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El concreto lanzado es el sistema de construccin lgicopara este proyecto?"

Esta es la pregunta que actualmente se hace quien seencuentra en cualquiera de estas dos situaciones: en la fasede licitacin de una nueva obra del tipo de las que seconstruan casi por norma con los mtodos convencionalesque ofrece el concreto colado o antes de iniciar un proyectode renovacin ssmica.

Durante muchos aos despus de la introduccin delconcreto lanzado de mezclas hmedas, el uso de stasestuvo en gran parte restringido a proyectos no muyexigentes, como son el revestimiento de superficies enpendientes y tneles y capas superpuestas. Incluso hastahace poco tiempo, mucha gente crea que el concretolanzado slo se poda usar para estructuras que tuvieran

varillas de refuerzo del nm. 5 o ms pequeas.En el caso de las estructuras con varillas ms grandes queel nm. 5, el espacio mnimo entre varillas paralelas estabalimitado a seis dimetros de varilla, y cuando se usaban doscortinas de refuerzo, el espacio ms pequeo permitido erade 12 dimetros de varilla para la cortina que estuviera mscerca de la boquilla.

Contratistas calificados estnusando el concreto lanzado tantopara la construccin de muros de

cortante, rehabilitacin yreforzamiento para sismos, y decimentacin, como para elconcreto arquitectnico.

stas y otras viejas restricciones sobre el concreto lanzado todava aparecen en el CdigoInternacional de Construccin (International Building Code,IBC) 2000, aunque ahora ya se lehan agregado importantes excepciones.

Cambios en los cdigos

Con anterioridad a 1991, el Cdigo de Construccin Uniforme (Uniform Building Code, UBC)especificaba que el tamao mximo del refuerzo estaba limitado a varillas del nm. 5, a menosque se demostrara -con pruebas previas a la construccin- que se poda lograr unencajonamiento adecuado con varillas ms grandes. El espacio mnimo permitido entre lasvarillas de refuerzo era de 6 cm, en tanto que los espacios mnimos de 6 y 12 dimetros devarilla se establecan para varillas ms grandes. Pero en 1991, se agreg la siguienteexcepcin:

"Sujeto a la aprobacin del director responsable de la construccin, se podrn usar espacios reducidosdonde pueda demostrarse por medio de pruebas de pre-construccin que es posible lograr unencajonamiento adecuado de las varillas usadas en el diseo."

Una excepcin con una redaccin similar aparece en el IBC 2000. "Las pruebas de pre-construccin requeridas permiten nicamente a los contratistas calificados colocar concretolanzado en secciones estructurales densamente reforzadas." Sin embargo, an sin estasmodificaciones al reglamento, durante aproximadamente 50 aos se ha usado en Californiaconcreto lanzado densamente reforzado.

Experiencia ssmica

Como respuesta al extenso dao que caus el terremoto de Long Beach de 1963, el Estadoimplement en las escuelas y hospitales estndares ms altos para este tipo deconstrucciones, y estableci en el acta de campo a la Office of State Architect (OSA) como la

autoridad final para el diseo y construccin de escuelas y hospitales, cuyos requisitos eranms estrictos que el reglamento vigente. El acta de campo tambin exigi el reforzamiento dela mayora de las estructuras que permanecieron de pie, y debido a las limitaciones de acceso

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que presentaban los edificios, se determin que el mtodo de colocacin ms prctico pararealizar el reforzamiento de las estructuras de mampostera sera el concreto lanzado. A fin decalificar para una obra de la OSA, los contratistas tenan que realizar pruebas en paneles aescala natural, lo que deriv en que el proceso fuera usado de manera extensiva,principalmente para reforzar las estructuras de las escuelas.

Pero an hay ms, a partir de los primeros aos de la dcada de los cincuenta, el proveedor detelfonos en California del Sur tom la decisin de elevar el grado de seguridad de susestructuras, razn por la cual tuvo la iniciativa de imponer un estndar todava ms riguroso ensus estructuras que el establecido para las escuelas y hospitales, lo que trajo comoconsecuencia un refuerzo an mayor. Todo este trabajo fue realizado por un pequeo grupo decontratistas de concreto lanzado que tomaron con orgullo el reto de la elaboracin de unproducto de alta calidad y formaron la Asociacin de Contratistas de Gunita (Gunite ContractosAssociation, GCA), que limit su membresa slo para las firmas que contaban con unaexperiencia demostrada en aplicaciones estructurales. A fin de asegurar una fuerza de trabajocompetente en Los ngeles, la GCA trabaj estrechamente con la unin de trabajadores paraformar una unin local especial exclusiva para los trabajadores del concreto lanzado. Estaunin local -la nica unin local de concreto lanzado en Estados Unidos- existe todava, y sinduda ha contribuido en forma importante al liderazgo de California en la produccin de concretolanzado densamente reforzado y el espesor de calidad.

El proceso de aprobacin

Para obtener la aprobacin de los directores responsables de la construccin, el ingenierosupervisor debe demostrar que el contratista est apropiadamente calificado, usando criteriosdelineados en varias publicaciones del Instituto Americano del Concreto (ACI). Laprecalificacin del contratista de concreto lanzado es un elemento crucial en el proceso deaprobacin y debe ser cuidadosamente sopesada, a fin de asegurar la calidad de la mano deobra. Aunque es importante la habilidad de un contratista para colar concreto en la obra, ladestreza de un contratista de concreto lanzado es todava ms crtica para el xito delproyecto.

En tanto que las pruebas exhaustivas previas ayudan a asegurar al propietario del proyectoque esta opcin es eficiente, econmica y producir resultados de alta calidad. Los paneles deprueba simulan las condiciones de la obra, en donde al menos parte del panel contiene elrefuerzo ms pesado y ms congestionado que ser usado en la estructura; esto permiteverificar que el concreto lanzado detrs de las varillas de refuerzo es un concreto sano.

Los paneles separados para cada operador de boquilla y cada mezcla de concreto que ha deser lanzada permiten a los operadores de boquilla demostrar que cada mezcla tiene laplasticidad adecuada para encajonar apropiadamente el acero. Los paneles de pruebaseparados para cada posicin de lanzamiento que ha de usarse -hacia abajo, horizontal, y porarriba- tambin ayudan a demostrar la calidad esperada en la estructura.

Ahorro de tiempo y dinero

El concreto lanzado proporciona a los contratistas, ingenieros y arquitectos un mtodo deconstruccin ms econmico, rpido, y cuyo resultado es con frecuencia un producto de mayorcalidad esttica.

Es posible lograr sustanciales ahorros en el costo de cimbras, y ahorros adicionales queresultan del menor tiempo de construccin. Por ejemplo, los muros de cimientos por debajo dela rasante pueden ser tpicamente construidos a 70% del costo del concreto colado en la obracon un ahorro de tiempo promedio de 50%. Al usar el concreto lanzado para los muros, no serequiere necesariamente ninguna modificacin en la colocacin del acero de refuerzo, y elmuro acabado puede rivalizar con todos los requisitos estructurales del concreto colado en la

obra. Dependiendo de los requisitos de acabado del proyecto, el contratista de concretolanzado puede aplicar un acabado de llana metlica para obtener una rplica casi exacta de un

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acabado de clase A, o un acabado menos costoso, usando una llana de hule. En muchoscasos, un acabado con llana de hule es adecuado, e incrementa los ahorros totales del procesodel concreto lanzado.

Sin importar si es ms importante el ahorro en costo o en tiempo, existen cada vez mayoresoportunidades para aplicaciones del concreto lanzado en todos los aspectos de la construccin

con concreto. Actualmente se est llevando a cabo una redefinicin del concepto convencionalsobre el uso del concreto lanzado.

Referencias ACI Committee 506. "Guide to Shotcrete (ACI 506R-90)", American ConcreteInstitute, Farmington Hills, Mich., 1990. 41 pp.

ACI Committee 506, "Committee Report on Fiber Reinforced Shotcrete (ACI 506.1R-98)",American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., 1998, 11 pp.

ACI Committee 506, "Specification for Shotcrete (ACI 506-2R-95)", American Concrete Institute,Farmington Hills, Mich., 1995, 8 pp.

ACI Committee 506, "Guide to Certification of Shotcrete Nozzlemen (ACI 506.3R-91)",American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., 1991, 13 pp.

ACI Committee 506, "Guide for the Evaluation of Shotcrete, (ACI 506.4R-94)", AmericanConcrete Institute, Farmington Hills, Mich., 1994, 12 pp.

Aplicacin de concreto lanzado densamente reforzado

Aunque el equipo para concreto lanzado ha mejorado en aos recientes, los pasos msgrandes se han dado en las tcnicas para concreto lanzado durante los ltimos 50 aos,cuando los contratistas aprendieron qu funcionaba y qu no. Estas tcnicas permitieron laexpansin de las aplicaciones de concreto lanzado a proyectos de rehabilitacin ssmica y

nuevas construcciones densamente reforzadas.

Ha sido posible encajonar satisfactoriamente varillas de refuerzo tan grandes como las delnm. 14 con separaciones tan pequeas entre las varillas, de hasta 10 cm, as como tambincapas mltiples de varillas nm. 6 espaciadas a 10 cm de centro a centro. Se ha probado queahora pueden obtenerse secciones de concreto lanzado de varios metros de espesor quecontienen mltiples capas de refuerzo con varillas individuales de hasta el nm. 14, a travs demtodos apropiados de concreto lanzado.

A medida que se han expandido los requisitos de las obras, los contratistas han desarrolladoprocedimientos bien establecidos para producir trabajos de la ms alta calidad. Estosprocedimientos requieren operadores de boquilla bien entrenados y respaldados por una

cuadrilla competente y una administracin experimentada. Los mtodos de concreto lanzadodeben reducir al mnimo el entrampado del rebote, y un miembro de la cuadrilla debe removerefectivamente cualquier rebote para que no se acumule. El operador de boquilla tambin tieneque evitar que se creen huecos por detrs de las varillas.

Las varillas de acero frente al chorro de la corriente del concreto lanzado crean un rea pordetrs de la varilla en donde el chorro del material no llega. En esta rea pueden formarsehuecos. Para llenar apropiadamente el rea, se requiere un concreto plstico (no muy rgido) yuna velocidad de impacto suficiente para hacer que el concreto fluya fcilmente alrededor de lavarilla. El operador de boquilla debe asegurarse de que el concreto tenga la plasticidadadecuada -generalmente un revenimiento de entre 4 y 7.5 cm- y la apropiada velocidad deimpacto. A fin de incrementar la velocidad del impacto, l puede mover la boquilla ms cercadel trabajo (tpicamente la distancia adecuada es de 45 a 90 cm) y agregar ms aire a la

boquilla. Al encajonar varillas ms grandes que del nm. 5, el operador de boquilla debe dirigirla corriente de concreto a un ngulo desde ambos lados para forzar el material por detrs de la

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varilla.l tambin puede reducir el volumen de aire y dirigir la corriente de la boquilla de talmodo que llene el rea directamente por detrs de la varilla, o acercar ms la boquilla altrabajo.

Las aplicaciones de concreto lanzado con mucho refuerzo estructural tambin requierenatencin extra del diseador, el detallador y el instalador de las varillas de refuerzo. Ellos debencalcular bien el tamao y configurar las varillas para proporcionar el mejor acceso posible parala operacin de boquilla, y la menor oportunidad para que quede entrampado el rebote. Debencolocarse mltiples capas de varillas de tal modo que la configuracin permita el encapsuladocompleto de la capa ms distante. Por lo regular, los diseadores deben evitar los empalmestraslapados estndar, ya sea usando dispositivos de empalme mecnicos o soldados, oempalmes traslapados sin contacto. En las reas de alto riesgo ssmico, puede reducirse elcongestionamiento causado por los amarres de columnas estrechamente espaciados y estribosde vigas usando empalmes mecnicos del tipo grapa o abrazadera, que pueden obtenersefcilmente y han sido aprobados por las autoridades de los reglamentos.

En reconocimiento de su uso en aplicaciones estructurales, las expectativas para el concretolanzado son cada vez ms grandes, pero hay que reconocer limitaciones prcticas. Las

colocaciones individuales deben tomar en cuenta el manejo de la boquilla para localizacionesdistantes, y permitir la salida tanto del aire como del rebote. Se requiere espacio suficiente parael operador de la lanza de aire -el cual mantiene el rea por delante del concreto lanzado librede polvo y de rebote- para que siempre trabaje al lado del operador de boquilla. Al disear ydetallar proyectos de concreto lanzado densamente reforzados, es de gran ayuda consultar aun contratista experimentado en aplicaciones estructurales.

Referencias

Warner, J., "Understanding Shotcrete - Structural Applications," Concrete International, vol. 17,nm. 10, pp. 55-61.

ACI Committee E-703, Shotcrete for the Craftsman, CCS-4, American Concrete Institute,Farmington Hills, Mich., 2000.

Rob Vonarb es miembro del ACI y Vicepresidente de Superior Gunite, Lakeview Terrace, Calif..