestructura que se estn
desarrollandoactualmenteenEuropaOccidental,AmricadelNorte y Japn,
es obvio que el
mundoindustrialmenteavanzadonoestdisminuyendoelusode los
recursosnaturales limitadosde
latierra.Almismotiempo,elmundodelospasesmenosdesarrolladoshaaceleradograndementeel
ritmo de industrializacin en un intento delograr un mejor nivel de
vida para las masaspobres.
Noes difcil imaginar el resultado final de esteproceso: la
continuacin de altas tasas deconsumo de recursos naturales por un
lado ylas correspondientes altas tasas decontaminacin ambiental por
el
otro.Claramente,esinevitableundesastreambientalenelnivelglobal,amenosque
tantoelmundoindustrialmente rico como el
industrialmentepobrecompartanpor igual laresponsabilidaddeencontrar
y adoptar tecnologas para undesarrollosustentable.
Ladefinicindedesarrollosustentable
La Cumbre de la Tierra de 1992 en Ro deJaneiro defini el
desarrollo sustentable comouna actividad econmica que est en
armonacon el ecosistema de la tierra. En un
mundoideal,lamejormaneradeasegurarundesarrollosustentable sera
practicando un sistema de
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truequeconlascosasquegenerosamentedalatierra,enelcualloshumanostomarantanpococomo
fuera posible de las cosas buenas, yregresaran tan poco como fuera
posible de lascosasmalas.
Aunque nosotros nunca podamos cumplir estaregla de oro, podemos
al menos tratar deprocurarla en todas nuestras actividadeseconmicas
e industriales. Aunque
lasindustriasdelvidrio,papel,plsticoyhierrohanestadoreciclandoexitosamentealgunosdesusproductos
secundarios en la fabricacin
denuevosproductos,estonoesposibleenelcasodetodaslasindustrias.Porejemplo,
loshornosmetalrgicos producen grandes cantidades deescoria, y las
plantas termoelctricas
queutilizancarbnproducenenormesvolmenesdecenizadecarbn.
Estos subproductos no pueden ser
recicladosnuevamenteenlasindustriasquelosproducen.Sin embargo,
nosotros estaramos siguiendo elespritude la regladeorosi
furamoscapacesde usar los productos secundarios de unaindustria
como materias primas para otrasindustrias, en vez de eliminarlos en
tierras derelleno y en estanques. Este reciclaje o"ecologa
industrial" lo estn practicando cadavez ms las industrias del
cemento y delconcreto. Sin embargo, es necesario hacermuchoms.
Tecnologa del concreto para un desarrollosustentable
Nosotroshemosidentificadounfundamentoquecomprende al menos tres
elementos que sonnecesarios para apoyar la estructura de
unatecnologa del concreto amiga del medioambiente para un
desarrollo sustentable(figura1). Estos elementos se
exponenindividualmenteacontinuacin.
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Conservacin de los materiales para hacerconcreto
Los agregados, el cemento y el agua son
loscomponentesprimariosdelconcreto.Esposibleconservar grandes
cantidades de cada uno deestos recursos con la adopcin de
lastecnologas amigables del medio ambientedescritas en
publicaciones recientes. Porejemplo, la literaturapublicada
tienenumerosashistoriasdecasosde la sustitucinexitosadelagregado
natural por el concreto trituradoproveniente de la demolicin y de
obras deconstruccin.
El agua reciclada de las plantas de concretopremezclado ha sido
satisfactoriamente usadacomo sustituto de agua fresca de
mezcladoparaelconcreto.Enesteartculonosetienelaintencindecubrircondetalleestetema.
Sin embargo, sobre la cuestin de laconservacin del cemento
portland, que es devital importancia, el autor quisiera citar
acontinuacin dos prrafos de un documentoanterior.2
Elobjetivodeundesarrollosustentableparalasindustrias del cemento
y del concreto puedealcanzarse si hacemos un esfuerzo
serioencaminado a la utilizacin completa de lossubproductos
cementantes y
puzolnicosproducidosporlasplantasdeenergaelctricaylasindustriasmetalrgicas.
Deacuerdo conManz,3 en 1992 se
produjeron500millonesdetoneladasdecenizadecarbn,y nicamente 32
millones de toneladas fueronusadas como puzolana por las industrias
delcemento y del concreto, lo que
representaaproximadamente7porcientodelacenizatotaldisponible.
La produccin anual actual de la ceniza de
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carbn se estima en aproximadamente 650millonesde toneladas,de
lascuales,almenos70 por ciento, o 450millones de toneladas,
escenizavolanteo ceniza fina,quegeneralmentees adecuada para usarse
como puzolana. Hoyda,latasaanualdeconsumodecenizavolanteen el nivel
mundial por parte de las industriasdel cemento y del concreto se
estima enaproximadamente 35 millones de toneladas,
loqueesdeprimentementebajo.
Otrosubproductoqueseusaparalasustitucindelcementoeslaescoriadelosaltoshornosdehierro.
Aunque la produccin mundial de
estaescoriaesdeaproximadamente100millonesdetoneladas por ao, su
tasa de utilizacin comosustitutodelcementoestodavabaja,debidoaque,
en muchos pases, solamente unapequeaporcinde
laescoriaesprocesadaenlaformacementante.
El autor2 se sorprendi al hacer undescubrimiento interesante:
cantidadesrelativamente grandes de ceniza de carbneliminables y de
escoria de altos hornos dehierro eliminables estn
disponiblesprecisamenteenaquellospasesquerequerirngrandescantidadesdecementoenelfuturo.
Por ejemplo, China e India juntos
producenaproximadamente200millonesde
toneladasdecenizadecarbncadaao.Rusiay lospaseseuropeos,
principalmente Polonia y la
antiguaChecoslovaquia,Rumania,Alemania,EspaayelReinoUnido,producenaproximadamente250millones
de toneladas de ceniza de carbn porao. Adems, al menos 50 millones
detoneladas de la produccin anual total de 100millones de toneladas
de escoria de altoshornosvienedeChina,IndiayEuropa.
Almismotiempo,ntesequecasi450millonesdetoneladasdelincrementototalproyectadoenel
consumo del ao 2005 se espera que
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provengadeestospases(tabla1).
Debera ser inmediatamente obvio que, sipodemosencontrar
lamaneradeusar todao lamayorpartedelacenizadecarbndisponibleyde
laescoriade altos hornos de hierro, ya seaen forma de cemento
portland combinado ocomo aditivos minerales en el
concreto,seramoscapacesdesatisfacer
lademandadecementoproyectadaparaelao2005sinningnincremento en la
capacidad presente de laproduccindeclinklerdecementoportland.
Deestamanerapuedeasegurarseundesarrollosustentablede las
industriasdel cementoydelconcreto, tal como se defini
previamente.Considerando los beneficios
ecolgicosadicionalesquesedescribenacontinuacin,esdifcilimaginarunamejorsolucinalproblema.
Casi90porcientode lacenizadecarbnydela escoria metalrgica que se
produceactualmente termina finalmenteenaplicacionesde poco valor,
tales como rellenos de tierra obases de carretera, o simplemente se
eliminaenestanquesypilasdereserva.Laeliminacinde esta manera no es
solamente undesperdicio,sinoqueademsesdainoparalasalud humana, ya
que estos materialescontribuyen a la contaminacin de la tierra,
elaireyelaguadelsubsuelo.
Estos materiales de los subproductosgeneralmente tienen metales
txicos. Laindustria del concreto proporciona un vehculopreferido
para su uso y eliminacin, ya que lamayora de los metales dainos
pueden serinmovilizados y seguramente incorporados enlos productos
de hidratacin del cemento.
Dehecho,debidoasugrantamao,laindustriadelconcretoesprobablementeelhogaridealparalaeliminacinsegurayeconmicademillonesdetoneladasdesubproductos.
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Con base en un estudio hecho por Schiessl yHohberg,4 la figura 2
muestra la excelentecompatibilidad ambiental de un mortero
hechoconunamezcladecementoycenizavolante.
En una prueba de lixiviacin real (prueba detanque), los autores
reportaron que nicamente0.09 mg/kg de zinc y 0.15 mg/kg de
cromiofueron lixiviados de un mortero de cementoceniza volante,
cuando las cantidades
totalesdelosmetalesagregadosalmorterofueron185mg/kgy53mg/kg,respectivamente.
Cuando se aumentaron en proporcin a losgrandes elementos de
concreto que tienenrelaciones de superficieavolumenmuchomspequeas,
se vio que estos nmeros seraninsignificantes.
Dadas las enormes ventajas que son
posiblesconlasustitucinagranescaladelcementoporproductos puzolnicos
y cementantes, esrealmente posible acelerar su uso en
lasindustriasdelcementoydelconcreto,comosepretendeaqu?
En el artculo anterior del autor,2 se exponencon ms detalle los
mayores obstculos queevitan altas tasas de utilizacin
desubproductos industriales en el concreto, lassugerencias para
vencer estos obstculos ehistoriasde casos del uso de altos
volmenesde ceniza volante. Malhotra1 y Langley yLeaman5 reportan
las aplicaciones de campodel concreto estructural de alta calidad,
con elreemplazo de hasta 60 por ciento de cementopor ceniza volante
clase F o clase C segnASTM.
En un documento anterior,6 el autor citaejemplos de presas de
concreto y pavimentosde concreto para autopistas compactadas
conrodillos,conelreemplazode70a80porcientode cemento por ceniza
volante, e inclusive
-
cenizavolantenoestndar.
Aumentode ladurabilidadde lasestructurasdeconcreto
Talcomo se dijo antes, los recursos naturalesde la tierra se
conservan cuando la vida deservicio de un producto manufacturado
seprolonga. Recientemente, se han
desarrolladonumerososmaterialesymtodosparaelevar
ladurabilidaddelasestructurasdeconcreto.
Debido al alto costo de los materiales y lastecnologas complejas
involucradas, solo hanencontrado aplicaciones limitadas. El
concretoordinario es el material de eleccin para laconstruccin
debido a que es un productorelativamente econmico y de
tecnologasimple.
Por lo tanto, el reto consiste en hacer que elconcreto ordinario
sea un material deconstruccindealto
rendimientoymuydurableparalasestructurasfuturas.
Es de conocimiento general que las
causasmsimportantesdeldeteriorodeestructurasdeconcretoreforzadosonlacorrosindelaceroderefuerzo,
la exposicin a ciclos de congelaciny deshielo, la reaccin
lcalislice y el ataquedesulfatos.Apartirde larevisinde
lahistoriadecasosdedegradacindelconcreto,elautor7desarroll un
enfoque holstico que abarca lascausas ms importantes del deterioro
delconcreto.
Esteenfoqueestbasadoen laexperienciadecampo, que demuestra que
con cada una deestas cuatro causas de deterioro del concreto,un
alto grado de saturacin de agua es
unprerrequisitoparalosmecanismosresponsablesdelaexpansinyelagrietamientodelconcreto.
Por lo tanto, la impermeabilidad del concreto,
-
que es la primera lnea de defensa contra unambiente hostil, debe
de alguna maneraquebrantarse antes de que el material seaseriamente
daado. Los datos indican que, encomparacin con otras propiedades,
laintegridadolasanidaddelconcreto,esdecir,lainmunidad frente al
agrietamiento, estntimamente relacionada con la durabilidad
delmismo.
UnextensoreportedeBurrows8hademostradodemaneraconcluyentequelaprcticamodernade
la construccin con concreto no pone
ladebidaatencinalasdoscausasprincipalesdelagrietamiento temprano
del concreto, es decir,la contraccin trmica y la contraccin
porsecado.
Impulsadas por la gran velocidad deconstruccin, las mezclas de
concreto tiendenactualmente a tener un alto contenido decemento
portland normal o de alta resistenciatemprana. La extensibilidad o
resistencia alagrietamiento de tales concretos sern bajasdebido al
incremento de la contraccin porsecado, la contraccin trmica y el
mduloelstico, por un lado, y a una reduccin en
elcoeficientedefluencia,porelotro.
Esta es la razn por la cual las mezclas deconcreto de alta
resistencia temprana
sonmsvulnerablesalagrietamientoquelasmezclasdeconcreto moderadas o
de baja resistencia.Tradicionalmente, el agrietamiento
estructuralsecontrolaconelusodesuficienterefuerzodeacero,pero,comoseexplicaacontinuacin,
lasustitucin de algunas grietas anchas pornumerosasmicrogrietas
invisibles e imposiblesde medir no es una buena solucin para
losproblemasdedurabilidaddelconcreto.
Lasconsideracionestericasprecedentesestnconfirmadas por la
experiencia de campo. En1995, el ProgramaNacional de Investigacin
y
-
Cooperacin de Carreteras de Estados Unidosrealizunaencuestade
tablerosdepuentesdeconcreto recin construidos. Al notar que msde
cien mil tableros de puente mostrabangrietas transversales,
inclusive antes de queuna estructura cumpliera un mes, Rogalla
yotros9llegaronalassiguientesconclusiones:
Una combinacin de contraccin trmica ycontraccin por secado fue
la causa de lamayora de las grietas, y no las cargas
detrnsitoolavibracinduranteelendurecimientodelconcreto.
Por lo regular, los tableros estn hechos deconcreto de alta
resistencia. Estos
concretostienenunaltomdulodeelasticidadaunaedadtemprana.Por lo
tanto, los tableros desarrollangrandes esfuerzos para un cambio
detemperaturadadoounacantidaddecontraccinpor secado, y lo que es ms
importante, haypoca fluencia del concreto para aliviar
estosesfuerzos.
Los concretos de alta resistencia
contienenhabitualmentemscemento.Por lo tanto, se contraen ms y
producentemperaturas ms altas durante la hidratacintemprana. Los
cementos modernos son aptospara causar agrietamiento debido a que
sonms finos y poseen contenidos ms altos desulfatoylcalis.
Enpocaspalabras,deacuerdoconunenfoqueholsticodeldeteriorodelconcreto,unconcretobienconstruidoyapropiadamenteconsolidadoycurado
permanecer
esencialmenteimpermeable,tantotiempocomolosporosylasgrietas
presentes no formen una redinterconectada de rutas que conduzcan a
lasuperficie.Lascargasestructurales,as como losefectosde
intemperismo tales como la exposicin aciclos de
calentamientoenfriamiento y
-
humedecimientosecado, facilitan lapropagacin de microgrietas,
que normalmentepreexisten en la zona de transicin entre
elmorterodecementoyelagregadogruesoenelconcreto.Estosucededurante
laprimeraetapadelainteraccinestructuramedioambiente.
Una vez que el concreto ha perdido
laimpermeabilidad,puedellegarasaturarse,y
losionesdainospuedentambinmoversehaciaelinterior.Estomarcaelprincipiode
lasegundaetapadela interaccin estructuramedio ambiente,durante la
cual tiene lugar el deterioro delconcreto a travs de ciclos
sucesivos deexpansin, agrietamiento, prdida de masa
eincrementoenlapermeabilidad.
Cuandoelagrietamientotrmicoyladurabilidadtienenunaimportanciaprimordial,laexperienciamuestra
que la solucin ms rentable es
elreemplazodeunapartedelcementoportlanddelamezcladeconcretoporcenizavolanteoporescoria,a
lavezquesecumplen los requisitosde fraguado y endurecimiento de la
obra
encondicionesambientalesdadas.Lasmezclasdeconcretoquecontienencenizavolante
o escoria tienden a tener una zona
detransicinmsfuerte(lazonainterfacialentrelapastadecementoy
laspartculasdeagregadogrueso), son menos propensas
almicroagrietamiento y tienen una durabilidadestructural mejorada a
travs de laimpermeabilidad prolongada durante la vida
deservicio.
Solucionesmscostosasparaelevarlavidadeserviciodeunaestructuradeconcretoreforzadoincluyen
el uso de aditivos inhibidores decorrosin, acero de refuerzo,
revestimientoepxico, revestimientos exteriores
paraconcretoyproteccincatdicade laestructura.Adems, existen datos
limitados sobre laextensin de la vida de servicio a travs de la
-
adopcindeestosmtodos.
Los comentarios anteriores sobre la
elevacindeladurabilidaddeestructurasdeconcretosonaplicables a la
construccin nueva. Por elinters de la economa de costos y
laconservacinde recursos,nodebe ignorarse laelevacin de la vida de
servicio de
lasestructurasdeconcretoexistentespormediodelareparacinylarehabilitacin.
Debido al tremendo crecimiento de la
industriadelareparacindelconcretoenaosrecientes,noesposiblecubrireltemaenesteartculo.Noobstante,
puede notarse que el concretosuperfluidificado que contiene ceniza
volante yhumo de slice, los revestimientos
exterioresparaelconcretoy laproteccincatdicade lasestructuras estn
siendo cada vez msconsideradaspara prolongar la vida de serviciode
estructuras existentes expuestas
acondicionesseverasambientales.
Enfoque holstico para la investigacin
yenseanzadelatecnologadelconcreto
Entre los investigadores experimentados en elrea de durabilidad
del concreto, existe unaapreciacin cada vez mayor del valor de
unenfoque holstico en la investigacin de latecnologadelconcretoy
laprcticadecampo.Talcomoseexponeenloquesigue,elenfoquereduccionista
prevaleciente es, de
hecho,responsabledemuchasprcticasderrochadorasactualesdelatecnologadelconcreto.
De acuerdo con este enfoque, todos losaspectos de un sistema
complejo pueden sercompletamente comprendidos y
controladosreducindolos a sus partes y considerandonicamente una
parte cada vez. Comoresultado, las especificaciones y los mtodosde
prueba para la durabilidad del concreto handejado de considerar que
la durabilidad no es
-
una propiedad intrnseca dependientenicamente de losmateriales
con que se haceelconcretoylasproporcionesdelamezcla.
Es un criterio de comportamiento holstico(perteneciente a toda
la estructura), que sedetermina por otros varios factores,
incluyendocondiciones de exposicin ambiental, diseoestructural y
tecnologa de procesamiento delconcreto.
Con base en su amplia experiencia en eldeterioro del concreto
debido a la reaccinlcalislice (RAS en ingls: lcalislicareaction,
ASR), Idorn10 ha hecho una
muyinteresantedescripcindelascensoydescensodeseisdcadasde
investigacinde tecnologadelconcreto,laque,ensuopinin,hallegadoaser
gradualmente infectada con la
filosofareduccionistayelempirismodellaboratorio.
De acuerdo con Idorn, se han desarrolladoaproximadamente 40
mtodos de pruebadurante el curso de la investigacin sobre
laRAS,peroningunodeellos,incluyendoelC289y el C227 del ASTM, puede
establecer si unagregadoreactivo causar una reaccin
dainaonodainasiseusaenelconcretodecampo.A pesar del hecho de que
una reaccin dainaha predominado en la prctica de campo,
laadopcindeunapolticasin riesgosde laRASen Estados Unidos ha
llevado al rechazo decementos con alto contenido de lcalis y
demuchos depsitos de agregados que fueronencontrados reactivos en
las pruebas delaboratorio.
Por otro lado, los pases ms pequeos comoDinamarcae
Islandia,endondeno se
disponadecementosconbajocontenidodelcalisylosagregados reactivos
eran abundantes, hanbuscadoafanosayexitosamenteunapolticadebajo
riesgodeRAS,deacuerdocon la cual unaditivo puzolnico (es decir,
arcilla calcinada o
-
humodeslice),se incorporalconcretohechocon cemento con alto
contenido de lcalis yagregados reactivos. La poltica de bajo
riesgode RAS es claramente holstica, ya quedesanima el desperdicio
de materiales ypromueve el uso de subproductos
industrialestalescomoelhumodesliceylacenizavolanteparaelevarladurabilidaddelconcreto.
De manera similar, en una revisin lcida delataque de
lcaliagregado en el concreto,Swamy11establecique "paraatacar y
causardao",debenestarpresenteslostreselementosde la triada, es
decir, suficientes lcalis en elconcreto, una cantidad crtica del
agregadoreactivo y suficiente humedad". Tambinobserv que, en un
ambiente hmedo, lapresin por hinchamiento del gel de la
RAStienepocasprobabilidadesdecrearsituacionesde peligro estructural
en un elemento deconcretoreforzadobiendiseado.
Las implicaciones econmicas y ecolgicas delas conclusiones de
Swamy son muy claras.Porejemplo,noesnecesariorechazarmateriasprimas
con alto contenido de lcalis para lafabricacin de cemento, o los
agregadosreactivosparahacerlasmezclasdeconcreto,acondicin de que la
estructura de concretopermanezcasecadurantesuvidadeservicio,yque
est apropiadamente reforzada. Esta esuna buena ilustracin de un
enfoque holsticopara la durabilidad que considera lascondiciones
climticas y el diseo estructural,adems de los materiales para hacer
elconcreto, las proporciones de la mezcla y
losmtodosdeprocesamiento.
Un tema altamente controvertido en
latecnologadelconcretoactualmentees el daocausado por el fenmeno
FRE (formacinretardada de etringita en ingls:delayedettringite
formation, DEF). Empleando unenfoque holstico, Collepardi12 ha
llegado a la
-
conclusin de que ocurrira un alto riesgo dedao debido a la FRE,
solamente si las trescondiciones siguientes estuvieran
presentes:liberacin tarda de sulfatos,microgrietas en elconcreto y
exposicin al agua. Una vez ms,las implicaciones econmicas y
ecolgicas deestaconclusinsonprofundas.
Por ejemplo, para la produccin de clinker decemento portland, no
es necesario detener eluso de combustibles secundarios tales
comollantas viejas de automviles y coque depetrleo, que usualmente
contienen altascantidades de azufre. Desde el punto de
vistaeconmico y ecolgico, una solucin preferiblees reducir las
posibilidades de agrietamiento ymicroagrietamiento excesivo y de
penetracindeaguadurantelavidadeserviciodelconcretohecho con un
cemento portland que
contienecantidadesdesulfatomsaltasquelonormal.
Puedenotarsequeunenfoqueholsticonodebeconfundirseconunenfoquedesistemas,elcualse
practica comnmente en la solucin
deproblemascomplejos.Unenfoqueintegradoqueconsidera tanto el diseo
estructural como losaspectos de durabilidad estructural es un
buenejemplo de un enfoque de sistemas. Sinembargo, no es lo
suficientemente amplio paraser llamadoholstico.Elenfoqueholstico
tienesus races en la idea de que el todo existeantes que las
partes. Por ejemplo, el enfoqueholsticoconsideraa lasociedadcomoun
todoya la industriadelconcretocomounapartedeesetodo.
Por lo tanto,ademsdeproveerunmaterialdeconstruccin de bajo
costo, la industria delconcreto debe asumir la responsabilidad
deotras necesidades sociales, por ejemplo, laconservacin de los
recursos naturales de laTierra y la eliminacin segura de los
desechoscontaminantes producidos por otras industrias,tal como se
discuti previamente. En pocas
-
palabras, si el desarrollo sustentable es unarueda,y
laconservacinde losmaterialesparahacerelconcretoy ladurabilidadson
los rayosdeesa rueda,entoncesel enfoque holstico enla tecnologa del
concreto es el pernomaestrodelarueda.
La pregunta difcil es: Cmo podemosnosotros lograr un cambio
paradigmtico haciaun enfoque holstico desde las
prcticasreduccionistasactualmenteprevalecientesenlaindustria? A fin
de desarrollar una prctica
decampoholsticaparalaindustriadelconcreto,lainvestigacin en
tecnologa del concreto debeprimero convertirse en holstica, y
lainvestigacin en tecnologa del concreto no sevolver holstica sin
una transformacin msimportante de las mentes que guan la
actualenseanza de la ingeniera en general, y laenseanza de la
ciencia del concreto enparticular.
Por supuesto, para desarrollar una tecnologaholstica del
concreto, el proceso de reformadebe empezar en las universidades.
Estnproveyendo las universidades el entrenamientoadecuado a las
futuras generaciones deingenieros y tecnlogos para resolver
lascuestionesdeladurabilidaddelconcretoydelaeliminacin libre de
contaminacin de grandescantidadesdesubproductos
industrialesdeunamaneraholstica?
A juzgar por el gran nmero de cursos detecnologa del concreto y
los curricula de laenseanzade la ingeniera enel nivelmundial,la
situacin parece consternante. Por ejemplo,una encuesta en 1995 de
las escuelas deingenieracivilenEstadosUnidosmostrquelamayora de los
alumnos que estaban porgraduarse reciban solamente una
exposicininsignificantede temasdeconcretoycemento,ofrecidos como
parte de un curso
obligatoriosobretodoslosmaterialesdelaingeniera.
-
Menos de la mitad de las instituciones querespondieron el
cuestionario ofrecan un cursoopcional de un semestre de tecnologa
delconcreto.Difcilmente algunos de estos cursosse ofrecen en el
nivel de graduados, y sloalgunos estudiantes se embarcan en
lainvestigacin experimental del concreto.Obviamente, la enseanza de
la tecnologa delconcretorequiereunareestructuracincompletaantes de
llegar a ser capaz de resolver
lasingentesnecesidadesdelasociedad.
Dehecho,esta faltadeunenfoqueholsticoesuna cuestin mucho ms
seria que abarca elcampo completo de la educacin general hoyda. En
un libro recientemente publicado,Wilson13 escribe: "La mayora de
lascuestiones que fastidian a la humanidaddiariamente conflictos
tnicos, escaladaarmamentista, sobrepoblacin, aborto,
medioambiente,pobrezaendmica,paracitaralgunosque se presentan ms
persistentemente
antenosotrosnopuedenserresueltossinintegrarelconocimiento de las
ciencias naturales con eldelascienciassocialesylashumanidades.
Solamente el flujo a travs de estas fronterasproporcionar una
visin clara del mundo talcomo realmente es: no puede adquirirse
unaperspectiva equilibrada estudiando lasdisciplinas en partes
separadas, sinoms bienprocurandolograrconsilienciaentreellas".
Qu es consiliencia? Consiliencia se
definecomolaunificacindelconocimientoligando loshechos y las
intuiciones por medio dedisciplinas para crear una base comn para
laaccin.Wilson cita un ejemplo para ilustrar supunto de vista. Una
versin adaptada delejemplodeWilsonsemuestraenlafigura3.Sedibujandos
lneasquese interceptan formandounacruz.
Un cuadrante se designa como desarrollo
-
socioeconmico,el siguientecomociencias
delavida,elsiguientecomoticayelltimocomopoltica ambiental. De
acuerdo con Wilson,nosotros intuitivamente pensamos que
estoscuatrodominiosestnntimamenteconectados,de modo que una
pregunta racional en
unoproporcionainformacinparaelrazonamientoenlos otros tres no
obstante, cada dominiopermanece aparte en el
pensamientocontemporneo con sus propios practicantes,lenguaje,
modos de anlisis y estndares devalidacin.
El resultado es la confusin. Ahora bien, si sedibuja una serie
de crculos concntricosalrededor del punto de interseccin, es en
elanilloqueestmscercadelainterseccin(endonde existe la mayor parte
de los problemasdel mundo real) donde el anlisis
fundamentalesmsnecesario, y sin embargo, virtualmenteno existen
mapas que puedan guiarnos.nicamente en la imaginacin
podemosnosotros viajar en el sentido de lasmanecillasde un reloj
desde el reconocimiento de
lasnecesidadesdeinfraestructuraparaeldesarrollosocioeconmico de la
sociedad hasta laseleccin de soluciones basadas en lasciencias
biolgicas, las cuestiones ticasinvolucradas en la consecucin de la
justiciaglobal social, y luego el desarrollo de
unapolticaambientalsegura.
Puesto que, en todas partes, los gobiernos nosaben qu hacer para
identificar las mejorespolticas para la utilizacin de los
recursosnaturales, eso demuestra que el desarrollosustentable
todava no es una ciencia esapenas un arte primitivo cuyos
beneficioseconmicos, sociales y psicolgicospermanecen completamente
inexplorados.Wilson13 dice que ha llegado la hora de
lograresteobjetivoenlarealidad.
De acuerdo con l, la cuestin de cun
-
acertadamente se puede elegir una polticadepender de la
facilidad con que el pblicoeducado, no solamente los intelectuales
y loslderespolticos,puedapensaracercadeestosy otros circuitos
similares, empezando desdecualquier punto y movindose en
cualquierdireccin. Esto requiere evidentemente unenfoque holstico
en la educacin pblica. Unmodelo simplificado para la evolucin de
latecnologa para el desarrollo sustentable semuestra en la figura
4. Los tres crculos, consolamenteunpequeoespacioquese
traslapaentreellos,representanelestadodelarte.
Ocurrir un crecimiento significativo del reaocupada por la TDS
(tecnologa para eldesarrollosustentableeningls:
technologyforsustainabledevelopment,TSD)cuandohayauntraslape
considerable entre los crculos.En lostres crculos ya se estn
llevando a caboesfuerzos para integrar las tecnologassocioeconmicas
y de desarrollo con una basecientfica unificada que incluye tanto
lascienciasfsicascomolasdelavida.
Es el crculo que representa la tica y
losvaloreshumanoselquenecesitamsatencin,yaquelatecnologa,amenosqueseatemperecon
valores humanos, puede llevar a la
razahumanaaconsecuenciasdesastrosas.
Conclusin
No tenemos que esperar que los desastresambientales nos enseen
cmo lograr undesarrollo sustentable. Con toda
seguridad,nosotroshabremosdesercapacesdetenerunavisin, y luego de
dar nueva forma a
nuestravidaenesteplaneta,detalmaneraqueofrezcabienestar a largo
plazo en vez de poner
enriesgolasupervivenciadefuturasgeneraciones.
Son inminentes un nuevo siglo y un nuevomilenio. Este es un
tiempo apropiado para
-
considerar las necesidades futuras de
lasociedadydequmaneraellaspuedenafectarla industria del concreto.
Entre las fuerzas quevan dando forma almundo delmaana est
elcrecimiento poblacional sin precedente, laindustralizacin y
urbanizacin creciente y lasamenazas al medio ambiente por
lacontaminacinincontrolable.
Enpocaspalabras,eldesarrollosustentablehaemergido como el
problema clave para elsiguiente siglo. El problema consiste en que
eldesarrollo sustentable es un arte cuyosbeneficioseconmicos,
socialesypsicolgicosestn todava por ser completamenteexplorados. En
el futuro, ser necesaria unareestructuracin completa de la
educacinpblica para que traiga consigo una era
dedesarrollosustentable.
Mientras tanto, puesto que la industria delconcreto es el actor
ms importante
parasatisfacerlasnecesidadesdeinfraestructuradenuestra sociedad en
proceso deindustrializacin, y por lo tanto, el consumidorms grande
de recursos naturales, nosotrospodemos empezar el proceso de
desarrollosustentable por medio de la adopcin detecnologas de
conservacin demateriales, demtodos para aumentar la durabilidad, y
de
laafanosabsquedadeinvestigacinyeducacinholsticasenlatecnologadelconcreto.
Referencias
1. Malhotra, V.M., "Making concrete greenerwith fly ash",
Concrete International, vol. 21,nm.5,mayode1999,pp.6166.
2. Mehta, P.K., "Role of pozzolanic andcementitious materials in
sustainabledevelopmentoftheconcreteindustry",en:V.M.Malhotra (ed.),
Fly ash, slag, silica fume andother natural pozzolans, SP178,
American
-
ConcreteInstitute,FarmigtonHills,Mich.,1998,pp.120.
3. Manz, O.E., "Worldwide production of coalash and utilization
in concrete and
otherproduction",Fuel,vol.76,nm.8,1997,pp.691696.
4. Schiessl, P., e I. Hohberg, "Environmentalcompatibility of
cementbased buildingmaterials", Proceedings of theMario
CollepardiSymposium on Advances in
ConcreteTechnology,1997,pp.2748.
5.Langley,W.S.yG.H.Leamen,"Practicalusesof highvolume fly ash in
concrete utilizing alowcalciumflyash",en:V.M.Malhotra(ed.),Flyash,
slag, silica fume and other naturalpozzolans, SP178, American
ConcreteInstitute,FarmingtonHills,Mich.,1998,pp.545574.
6. Mehta, P.K., "Advancements in concretetechnology", Concrete
International, vol. 21,nm.6,juniode1999,pp.6976.
7. ______, "Durability Critical issues for thefuture", Concrete
International, vol.19, nm.7,juliode1997,pp.6976.
8. Burrows, R.W., "The visible and invisiblecraking of
concrete", monografa nm.11,American Concrete Institute, Farmington
Hills,Mich.,1999,78pp.
9.Rogalla,E.A.,P.D.Kraus yD.B.McDonald,"Reducing transverse
cracking in new concretebridge decks", Concrete Construction, vol.
40,1995, pp. 735738. 10. Idorn, G.M., Concreteprogress from
Antiquity to the Third Millenium,ThomasTelfordPublishing, Londres,
1997, 395pp.11.Swamy,R.N.,"Alkaliaggregatereaction:The bogeyman of
concrete", en: P.K. Mehta(ed.),Concrete technology:Past , present,
and
-
future, SP144, American Concrete Institute,Farmington Hills
Mich., 1994, pp. 105140.
12.Collepardi,M.,"Aholisticapproachtoconcretedamage induced by
delayed ettringiteformation", Proceedings of
theMarioCollepardiSymposium on Advances in ConcreteTechnology,
1997, pp. 373396. 13. Wilson,E.O., Consilience, the unity of
knowledge,Alfred Knopf Inc., 1998, 325 pp. P. KumarMehta es
Profesor Emrito de Ingeniera Civilde la Universidad de Berkeley,
California.Recientemente se jubil, despus de 30 aosenesa
facultad.Miembro del ACI, es autor denumerosos estudios sobre las
propiedades delconcreto y materiales cementantes para
laconstruccin. En la reciente convencin
deChicago,Ill.,fuegalardonadoconelPremioa laPrctica en la
Construccin del ACI por
unartculodejuliode1997,publicadoenConcreteInternational,sobrecuestionesde
ladurabilidaddel concretoparael
sigloXXI.EsteartculosepublicenConcreteInternationalysereproducecon
la autorizacin del American ConcreteInstitute.
InstitutoMexicanodelCementoydelConcreto,A.C.
RevistaConstruccinyTecnologaMayo2001
Todoslosderechosreservados
ARTICULOANTERIOR
ARTICULOSIGUIENTE
http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/concretoauto.htmhttp://www.imcyc.com/http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/entrevista.htm
-
EntrevistaconAgustnHernndez
AdrianaReyes
Dechicomegustaba jugarahacercosasmecnicasy elctricas mi intencin
era estudiar ingenieramecnica y elctrica, pero mi hermano
cursabaarquitecturaymimamseimpusoparaqueestudiaralo mismo" as
refiere Agustn Hernndez
lascircunstanciasquelollevaronaserarquitecto.Platicaque su madre
haca sus propios planos:"...
ellaconstruaconsusalbailes,legustabalaarquitectura,deca que ser
arquitectos era la manera de serindependientes,denotenerjefes".
Eltiempotranscurri,paselprimeraodelacarrerayelsegundo,
"congranresistencia", recuerda.Luegole empez a gustar la
arquitectura y naci su ideainventiva, que es siempre hacer algo
diferente, tantofuncional como estructuralmente. "Ese ha sido
micamino, la bsqueda de lo original, lo nuncarealizado",
resume.Yagrega: "Param, la
estructuraesunfactordeterminante:formayfuncinsonnicas,nopuedevivirlaunasinlaotraescomoentodaslasorganizacionesvegetales".
Agustn Hernndez termin la carrera se recibipresentando como
tesis el proyecto de un centro de
Launiformidadnolegusta.AgustnHernndezrecreaaquellossmboloscapacesdealbergarlas
actividadeshumanas:taludes,grecasycrucesprehispnicasarcosconventuales,tringulos,
cuadrados,crculos.Vaenbuscadelasdiferentesformasque
cobrannuevavidaenbarro,acero,concreto,aluminioestructurasque
dialoganconlanaturalezayelpasadoenunatcitainvitacinal
futuro..
http://www.imcyc.com/revista/2001/tarifas2000.htm
-
cultura de arte moderno, el cual "fue muy
aceptadoporgentecomoDiegoRiverayeldoctorAtl tenauntoque
nacionalista", seala. A su juicio, no pudollevarlo a la prctica
porque los clientes eranconservadores,peropocoapocoempezavalorarsey
aceptarse su propuesta, gracias a que cont
conunaclientela"msvaliente,genteconeldeseodenorepetirloyausadoybuscaralgovanguardista".
Sus intenciones han sido desde entonces buscaraquello que se
pueda rescatar y ser funcional
paracrearunaarquitecturagenuina,nacionalista,quetengaproyeccinuniversal.
Losmateriales,elsimbolismo
"Yotengounanteproyectoyesepideelmaterial
por ejemplo, La Casa en el Aire requera que elsoporte fuera
concreto pero utilizar slo concretohubiera
resultadomuycaroynohubieradado la ideade concreto a presin. Siempre
he buscado losmateriales para que trabajen como debe ser",
dice,refirindose a una construccin que, a juicio de
laarquitectaAdrianaBauelos,hatransgredidocualquieranalogaydemuestraanteunadevaluadamodernidadqueexistenobrasdegranvala.
Lacasa se erige sobre dos placas de concreto parapermitir
lapenetracinhorizontaldevariosvolmenesdesfasadosdentrodeexactasperforacionescircularesquesesuspendenenasombrosoequilibrio:lacasaseproyecta
en el aire. Al manejarse pocos materialesparasuejecucin aceroy
concreto, se logr que altrmino de la obra se pudieran apreciar
exterioreslimpiosquecontrastanensuinteriorconelempleodela madera,
que brinda un ambiente acogedor a sushabitantes.
Al preguntrsele sobre el concreto, expresa: "Meencanta, dicen
que la arquitectura parece esculturaenesos trminos, el concreto
daunidada
todo".Delsimbolismo,arquitecturanacionalista,dice:"Eldiseodel
Colegio Militar est basado en los centros
-
ceremoniales prehispnicos, una conjugacin
deespaciosabiertos,plazas,escalinatas.
Tiene una similitud espacial con sitios como puedenser Montealbn
o Teotihuacn, pero siemprebuscando no extraer nada ms las formas,
sinorescatar las formas como una funcin adecuada
decadaedificio.
Susobraspreferidas?
Difcilpregunta.
Mitaller,talvez?
responde,yargumenta
:serporquevivotodoeldaaqu.
Sutalleresundesafoalageometrayalagravedad.Conjugacuatroprismasdeconcretoconagregadosdemrmol
dos a compresin y dos a presin, dospulidos y dos martelinados en
pro de un equilibrioestructural y de una coherencia en sus
espaciosinteriores. Para los conocedores, el taller y suexpresin
llevan lacertezadeldominiode la tcnica,delanlisis, del
estudiodenuestra cultura, de
loquesomosysentimoslosmexicanos.Hernndezconcibiesteproyectoa
laorilladelmar, teniendopresente laimagendeunrbol,deunapalapa.
Entre sus obras preferidas, el arquitecto
tambindestacaelColegioMilitar,concebidohacemsde25aos, "porque
realmente en Mxico hay dos o
tresconjuntosquevalenlapena,unodeelloseslaCiudadUniversitariaelColegioMilitar
esunconjuntourbanoquetienemuchovalor".
Delascasashabitacin,rescataLaCasaenelAire,ydelosedificios,elcorporativoCalakmul,enSantaFe.De
este ltimo, comenta que da una imagen de unsimbolismo fabuloso: el
cuadrado es la tierra, y elcrculo, el cielo. "Son smbolos que han
existido atravs del tiempo y el espacio: en la poca de
-
Zoroastro, en los pases islmicos, entre
losmayas,loschinos,losaztecas,etc.
Es increble la abstraccin de esa unidad en
eseedificio,avecesparecequehayunaesferadentrodeun cubo". El
corporativo Calakmul ha obtenidoreconocimientos internacionales
diversos: por laaplicacin del vidrio, a los mejores precolados
deconcreto,elprimerpremiocomoedificio
inteligente,yms."Esdelospocosedificiosquenotienenrejaporfuera,seincorporaalacalle",dicesuautor.
Porquesasestructuras?
El ojo del hombre ha cambiado tanto que hoydemanda algo ms
dinmico en la forma, y porsupuesto que hay formas que invitan a la
accin yotrasalreposo.
Arquitecturaoconstruccin?
Mirando hacia atrs, Agustn Hernndez
recuerdacmolecostlaaceptacindesusproyectos:
"Amimamnolegustabaloqueyohaca.Medeca:'Agustn,qubrbaro,quhiciste?'Nolehicecasoycontinuenmilnea"."CuandoibaahacerlacasadeAmalia,mihermana,ledijeron:'Cmoesposiblequete
vaya a hacer esa barbaridad?', yAmalia contest:'Djenlo que se
divierta'. Y fue la casa que mstrabajo me cost", comenta. Se trata
de unaconstruccin con una complejidad volumtrica
quecombinadiversasalturas, interiorescurvos y, en
susfachadas,unmduloprismticotriangularenelquesegeneranbvedasquemantienenelequilibrioentresusformasparaenriquecerellenguajearquitectnico.
En estas ancdotas personales se apoya
paraestablecerladiferenciaentreunaobraarquitectnicayuna
construccin: "En todas las ciudades, 90
porcientoesconstrucciny10porcientoarquitectura.Laarquitecturaeselevarlaconstruccinalniveldelarte,nopodemosllamararquitecturaaunedificioXseranconstrucciones
que podra hacer un ingeniero, no un
-
arquitecto, incluso un ama de casa: mi mam
hacaproyectosylosalbaileslosconstruan.
Lo que haca mi mam no era arquitectura, eranconstrucciones",
concluye. Reconoce que laarquitecturadependemuchode
laeconoma,ynoesoptimistarespectoasusperspectivasenlasactualescircunstanciasdenuestropas:
"En estos momentos del TLC, vamos a
tenerarquitectosamericanostrayendounpaquetecompletode inversin, y
los arquitectos mexicanos iremossiendodesplazados la gente va a
buscar elmximorendimiento, ya no le va a importar la esttica de
unedificiosinocuntolepuedeproducirderenta:sehardelaarquitecturauncomercio".
Actualmente, Agustn Hernndez est trabajando enun proyecto para
un laboratorio y una
unidadhabitacionalparasustrabajadoresenYucatn.De
lascasasadelantaquetienenformadecaracol,ydelconcepto,vuelveapensareneldesarrollourbano.lcontinahaciendoarquitectura.
InstitutoMexicanodelCementoydelConcreto,A.C.
RevistaConstruccinyTecnologaMayo2001
Todoslosderechosreservados
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ARTICULOSIGUIENTE
http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/tecnologia.htmhttp://www.imcyc.com/http://www.imcyc.com/revista/2001/mayo2001/losas.htm
-
Losasdecimentacinresidenciales.Evaluacindesucomportamiento
KennethB.Bondy
Muchos de los litigios actuales porconstrucciones defectuosas
involucranedificios residenciales ligeros conmarcosde madera,
apoyados en cimientos deconcreto postensado construidos sobresuelos
expansivos. El comportamientofuncional de las losas de cimentacin
escon frecuencia un punto de discusin enestoslitigios.
En estos casos, una herramientaprimordial para la evaluacin
delcomportamiento de los cimientos es unlevantamiento topogrfico
del nivel delperfil de la superficie de la losa,comnmente hecho
durante la fase
dedescubrimientodellitigio.Usualmenteestelevantamientosehaceusandounniveldeagua
o "manmetro", un instrumentosimple y barato que puede
proporcionarprecisin razonablesiel
levantamientoseejecutaapropiadamente.
Conesteartculosepretendeaportarcriteriosnormalizadosparalaevaluacindelosasde
cimentacinquepresentandiferenciasdeelevacin.Frenteaquienesacostumbran
atribuirlasexclusivamente,ysinmuchosustento,acambiosdevolumenpropiosdelossuelos
expansivos,sebuscaindagarenlosefectosdelaconstruccinmediantelaestimacindela
horizontalidadalmomentoderealizarselaobra.
http://www.imcyc.com/revista/2001/tarifas2000.htm
-
Los consultores forenses alegan confrecuencia, con base en el
levantamientodel nivel, que ha ocurrido un excesivomovimiento del
cimiento debido a losefectos de los cambios de volumen delsuelo
expansivo, y que se requierenreparaciones costosas a la
cimentacin.En algunos casos, los
consultoresatribuyentodaslasdiferenciasactualesenla elevacin de la
superficie de la losa almovimiento del suelo, ignorando
ascompletamente los efectos de laconstruccin, y
suponiendoefectivamentequelalosafueconstruidaperfectamenteanivel.
Esos consultores que no
reconocenefectosdelaconstruccin,confrecuenciausan para su evaluacin
criterios noestndar, que varan ampliamente de unconsultor a otro y
que se basan en granmedida en las opiniones
personalesanecdticasquenopuedensustentarseenningn estudio o trabajo
publicado deaceptacingeneral.
El propsito de esta nota tcnica espresentar un protocolo
racional para laevaluacin del comportamiento de laslosas de
cimentacin residenciales deconcreto, enfocndose principalmente enla
estimacin de la horizontalidad de laconstruccin al momento de
realizarse,usando criterios estandarizados ypublicados. El
protocolo desarrollado esaplicable a cimientos postensados,
ascomotambinalosnopresforzados.
.Doslevantamientos
Lamanera ms confiable y, ciertamente,la ms fcil para evaluar
elcomportamiento de los cimientos,
-
incluyendo efectos de construccin, escomparar dos
levantamientoscompetentemente ejecutados
hechossobrelasuperficiedelalosa,unoactualyotrohecho
inmediatamentedespusde laconstruccinde la losa.Si el perfil
actualde la superficie es muy similar al perfiloriginal, puede
concluirse razonablementeque la losa fue construida en su
posicinactual. Si el perfil actual de la superficiees
sustancialmente diferente del perfiloriginal, puede concluirse
razonablementeque el movimiento del cimiento
hacausadoladiferencia.
Desafortunadamente, rara vez se tiene ala mano el levantamiento
anterior, ygeneralmentedebehacerseel diagnsticodel comportamiento
de los cimientos conslo un levantamiento, llevado a caboaos despus
de la construccin de lalosa. Al carecer de un levantamientoinicial,
es imposible determinar concertezasilalosa:
1) fue construida con su perfil desuperficieactual,
2) fue construida con un perfil desuperficie completamente
diferente ydeformadahastatenersuformaactual,o
3)siadquirisuperfildesuperficieactualpor alguna combinacin de 1
y 2. Sinembargo, con el uso del protocolo aqupropuesto, es posible
un diagnsticorazonable de la presencia o ausencia demovimiento
significativo del suelo y loscimientos.
Protocolo para la evaluacin de unlevantamientonico
En ausencia de informacin de
-
levantamiento topogrficoacercadelperfilde la superficiede la
losaalmomentodeserconstruida,eldiagnsticoposteriordelexcesivomovimiento
del suelo expansivorequiere, en opinin del autor, trescondiciones
relacionadas y concurrentes,cada una de las cuales debe
sercuidadosamente evaluada y debe estarpresente para establecer un
diagnsticorazonablemente cierto del
movimientoexcesivodelsueloyloscimientos:
1.Lasuperficiedelalosadebeestarfueradel nivel, excediendo
sustancialmente lastolerancias de
horizontalidadestandarizadasdelInstitutoAmericanodelConcreto(ACI).El
movimiento excesivo del suelo nopuede ser diagnosticado con base en
lahorizontalidad actual nicamente, si lasuperficie de la losa est a
nivel con lastolerancias de horizontalidad deconstruccin
anticipadas. Las toleranciasestndardehorizontalidaddeconstruccindel
ACI publicadas para losasresidenciales requieren de
unahorizontalidad mnima Nmero F, FL=10(vaseladiscusinquesigue).Este
es el equivalente de una elevacindiferencial mxima permisible de
3.1 cmentrecualesquieradospuntosseparados3m uno del otro sobre la
superficie de lalosa.Si un levantamiento competente delnivelde
lasuperficiede la losa indicaquela diferencia de elevacin mxima
entrecualesquiera dos puntos que tienen unaseparacinde3mesmenoro
iguala3.1cm, la losa satisface estos criterios detolerancia de
horizontalidad deconstruccindelACI.El cumplimiento de las
toleranciasestandarizadas de horizontalidad del ACIpuede
determinarse a partir de unlevantamiento topogrfico de la
superficie
-
delalosacompetentementeejecutado.
2. Debe haber una condicin de peligrorelacionada en la
superestructura. Si haocurrido un excesivo movimiento delsuelo, el
mismo estar acompaado porunasignificativasituacindepeligroen
lasuperestructura (agrietamientogeneralizado asimtrico,
unidireccional ydiagonal en el panel interior de yesolaminado y en
los muros exteriores deyeso) en la vecindad del movimientoexcesivo
del suelo, y consistente con
laorientacindelasdiferenciasdeelevacinrelativas en el perfil de las
superficies delaslosas.Un ingeniero entrenado y experimentadoen el
comportamiento de estructurasresidenciales puede identificar
estasituacin de peligro por medio de unexamen visual, interior y
exterior, de lasuperestructura. Si no se tiene estasituacin de
peligro, no
puedediagnosticarseelmovimientoexcesivodelsueloyloscimientos.
3.Laformatotaldelasuperficiedelalosadebe ser compatible con los
patronesreconocidosdedeformacinque,sesabe,soncausadosporelmovimientodesueloexpansivo.
El perfil de la superficie de lalosa debe parecerse razonablemente,
yasea a una elevacin de borde o a unaelevacin de centro (vase Diseo
yconstruccin de losas postensadas
sobreelsuelo,2.ed.,Seccin4.2(B),InstitutodePostensado).El examende
los perfiles de la superficiede la losa puede hacerse graficando
elperfildelasuperficiedelalosa,apartirdeun levantamiento de nivel,
en una escalavertical exagerada en seccionescuidadosamente
seleccionadas a travsdelalosa.
-
Losperfilesdelalosairregularesyalazarque no sean razonablemente
compatiblescon las formas totales de elevacin en elborde o en el
centro, son indicadores deefectos de construccin ms que
demovimientodelsuelo.
Nopuedehacerse un diagnstico positivodel movimiento excesivo del
cimientocausado por cambios de volumen delsuelo expansivo si alguna
de lascondiciones establecidas arriba no sesatisface. Debe hacerse
notar que loscriteriosdelnmeroFde lahorizontalidadmnima para losas
residencialesconvencionales (FL =10) corresponden aun gradiente de
elevacin mxima en lasuperficie de la losa de 1 vertical a
96horizontal, o aproximadamente uno porciento.Se sabe que el dao a
los muros depaneles de yeso puede ser incipientecuando los
gradientes deformados sonmenores de uno por ciento. As pues,
esposiblequeelmovimientodelsuelopuedaproducir agrietamiento
delmuro, y la losapodra estar todava a nivel dentro de
lastolerancias de horizontalidad deconstruccindelACI.
Sin embargo, con base en la experienciadel autor, es poco
probable que una losaque est actualmente a nivel con lastolerancias
de horizontalidad deconstruccin del ACI haya podidoexperimentar
suficiente deformacin paraproducir un agrietamiento excesivo
delmuro. Sera extremadamente difcil, enesas condiciones, aislar el
agrietamientocausado por el movimiento del suelo
deaqulquepuedeserocasionadoporotrosfactores no relacionados con
dichomovimiento. En tal situacin,
elmovimientodelsuelonopuedeeliminarse
-
como una causa del agrietamiento delmuro, pero tampoco puede
serpositivamentediagnosticado.
Cada uno de los tres factores enlistadoses importante en la
evaluacin delrendimientodeuncimientoresidencial.Seadmite que los
ltimos dos factores sonsubjetivos, y aunque existe un
protocolorazonableparaestudiarlos, se requiere
delaconsideracincuidadosadeuningenieroexperimentado en el
comportamiento decimientos residenciales, superestructurasy
materiales. Sin embargo, la estimacinde los efectos de construccin
puedeevaluarsesobreunabasesustancialmenteobjetiva, usando los
criteriosestandarizadosdesarrolladosypublicadosporelACI.
La evaluacin competente delcomportamiento de losas
residencialesrequiere una firme comprensin de estosestndares del
ACI para los criterios dehorizontalidadenlaconstruccindelosas,y
saber cmo pueden usarseefectivamenteestoscriteriosparapredecirel
grado inicial de horizontalidad deconstruccin que pueda obtenerse
pordistintastcnicasdeacabado.A continuacin presentamos
unaexposicindeesosestndares,yalgunascuestionessignificativas
relacionadasconla evaluacin de los efectos
dehorizontalidaddelaconstruccin.
EstndaresdelACIpara laplanicidady lahorizontalidad
La "planicidad" de una losa describe lasirregularidades locales
o la "aspereza" dela superficie de la misma, y tiene unarelevancia
primaria solamente para laslosas sobre las cuales hay un
trnsito
-
vehicular aleatorio, ms que trnsitopeatonal. La "horizontalidad"
de la losadescribe la forma y curvatura total de
lasuperficiedelalosa.Si uno estuviera manejando en unacarretera
defectuosa, la planicidad
estararelacionadaconelefectodeondulacionesde alta frecuencia,
mientras que lahorizontalidad describira si se
estmanejandocuestaarribaocuestaabajoycunempinadaeslacuesta.La
horizontalidad de la losa, ms que
laplanicidad,eselparmetromspertinenteen la evaluacin del
comportamiento delcimiento de una losa residencial, ya queest
relacionada con la forma total de lalosa ms que con la aspereza
local.Existe solamente un estndar americanopublicado para las
tolerancias dehorizontalidad de la losa, desarrollado deconformidad
con el procedimiento
deestandarizacindelInstitutoAmericanodeEstndaresNacionales
(ANSI=AmericanNationalStandardsInstitute).ste se encuentra en
"EspecificacionesEstndar para las Tolerancias deConstruccin y
Materiales de Concreto"(ACI 11790), Seccin 4.5.6, publicadocomo un
documento estandarizado por elACIen1990.
De todas las publicaciones del ACI,
lasquerepresentaneldesarrollomsrigurososon los documentos
estandarizados.Estn desarrollados y aprobados, sobreuna base de
consenso, por un ComitTcnico permanente del ACI,
aprobadosporelComitdeActividadesTcnicasyelConsejodeRevisin
deEstndares, y
sepublicanenunarevistainternacionalmentedistribuidapara
larevisinyelcomentariodetodoslosmiembrosdelACIyelpblicointeresadoengeneral.ElManualdelComitTcnicodelACI,de
-
agostode1999,estableceenlapgina16:"[La estandarizacin] asegura
lacontribucin ms amplia y elaseguramiento de la calidad total para
undocumento.ElprocesodeestandarizacindelACIestaprobadoporelANSI"
LosNmerosF
Las tolerancias estndar de lahorizontalidaden laconstruccinde
losasdel ACI estn basadas en el sistema de"Nmero F", que fue
desarrollado, enparte, por un amplio estudio de lahorizontalidad en
cientos de losasfuncionales existentes con una
variedaddeusosdiferentes.El sistema de nmeros F describe
lahorizontalidad de una superficie de unalosa de concreto con un
nico valornumrico llamado el nmero dehorizontalidaddelpiso
(FL).MientrasmsaltoeselnmeroFL,mshorizontales lasuperficie de la
losa. Los nmeros dehorizontalidad de piso se determinanusando el
protocolo descrito en elEstndarE115596delASTM,"MtododePrueba
Estndar para Determinar
losNmerosdelaPlanicidaddeunPiso,FFydelaHorizontalidaddeunPiso,FL":
NmeroFdelahorizontalidadpromedio
ParadeterminarelFLparaelreadeunalosa, se hacen mediciones de
elevacinen un nmero especfico de puntos sobrela superficie de la
losa, todos a unadistancia de 3m uno del otro. El nmerototal de
puntos requeridos para un reaparticular, y el mtodo preciso
paralocalizarlos, estn especificados en elASTME115596.La diferencia
en elevacin Zi entre cadapar de puntos adyacentes est tabulada
-
(en pulgadas). El conjunto total dediferencias de elevacin Zi
para pares depuntos separadosentre s 3men
todaelreadeprueba,sellama"Muestraj".El FL para el rea de prueba,
tambinconocido como el nmero FL
"promedio",secalculaacontinuacin,deacuerdoconlaSeccin9.12,Ecuacin22delASTME115596comosigue:
Ecuacin(1)
donde:Szi= la desviacin estndar del
conjuntodediferenciasdeelevacinen la muestraj.Zij = el valor
absoluto de lamedia de losvaloresZjenlaMuestraj.
ElACI 11790especificaun valormnimoaceptable para este nmero FL
promediocomounafuncindetrescategorasdelacalidad del perfil del
piso: convencional,plano y muy plano. Para la calidadconvencional
se incluyen dos subcategoras, acabado con llana de mangolargo o con
regla recta (acabado con unallanaparacarretera).Para la construccin
con llana de mangolargo convencional, aplicable avirtualmente todas
las construcciones delosas sobre el suelo residenciales,
elnmeropromediomnimoFLes13.
Nmero F de la horizontalidad local (elpeorcaso)
El ACI 11790 tambin especifica
unnmeroFLlocalmnimo,querepresentaelnmeroFLmnimoaceptablemedidoentrecualesquieradospuntosindividualesenelconjunto
de muestras de las
mediciones.Puestoqueladesviacinestndarparaunvalornicoescero,ylamediadeunvalor
-
nico es el valor mismo, el nmero FLlocal mnimo puede
determinarse por laEcuacin(1)comosigue:
Ecuacin(2)
donde: zmax = la diferencia mxima enelevacin entre cualesquiera
dos puntosqueestn separados 3muno del otro enlamuestra j
(elvalorZinicoms grandeen el conjunto de diferencias
deelevacin).
Parauna losa sobre el terreno residencialacabada con un enrasado
hmedo y unallana de mango largo, en donde laclasificacin de la
calidad del perfil delpiso es "convencional" de acuerdo con
elACI11790enlaSeccin4.5.6,elnmeroFL local mnimo requerido es 10.
Unexamen cuidadoso de un levantamientodelnivelde lasuperficiede la
losapuededeterminar si el nmero F local o elpromedio es el factor
de control parasatisfacer la especificacin de
toleranciadelACI117.
Siel gradiente mximo de la superficie olacurvatura
(elpuntoendondeel nmeroFlocalesmnimo)ocurreencualquieradelos dos
lugares aislados, y el resto de lalosa est sustancialmente ms
niveladoque en aquellos puntos de un gradientemximo, es probable
que el nmero Flocal sea ms crtico que el nmero Fpromedio. Si el
gradiente de superficiemximo (el nmero F local mnimo)aparece
extensamente en toda lasuperficie de la losa (como en una
losainclinada), entonces es probable que elnmero F promedio sea ms
crtico, yaquesiempreesmsgrandequeelnmeroFlocal.
-
Esta discusin es importante, ya quesignifica que la satisfaccin
de lastolerancias de horizontalidad de laconstruccin de losas
estndar del ACIpuedegeneralmentedeterminarseconunaconfiabilidad
razonable sin necesidad dellevar a cabo el protocolo de
pruebacompleto y determinar el nmero FLpromedio. El nmero FL local
mnimopuede determinarse con precisin pormedio de cualquier
levantamientotopogrficocompetentedelasuperficiedelalosa.
Esto se hace examinando
ellevantamientoydeterminandoladiferenciamximaenlaelevacindelasuperficiedela
losaentredospuntoscualesquieraqueestn separados 3 m. Si el nmero
FLlocalmnimosatisfaceloscriteriosdelACI11790para la
toleranciadehorizontalidad(por ejemplo, 10 en el caso de
calidadconvencional), y los sitios de puntos degradiente mximo son
pocos y aislados,entonces se puede concluirrazonablemente que el
nmero
FLpromediotambinsersatisfechoyquelalosasatisfaceloscriteriosdelACI11790.
Si el gradiente mximo es extendido entoda la
losa,elnmeroFasociadocon elgradiente mximo debe entoncescompararse
con el criterioms restrictivodel nmero F promedio. Si el nmero
FLlocalmnimoesmayorqueloscriteriosdelnmero F promedio, los
criterios del ACI11790quedanobviamentesatisfechos.
La ecuacin (2) puede reordenarse comosigue:
Ecuacin(3)
LasustitucindeloscriteriosdelACI117
-
90 de 10 por el nmero FL local mnimopara la calidad de
horizontalidadconvencional nos permite el clculo delvalor ms grande
aceptable de Zmax (ladiferencia mxima de elevacin entrecualesquiera
dos puntos en la superficiede la losa que estn separados 3 m unodel
otro), para satisfacer los criterios dehorizontalidad:
Ecuacin(4)
As pues, para las losas
residenciales"convencionales"sobreelsuelo,acabadascon lenrasado
hmedo y llana de mangolargo, las tolerancias de horizontalidad enla
construccin de losas del ACI quedansatisfechas si la diferencia
mxima deelevacin entre cualesquiera dos puntosen la superficie de
la losa separados3munodelotronoesmayorde3.17cm.
Alineacindenivel
El ACI 11790 tambin establece unatolerancia de 1.9 cmpara la
elevacin desuperficie especificada de una losa sobrerasante en la
seccin 4.3.1.1. Estosignifica que cuando se especifica unaelevacin
para la superficie superior deuna losa sobre terreno, puede variar
en 1.9cm(lasuperficierealde la losapuedeser 1.9 cm ms alta o ms
baja que laelevacin especificada). As pues, laelevacin de la
superficie tal como fueconstruida debe estar dentro de unacobertura
de 3.8 cm a horcajadas de laelevacin especificada, y las
variacioneslocales de elevacin consideradas en laseccin 4.5.6 deben
ajustarse dentro deesacoberturade3.8cm.
Esto queda establecido en el ACI 117R90, "Comentarios sobre
las
-
Especificaciones Estndar para lasTolerancias para Construccin
yMateriales de Concreto", secciones 4.3,4.4, y 4.5, p.117R6: La
cobertura deelevacin aceptable de la superficie de lalosa y de la
parte baja de la losa es dems o menos 1.9 cm. La velocidad decambio
de los puntos adyacentes de laelevacin de la superficie dentro de
laelevacin aceptable est regida por laseccin 4.5.5 de la
especificacin [queincluye los criterios de horizontalidad
delnmeroF].
Debehacersenotarquelaseccin4.3.1.1.se aplica nicamente cuando
seespecificaunaelevacinparalasuperficiede la losa. Si no se
especificara laelevacin, los nicos criterios para lastolerancias de
horizontalidad de lasuperficie estaran dados por la
seccin4.5.6.
La tolerancia de la alineacin de nivel
esunvalorarbitrarioynohasidorelacionadoconlametodologarealdeconstruccindelosas
y equipo como lo han sido loscriterios de horizontalidad de nmero
F.Por la experiencia del autor, se sabe queaun cuando se
especifique una elevacindelasuperficiedela losa, latoleranciadela
alineacin de nivel rara vez se verificacon una topografa de nivel
hechainmediatamentedespusdecolarlalosa.Al igual que las tolerancias
ms viejaspara la planicidad de una losa(especificada como un claro
mximo pordebajo deuna regla recta noelevada, porejemplo),
esprobableque la toleranciadealineacin de nivel rara vez se logre,
auncuandoseespecifique.
Lahorizontalidadcomouna funcinde losmtodosdeacabadodeunalosa
-
ElACI11790estableceelgradorequeridode horizontalidad de la losa
para diversospropsitos de ocupacin usando elsistema de nmero F. El
Comit 302 delACI en la "Gua para la Construccin dePisos y Losas de
Concreto (ACI302.1R96)" usa el sistema de nmero F paradeterminar el
grado de horizontalidad quepuede alcanzarse por medio de
variastcnicas de acabado. Esto esexcepcionalmente til para la
evaluacindeladeflexindeloscimientosexistentesall donde se desconoce
la horizontalidadinicial de la losa al ser construida (noexiste
levantamiento topogrfico inicial delasuperficiedelalosa).
Conociendo las tcnicas de acabado queprobablemente se hubieran
usado para lalosa, puede estimarse razonablemente lahorizontalidad
inicial de la losa (el puntoinicial). Esto es compatible con
lasrecomendaciones del Comit de
LosasSobreelSuelodelInstitutodePotensado,que establece en Diseo y
construccinde losas postensadas sobre el
terreno,2da.ed.,p.28:Laevaluacindelaslosasexistentes para
determinar la deflexininvolucra considerables juicios deingeniera,
ya que la deflexin debesepararse de los efectos de construccin(en
la construccin y fuera de lahorizontalidad, por ejemplo).
Idealmente,esto puede hacerse usando unlevantamiento topogrfico de
nivel inicialhechoinmediatamentedespusdelcoladodelalosa.A falta de
un levantamiento inicial, debenusarse las tolerancias de
construccinaceptadas (tales como las que
seencuentranenelACI302)paraestimarlosefectosdeconstruccin.
El ACI 302.1R96 establece en la tabla
-
8.15.3.aqueesposiblehacerqueunalosasobre rasante, cuyas formas
perimetralesse establecen con equipo
topogrficopticoodelser,acabadaconunatcnicade enrasado simple con
enrase hmedo,logre nmeros FL locales mnimos entre10 y 15. Para
lograr consistentementenmerosFL localesms grandes que 17,debe
usarse una enrasadora vibratoriapara el enrasado inicial. Para
lograrconsistentemente nmeros FL localesmayoresde20, senecesitapor
lomenosun enrase hmedo vibratorio y variosenrasados.
As pues, en la construccin de losastpicas sobre terreno
residenciales,acabadas con un enrase nico, esprobable que la
diferencia mxima inicialde elevacin, al momento de
serconstruidas,entrecualesquieradospuntosen la superficie de la
losa con unaseparacinde3m,seencuentreentre2y3.2 cm (FL variando de
15 a 10).Recientemente, el autor tuvo
laoportunidad,comoconsultorforenseenuncaso de litigacin de defectos
deconstruccinenCalifornia,departiciparenel diseo, construccin y
evaluacin decuatro losas sobre terreno a escala total,usando
tcnicas de construccin ydetallesdediseotpicosdeCalifornia.
Las dimensiones de la losa eran de 3.65por 14.6 m, su espesor de
10 cm, y seconstruyunavigasobrerasantevolteadahacia abajo en el
permetro y en lugaresseleccionados en el interior de la losa.
Elacabado del concreto fue por medio deenrasehmedo(conuna
tablade2por4)y llanademango
largo,queeselmtododeacabadousadopordcadasen lagranmayora de las
losas sobre terrenosresidencialesdeCalifornia.
-
Unode los propsitos de estas "losas
deprueba"eradeterminarlahorizontalidaddela superficie al ser
construida. Esto sellev a cabo haciendo un levantamientotopogrfico
de nivel de la superficie de
lalosaundadespusdecoladoelconcreto.Considerando el hecho de que
lascuadrillas de colado y acabado
eranaltamenteexperimentadas,queelcoladoyel acabado de concreto
fueroncontinuamente escudriados por un grupogrande de observadores,
y que ladimensin ms corta de las losasrectangulares era de
nicamente 3.60 m,se tiene la impresin de que lahorizontalidad de
estas losas, al terminarde construirse, debera exceder la que
seencuentra en el trabajo normal
de"produccin"delosas.Ladiferenciamximaenlaelevacindelasuperficie,
almomento de ser construida,medida en estas cuatro losas,
variabaentre 1.17 y 2.28 cm, promediando 1.8cm. Las losas
exhibieron un nmero FLlocal promedio de 19, el cual,considerando
las circunstancias nicascitadas, es muy consistente y apoya
lasrecomendacionesdelACI302.
Criterios de deflexin del reglamento deconstruccin
Primero, debe hacerse notar que loslmites de deflexin
especificados en losReglamentos de Construccin Uniformes(RCU en
ingls: Uniform Building Codes,UBC) y los Reglamentos del
InstitutoAmericano del Concreto (ACI) son paraelementos
estructurales elevados que seextienden entre apoyos
aisladoslocalizados y dimensionados conprecisin. Estas limitaciones
de deflexinno se aplican a losas sobre terreno ocimientos que estn
continuamente
-
soportados por el suelo y no tienen"claros" bien definidos.
Estos criterios nose aplican a losas sobre terreno. Dehecho, no
existen disposiciones, ni en elRCU ni en el Reglamento del ACI,
quetraten las mediciones reales dedeflexiones aparentes en
cualquierestructura existente elevada o soportadapor el terreno.
Las limitaciones delReglamento sobre la deflexin son
paradeflexiones calculadas, no medicioneshechas sobre estructuras
existentes. ElUBC actual (1997) presenta limitacionesde deflexin
para elementos de concretoestructuralenlatabla19C2,p.2181.Latabla
lleva por ttulo "Deflexionescalculadas permisibles mximas"
(elnfasis de las maysculas es del autor).Todas las
referenciasdelRCU1997a laslimitacionesdedeflexinenlaTabla19C2
indican claramente que ellas son paradeflexiones calculadas,
nicamente. Porejemplo, (el nfasis en las palabras
ennegritasesdelautor):
Para construccin no presforzada en unadireccin:
1909.5.2.6 Las deflexiones calculadas deacuerdo con esta seccin
no debenexcederlos lmitesestipuladosen la tabla19C2.
Para construccin no presforzada en dosdirecciones:
1909.5.3.4si por medio del clculo sedemuestra que la deflexin no
excederloslmitesestipuladosenlatabla19C2.
Para construccin de concretopresforzado:
1909.5.4.3Lasdeflexionescomputadasde
-
acuerdo con esta seccin no debenexcederlos lmitesestipuladosen
la tabla19C2.ElactualReglamentodelACI(ACI31899)limita
lasdeflexionesen
loselementosdeconcretoestructuralenlatabla9.5(b).
El ttulo de esta tabla es "Deflexionescalculadas permisibles
mximas" (elnfasisde laspalabrasennegritasesdelautor).Sehace
referenciaaesta tablaenlas secciones que tratan tanto de
laconstruccin no presforzada como de lapresforzada:
Paraconstruccinnopresforzada:9.5.2.6
La deflexin calculada de acuerdo con9.5.2.2 a 9.5.2.5 no deber
exceder loslmitesestipuladosenlatabla9.5(b).
Paraconstruccinpresforzada:9.5.4.3
La deflexin calculada de acuerdo con9.5.4.1 y 9.5.4.2 no deber
exceder loslmitesestipuladosenlatabla9.5(b).
Las referencias especficas a los lmitesde deflexin calculados
aparecen en lasversiones previas delRCUdesde1967, yen los
Reglamentos del ACI desde 1963,aclarando que los lmites de deflexin
delReglamento se aplican a deflexionescalculadas, ms que a
deflexionesaparentesmedidas.ElComit423delACIes preciso sobre el
punto en"Recomendaciones para Elementos deConcreto Presforzado con
Tendones NoAdheridos" ACI 423.3R96, seccin 3.8.Aunque este
documento tratageneralmente de la construccin conconcreto
presforzado, esta seccin esclaramente aplicable tanto a
elementospresforzadoscomoalosnopresforzados:
-
Esimportanteque los lmitesdedeflexinde la seccin 9.5.4 [que cita
la tabla9.5(b)] se refieran a las deflexionescomputadas nicamente,
y no a lasmediciones hechas en la estructura
real.Loslevantamientostopogrficosdecampode deflexiones aparentes
pueden serinfluidas por muchos factores deconstruccin que estn ms
all delcontrol del diseador y son imposibles deaislar de las
deflexiones verdaderascausadasporcargasaplicadas.
A faltadeun levantamientodenivelde lasuperficie de la losa
hechoinmediatamente despus de laconstruccin, el diagnstico
delmovimientoexcesivo del suelo
expansivoenloscimientosdeconcretoresidencialesrequiere
laestimacinde lahorizontalidadinicial de la construccin, cuando
serealiz, el examen de ingeniera de lasuperestructuraparadeterminar
si existencondiciones de peligro excesivo quepuedan estar
relacionadas con elmovimiento diferencial del suelo, y
unaevaluacindel perfil de la superficie de lalosa, para ver si es
compatible con losmodos conocidos del hinchamiento
delsueloexpansivo.La estimacin de los efectos deconstruccin puede
evaluarseobjetivamente usando estndares para
lahorizontalidaddelaconstruccindelosas,desarrollados y publicados
por el InstitutoAmericanodelConcreto.Estosestndaresdel ACI
relacionan la horizontalidad de lalosa al ser construida con mtodos
deconstruccin conocidos y proporcionan lamejor estimacin disponible
del grado dehorizontalidad que probablemente hayaexistido en el
momento en que fueronconstruidaslaslosasdeloscimientos.Este artculo
se public en pti Technical
-
Notes y se reproduce con la
autorizacindelPostTensioningInstitute.
InstitutoMexicanodelCementoydelConcreto,A.C.
RevistaConstruccinyTecnologaMayo2001
Todoslosderechosreservados
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-
Puntodeencuentro
5a.ConferenciaInternacionalInovacineneldiseoconenfsisencargassmica,elicayambiental,controldecalidadeinovacinenmateriales/concretoenclimacaliente.
SolicituddePonenciasElpropsitodestaconferenciaesdifundirlainformacinmsactualdelreadediseoyconstruccinparaestructurasnuevasdeconcretoylareparacin,rehabilitacinymantenimientodelasestructurasexistentes.Elobjetivodeestaconferenciaesreunirainvestigadores,ingenierosytecnlogosparaintercambiarnuevasideasyexplorarnuevasreasdeinvestigacin.ParamayorinformacinvisiteelsitiodelACI:http:\\www.aciint.org/events/conferences/conference.htm
FECHASLMITESRecepcinderesmende200palabras:1/Junio/2001Aceptacinderesmenynotificacinalosautores:1/Agosto/2001RecepcindeponenciapreviapararevisinporelACI:15/Nov/2001Aceptacindeponenciapreviaynotificacinalosautores:1/Feb/2002Recepcindeponenciafinal:1/Mayo/2002
Favordeenviar6copiasdesuresumena:PhyllysErebor,Speaker/ManuscriptLtaisonACIInternationalP.O.Box9094Farmington,Hills,MI483339094,USAPhone:(248)8483784Fax:(248)8483768
http://www.imcyc.com/registromail.htmhttp://www.imcyc.com/revista/2001/tarifas2000.htmhttp://www.cemex.com/http://www.gcc.com/
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Cancn,Q.Roo.10al13diciembre2002
2SimposioMundialdelaECCE/InformacinyTecnologadelaComunicacinenlaPrcticad