marzo/abril 2014
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    Moldeamos la infraestructura moderna

    El Comité C09 de ASTM sobre concreto y agregados del concreto cumple un siglo desarrollando normas

    Durante 100 años, el Comité C09 ha desarrollado normas para el concreto vitales para la infraestructura del mundo.

    Cuando los miembros del Comité C09 de ASTM International sobre concreto y agregados celebren este año el siglo del comité, podrán hacer un análisis de un grupo de trabajo destacado por la diligencia, la cooperación de la industria y la respuesta del mercado a la vez que asume una agenda futura llena de nuevas metas e innovación continua.

    Desde su creación en 1914 y a lo largo de las décadas que siguieron, el Comité C09 de ASTM ha tenido un impacto duradero en los sectores de la construcción, industria, transporte, defensa, servicios públicos y residencias a nivel mundial. El concreto es el producto artificial más utilizado del mundo, que da forma a la estructura de hogares, edificios de oficinas, puentes, aceras, superautopistas, diques, etc. Se producen más de 6000 millones de toneladas de concreto por año. Y, durante más de cien años, los métodos de prueba y las especificaciones desarrolladas por el Comité C09 han ayudado a garantizar la calidad, durabilidad y sustentabilidad de este vital material y a fomentar la aplicación de nuevas tecnologías en la industria del concreto.

    En la actualidad, el Comité C09 cuenta con más de 1400 miembros de 62 países de todo el mundo que manejan una creciente carpeta de más de 176 normas. El alcance general del Comité C09 se centra en ensamblar y estudiar datos relacionados con las propiedades del concreto de cemento hidráulico y los materiales que lo componen, como también en el desarrollo de normas para el concreto y los materiales que componen el concreto (excepto el cemento). Las actividades de desarrollo de normas se realizan en 50 subcomités en cuatro grupos principales: materiales, sistemas, ensayo y administración. Si bien, con los años, las iniciativas del Comité C09 han creado una impresionante variedad de normas para concreto premezclado, concreto autocompactante, aditivos químicos, materiales cementicios complementarios, concreto permeable, etc., algunos miembros están impacientes por celebrar el recorrido tanto como los resultados.

    "Si miramos solamente el libro de normas del Comité C09 no veremos la historia completa de éxitos y logros del comité durante el siglo pasado", menciona el antiguo miembro Richard Szecsy, doctor e ingeniero, presidente de la Texas Aggregates and Concrete Association (TACA, Asociación Tejana de Concreto Premezclado) y presidente del Subcomité C09.40 sobre concreto premezclado. "La elaboración de los documentos clave de la industria del concreto en los que se basan a diario interesados de todo el mundo ha llevado muchísimas horas de esfuerzo, dedicación y cooperación de miles de expertos internacionales. Con los años, el Comité C09 ha plasmado lo destacado del proceso de ASTM. Eso solo ya vale la pena celebrar".

    Sentamos las bases con alianzas clave

    La base para las iniciativas de cooperación del Comité C09 con la industria del concreto surgieron al principio de la evolución del comité por medio de una alianza con el Instituto Estadounidense del Concreto (ACI, por sus siglas en inglés). El acuerdo, en vigor desde hace mucho tiempo, entre ASTM International y el ACI, fundado en 1936, establece que las normas dedicadas a diseño de ingeniería y construcciones de concreto estarán dentro del ámbito del ACI, mientras que ASTM se ocupa del desarrollo de métodos de prueba para concreto, productos de concreto y materiales que lo componen.

    Tras haber perdurado y haberse fortalecido durante casi ocho décadas, la alianza entre el Comité C09 de ASTM y el ACI ha resultado muy beneficiosa para la construcción segura en todo el mundo. Varias normas del Comité C09 se citan en las normas del ACI, entre ellas, la emblemática especificación de código ACI 318, Requisitos del código de construcción para el concreto estructural. La especificación ACI 318 incorpora 58 normas de ASTM, que fortalecen su utilidad como código modelo que ofrece un marco legal para reglamentos de construcción municipales y estatales en los EE. UU.

    El Comité C09 de ASTM y el ACI también cooperan en una amplia variedad de programas de certificación que apuntan a formar una calificación mínima para el personal empleado en la industria de la construcción con concreto. Las iniciativas de certificación cuentan con el apoyo de capacitación de ASTM para técnicos en materiales de construcción, que ofrece cursos integrales centrados en ensayos de materiales de construcción. Los módulos de capacitación de ASTM demuestran procedimientos correctos de ensayos de concreto y coinciden con programas de certificación nacionales. (Vea el artículo "Módulos de capacitación de ASTM: en cualquier momento, en cualquier lugar" en la página 40).

    El Dr. Anthony Fiorato, uno de los veteranos de la industria del concreto, y James Pierce, antiguos miembros del Comité C09, han tenido la exclusiva oportunidad de presenciar la influencia de la prolongada alianza entre ASTM y el ACI desde ambas partes. Fiorato y Pierce han presidido el ACI y el Comité C09 y han sido miembros de la junta de directores de ASTM. "ASTM y el ACI aportan una gran sinergia y pericia conjunta para satisfacer las necesidades de normas de la industria del concreto", dice Fiorato. "Sus esfuerzos han sentado la base para prácticas de diseño y construcción con concreto seguras y confiables en todo el mundo".

    Pierce enfatiza que la alianza ha prosperado por el interés impulsado por sus miembros. "El crédito del largo éxito de la alianza le corresponde a los dedicados miembros tanto de ASTM y de ACI. Han logrado avanzar y mejorar un acuerdo muy equitativo y factible para desarrollar en conjunto normas técnicas valiosas para el mercado".

    Durante muchos años, el Comité C09 también ha trabajado en estrecha colaboración con el Comité C01 de ASTM sobre cemento en sus misiones a menudo sinérgicas. Entre sus ámbitos de colaboración, están el patrocinio y la administración conjuntos del Laboratorio de Referencia del Cemento y del Concreto, o CCRL (Cement and Concrete Reference Laboratory) de ASTM International, que opera programas que fomentan la calidad de los ensayos en laboratorios de materiales para la construcción. Los programas de muestras de inspección y aptitud de laboratorios  del CCRL proporcionan a los laboratorios mecanismos para determinar la calidad de su trabajo para hacer ensayos de concreto y agregados del concreto, cemento hidráulico, barras de acero de refuerzo, puzolanas y materiales de albañilería según normas de ASTM. El CCRL atiende a casi 2000 laboratorios de todo el mundo.

    Una norma de aceptación mundial para el concreto premezclado

    Cuando se analizan los importantes aportes del Comité C09 durante el siglo pasado, los miembros de ASTM e interesados del sector industrial rápidamente apuntan a la primera norma del comité, y posiblemente la más importante aún, denominada hoy C94/C94M, Especificación para el concreto premezclado.

    Con propiedades que pueden personalizarse para diferentes aplicaciones y durabilidad para soportar diversas condiciones ambientales, el concreto premezclado es uno de los materiales de la construcción más utilizados. Se entrega fraccionado en una planta central en lugar de mezclarse en el lugar de trabajo. Cada fracción se personaliza según especificaciones del contratista y se entrega en camión en estado plástico. Según la National Ready Mixed Concrete Association (Asociación Estadounidense de Concreto Premezclado), el valor del concreto premezclado producido por la industria se calcula en $30,000 millones por año.

    Los primeros miembros del Comité C09 abordaron el tema del concreto premezclado como una de sus principales medidas iniciales. El comité aprobó la primera versión de la norma C94 en 1933, que abordaba muchos de los temas fundamentales, como el mezclado y el traslado, que siguen formando parte de la norma C94 décadas después. La norma se ha revisado varias veces desde su primera publicación y continúa siendo sometida a revisiones para mantenerla al día con avances tecnológicos como el peso de celdas de carga y problemas ambientales como la limitación del agua de escorrentías de las plantas mediante el uso de agua no potable en el proceso de fraccionamiento. Una cosa que no ha cambiado es el rol principal de la norma C94 en la industria del concreto.

    "La C94 es una de las normas más importantes del mundo para el concreto que se fabrica y se entrega al comprador recién mezclado y sin endurecer", dice Pierce.

    Agregamos claridad en el uso de los recursos hídricos

    La respuesta del Comité C09 a la industria del concreto se vio reflejada luego en la publicación de otras dos normas relacionadas con el concreto premezclado. Como el concreto es uno de los pocos materiales de construcción cuyas características de calidad y desempeño pueden alterarse luego de haberse transportado desde la planta de fabricación, son cruciales las exigencias y calificaciones de los ensayos para el uso del agua —en especial, del agua reciclada. Durante años, la industria del concreto ha tratado de fijar mejores prácticas para la incorporación de agua al concreto en el lugar de trabajo. Al mismo tiempo, los reglamentos ambientales más estrictos en torno a la administración y uso de agua descargada en plantas de producción de concreto resaltó la necesidad de contar con normas para la comunidad de fabricantes.

    En 2004, los miembros del Comité C09 llenaron este vacío, con la publicación de dos normas complementarias que —por primera vez— especificaron el uso del agua en la producción de concreto premezclado. Ahora los diseñadores, contratistas y fabricantes de concreto se basan en la norma C1602/C1602M de ASTM, Especificación para mezclar agua usada en la fabricación de concreto de cemento hidráulico, para ayudar a definir las exigencias de composición y desempeño de varios recursos hídricos usados en el mezclado del concreto de cemento hidráulico. Se ofrece mayor utilidad en la norma C1603 de ASTM, Método de prueba para la medición de sólidos en el agua, que se usa para determinar el contenido de sólidos de agua mezclada para fabricar concreto cuando uno o más de los recursos hídricos sea agua de lavado obtenida en operaciones de producción de concreto o agua que contenga sólidos.

    Szecsy, que estuvo muy ligado al desarrollo de la normas C1602 y C1603, considera la publicación de las dos normas como uno de los acontecimientos más importantes de su permanencia en el comité. "Durante un largo tiempo, se creyó que el agua era sólo otro ingrediente para fabricar concreto premezclado sin hacer un análisis más profundo de los diversos recursos hídricos. Era muy grande la necesidad de contar con normas para garantizar mejor el desempeño a largo plazo de los productos y abordar las crecientes presiones ambientales en los fabricantes. Gracias a las normas C1602 y C1603, todos los interesados de la industria han probado recursos para manejar y usar mejor todos sus posibles recursos hídricos sin comprometer la durabilidad del concreto", dice Szecsy.

    Apoyamos la innovación en aditivos del concreto

    Los aditivos químicos, como reductores de agua, retardadores y agentes aceleradores, que se agregan al concreto inmediatamente antes del mezclado o durante éste, tienen un papel vital para mejorar las características y la durabilidad del concreto. Los fabricantes usan principalmente aditivos químicos para modificar las propiedades del concreto endurecido; controlar el desarrollo de resistencia; garantizar la calidad durante el mezclado, transporte, colocación y curado y mejorar la terminación. En los entornos de clima frío en particular, los aditivos químicos aceleran el tiempo de fraguado del concreto para evitar que se congele y proporcionar mejor resistencia a la formación de escarcha y a los sulfatos. La National Ready Mixed Concrete Association (Asociación Estadounidense de Concreto Premezclado) calcula que el 80% del concreto fabricado en Norteamérica contiene uno o más tipos de aditivos químicos.

    Varios subcomités del Comité C09, como el C09.23 sobre aditivos químicos, el C09.24 sobre materiales cementicios complementarios y el C09.27 sobre escoria molida, están participando activamente para impulsar y respaldar el uso de aditivos químicos y materiales complementarios en la producción de concreto.

    Entre otras normas notables del rubro desarrolladas por el Comité C09, está la C494, Especificación para aditivos químicos para concreto, que es la guía más aceptada para el uso de aditivos entre los fabricantes de concreto. La norma C494 cubre los materiales y métodos de prueba para usar en aditivos químicos que se agregarán al concreto de cemento hidráulico en el campo y define siete tipos comunes de ingredientes químicos. Otra norma del Comité C09 que proporciona una utilidad afín es la C260, Especificación para aditivos incorporadores de aire para concreto. La incorporación de aire, creación de burbujitas en el concreto, aumenta la durabilidad del concreto endurecido, en especial, en climas con ciclos de congelamiento y descongelamiento.

    Seguimos el ritmo de nuevas tecnologías y desarrollos

    Si bien el concreto está muy arraigado en la industria de la construcción mundial, la tecnología del concreto sigue avanzando. A medida que estas tecnologías se desarrollan y prosperan con el tiempo, los miembros del Comité C09 han mantenido firme y fuerte su compromiso a satisfacer las necesidades de normas de sus interesados. Los miembros antiguos del Comité C09 ven esta respuesta como la prioridad número uno.

    "Durante mis veinte años como miembro del Comité C09, hubo una evolución permanente en la tecnología del concreto", menciona Steven E. Parker, gerente de Ventas y Comercialización de CHRYSO Inc. y actual presidente del Comité C09. "Creo que nuestra máxima prioridad como comité continúa siendo seguir el ritmo de estos avances y desarrollar normas que sean relevantes directamente para las necesidades de la industria".

    En los últimos años, el comité ha visto un interés y una demanda cada vez mayores en la tecnología del concreto autocompactante. El concreto autocompactante es un concreto muy maleable que puede fluir por elementos estructurales complejos y muy reforzados por su propio peso y rellenar bien todos los huecos sin segregación, excesiva exudación, excesiva migración de aire (explosión de aire) u otra separación de materiales y sin necesidad de vibración ni otra consolidación mecánica. Desde el punto de vista de la instalación, el concreto autocompactante ofrece muchos beneficios en comparación con el concreto convencional, como menos mano de obra, índices de producción más rápidos y menores costos de proyectos.

    Para abordar el advenimiento de esta tecnología, el Comité C09 creó el Subcomité C09.47 sobre concreto autocompactante para desarrollar normas en este sector de rápida evolución. Por medio de su agenda de temas concretos, el Subcomité C09.47 ha elaborado varias normas valiosas para el mercado, como la C1712, Método de prueba para una evaluación rápida de la segregación estática del concreto autocompactante con ensayo de penetración. Esta norma ayuda a los fabricantes de concreto a desarrollar procedimientos de control de calidad cuando se mide y se mantiene la estabilidad de mezclas de concreto autocompactante. Otra norma bien documentada es la C1610, Método de prueba normalizado para segregación estática de concreto autocompactante utilizando la técnica de columna.

    El tema en desarrollo de las reacciones de agregados alcalinos en el concreto también ha sido incluido en la agenda de desarrollo de normas del Comité C09. La reacción de agregados alcalinos es la reacción química de alcalinos en el concreto y ciertos minerales de reacción alcalina en agregados que produce un gel higroscópico que, cuando hay humedad, absorbe agua y se expande. La expansión del gel provoca grietas en el concreto, que ocasionan problemas estructurales graves y, a veces, hace falta demoler.

    Las reacciones de agregados alcalinos son el tema central del Subcomité C09.50 sobre manejo del riesgo para reacciones de agregados alcalinos. El grupo está tomando la iniciativa sobre el desarrollo de normas sobre mitigación de reacciones de agregados alcalinos perjudiciales en el concreto. Se encuentra en desarrollo la primera norma del Subcomité C09.50, que tratará el proceso de identificación tanto de agregados de posible reacción álcali-sílice y de reacción carbonato-alcalina mediante procedimientos de pruebas normalizados y la elección de opciones de mitigación.

    Interés en la sustentabilidad

    El constante crecimiento del diseño y la construcción de edificios sustentables también está ayudando a impulsar muchas iniciativas dinámicas en el Comité C09. Un sector que está captando mayor interés es el uso de ceniza volante como aditivo para la fabricación de concreto. La ceniza volante es un derivado de la quema del carbón pulverizado en las centrales de generación eléctrica. Cuando se usa para fabricar concreto, mejora la maleabilidad,  cohesión, terminación y durabilidad, a la vez que se consume menos energía y se mejora la eficiencia y el desempeño de la construcción —todas metas importantes en la construcción ecológica. En la actualidad, según datos de la National Ready Mixed Concrete Association (Asociación Estadounidense de Concreto Premezclado), la ceniza volante se usa en más del 50% de todo el concreto premezclado colocado en los EE. UU.

    El Comité C09 ha desarrollado varias normas para ayudar a los interesados del sector industrial a elegir, probar y mezclar ceniza volante para fabricar concreto y, a la larga, respaldar un mayor uso del concreto y fomentar prácticas sustentables. La norma C1697, Especificación para materiales cementicios complementarios mezclados, brinda orientación central para mezclar dos o tres materiales cementicios complementarios que cumplen con normas ASTM, como la ceniza volante del carbón, para usar en el concreto o morteros. Esta norma se usa junto a dos normas de ceniza volante: C311/C311M, Métodos de prueba para tomar muestras y probar cenizas volantes o puzolanas naturales para usar en concreto de cemento Portland, y C618, Especificación para cenizas volantes de carbón y puzolana natural cruda o calcinada para uso en concreto.

    Otra consideración importante en la construcción sustentable es también el manejo adecuado del agua pluvial. Las superficies impermeables que suelen encontrarse en las vías de acceso, aceras y estacionamientos pueden causar grandes cantidades de escorrentía de agua pluvial, que puede tener efectos ambientales perjudiciales: mayor contaminación e inundaciones frecuentes, inestabilidad de los cauces, concentración de flujo en propiedades aledañas y daños en la infraestructura de transporte y servicios públicos.

    Para abordar estos desafíos, los creadores de edificios verdes se están volcando al concreto permeable, una solución que no perjudica el medio ambiente aplicable a la superficie de calles, vías de acceso y estacionamientos que son parte de viviendas y edificios de oficinas o están al lado de ellos El concreto permeable captura el agua pluvial y permite que se filtre en el suelo, y así reduce la escorrentía y ayuda a cumplir con los reglamentos sobre aguas pluviales de la Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU. (EPA).

    El Subcomité C09.49 de sobre Concreto permeable está respondiendo a la necesidad del mercado de contar con normas para este tipo de concreto. Debido a su naturaleza porosa, el concreto permeable no puede probarse utilizando las normas tradicionales para el concreto. Para cubrir este espacio, están las normas C1688/C1688M, Método de prueba para evaluar la densidad y el contenido de vacío del concreto permeable recién mezclado, que ayuda a verificar si el concreto permeable entregado en un proyecto coincide con las proporciones de mezcla del productor, y C1701/C1701M, Método de prueba para determinar la velocidad de infiltración in-situ del concreto permeable, que se usa para detectar la reducción del índice de filtración del concreto permeable y, así, identificar la necesidad de remediación.

    Las declaraciones ambientales de los productos

    El crecimiento global de las construcción de edificios sustentables ha traído aparejado un aumento en las declaraciones de producto "ecológicas" de los fabricantes de materiales y otros proveedores de la industria. Uno de los recursos para ayudar a los fabricantes a evaluar la "conciencia ecologista" de sus productos es la declaración ambiental del producto, un informe detallado que resume el efecto de un producto en el medio ambiente a lo largo de su vida útil.

    En 2012, ASTM International se transformó en operador de programa para desarrollar reglas de categoría de producto (PCR por sus siglas en inglés) y verificar las EPD en respuesta a la creciente necesidad de entender el impacto ambiental real de productos desde la extracción de materias primas hasta la eliminación y reciclado. Los miembros del Comité C09 están respaldando a los principales grupos de interesados de ASTM en esta iniciativa, proporcionando conocimientos específicos de la industria para el proceso de desarrollo de reglas de categoría de producto para el concreto y agregados del concreto. ASTM se encuentra trabajando con varias organizaciones de la industria del concreto para desarrollar reglas de categoría de producto y verificar las nuevas declaraciones ambientales de producto, como la Asociación de Cemento Portland, la Asociación del Cemento con Escoria, Asociación Estadounidense de Mampostería de Concreto, etc.

    Un pasado glorioso, un futuro brillante

    En un año de celebración, los logros y aportes del Comité C09 de ASTM a las industrias mundiales del concreto y la construcción y al entorno urbanístico en general, podrían llenar muchas más páginas de esta revista. Desde sus prometedores comienzos en 1914 cuando un pequeño grupo de profesionales se reunieron para trabajar en métodos para hacer y probar muestras de campo de concreto, hasta sus miembros internacionales con más de 1400 expertos técnicos que abordan los desafíos actuales de una industria dinámica, el Comité 09 y sus miembros —antiguos y actuales— pueden reflexionar sobre sus logros y su trabajo constante para satisfacer necesidades de normas.

    Doug Clauson es escritor independiente y vive en Wynnewood, Pennsylvania.