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Utilización de los concretos de alta resistencia y concretos
celulares en la industria de la construcción ecuatoriana,
clasicados por sectores: vivienda, electricidad,
gas/petróleo, salud y educación
Cabrera, María Inés
1
1
Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática. Posgrado,
Quito, Ecuador
1
e-mail: micabrera@edesa.com.ec
Información del artículo
Recibido: Junio 2015 — Aceptado: Agosto 2015
Resumen
En esta investigación se analizan las características de los concretos convencionales y de los especiales,
principalmente los celulares y de alta resistencia, motivo de la investigación. Se valoran las formas de
obtención y sus usos, así como las posibilidades de utilización en sectores estratégicos del Ecuador, tales
como: salud, educación, vivienda, gas/petróleo y electricidad, a partir de sus principales propiedades
mecánicas.
Se comprobaron las excelentes propiedades de los concretos especiales (alta resistencia y celulares) estu-
diados y se demuestran las posibilidades de utilización de los celulares en los sectores de salud, educación
y vivienda, donde las instalaciones requieren propiedades mecánicas menos rigurosas que para los secto-
res de electricidad y gas/petróleo, que exigen en sus instalaciones el uso de concretos de alta resistencia,
con valores de resistencia a la compresión mayores a 700 kg/cm
2
.
Palabras clave: concretos, convencionales, celulares, alta resistencia.
Abstract
In this paper the characteristics of conventional concrete and the specials concretes, mainly cellular and
high strength are analyzed. e forms of production and their uses are valued, as well as the usability in
Ecuador on strategic sectors such as health, education, housing, gas / oil and electricity, from its main
mechanical properties.
e excellent properties of the studied special concrete (cellular and high strength) were tested and the
potential use of cellular concrete in the sectors of health, education and housing, where installations
require less demanding mechanical properties than the electricity and gas / oil sectors, which requires
in their facilities the use of high-strength concrete, with values of compressive strength greater than 700
kg/cm2.
Keywords: Concrete, conventional, cellular, high-strength.
Utilización de los concretos de alta resistencia y concretos celulares en la industria de la construcción ecuatoriana, clasicados por sectores:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud y educación
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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Cabrera, María Inés
Introducción
El concreto es uno de los materiales más uti-
lizados en la construcción, donde su variedad de
densidad o peso volumétrico es bastante varia-
ble, con predominio de los concretos convencio-
nales, que poseen alrededor de 210 kg/cm2. Sin
embargo, los altos pesos de los concretos limitan
su uso práctico, sobre todo en la construcción de
losas de entrepiso y azoteas, “ya que estas están
diseñadas para soportar las cargas vivas (perso-
nas y mobiliario), las cuales se transmiten a las
trabes, columnas y nalmente a la cimentación y
al terreno” [1, p. 141].
La intensidad de la transformación de la ma-
teria prima, en la que se emplea grandes canti-
dades de agua y energía, tiene como objetivo fa-
bricar productos de calidad, que se adecuen a las
exigencias establecidas en las normativas, y que
sean durables [2], es decir, que no se deterioren
por la acción de fenómenos naturales, ambien-
tales, o por el propio desgaste asociado a su uso
sistemático.
El mercado mundial de cemento está en
constante expansión, incluyendo al Ecuador, por
tanto, para mejorar los niveles de desarrollo de
nuestro país es importante avanzar en la aplica-
ción de nuevos materiales de construcción, prin-
cipalmente en las variedades de concretos, que
respondan a las necesidades de las obras de in-
fraestructura que se acometen actualmente.
En Ecuador no existe experiencia en el uso
de concretos especiales, en sectores como educa-
ción, salud ni vivienda; mientras que los concre-
tos de alta resistencia y celulares se han empleado
con mayor frecuencia en obras hidroeléctricas,
como los proyectos Coca Codo Sinclair y Toachi
Pilatón, y en menor medida en las instalaciones
del sector gas/petróleo, lo cual está relacionado,
además, con la disminución de los precios del
petróleo, que ha generado un signicativo decai-
miento de las inversiones en esta área de la eco-
nomía ecuatoriana.
Partiendo de estos elementos, surge la ne-
cesidad de potenciar la utilización de concretos
especiales, celulares y de alta resistencia, en secto-
res estratégicos como: vivienda, electricidad, gas/
petróleo, salud y educación en Ecuador.
Marco teórico
El concreto es uno de los materiales más uti-
lizados en la construcción, donde su variedad de
densidad o peso volumétrico es bastante variable,
con predominio de “los concretos convencio-
nales, que poseen alrededor de 2.350 kg/m
3
” [3,
p. 141]. Sin embargo los altos pesos de los con-
cretos limitan su uso práctico, sobre todo en la
construcción de losas de entrepiso y azoteas,” ya
que estas están diseñadas para soportar las cargas
vivas (personas y mobiliario), las cuales se trans-
miten a las trabes, columnas y nalmente a la ci-
mentación y al terreno” [4, p. 141].
Cemento
El cemento es la materia prima principal
para la confección de concretos, y su base de fa-
bricación durante miles de años ha estado con-
formada por “una mezcla de calizas y arcillas
dosicadas en proporciones convenidas y moli-
das conjuntamente” [5, p. 2], para luego ser so-
metida a un “proceso de calcinación a una tem-
peratura aproximada de 1.400
o
C, dentro de un
horno rotatorio, lo que provoca la fusión parcial
del material hasta la formación del producto, lla-
mado clinker” [6, p. 16].
Figura 1. Empresas cementeras privadas de
Ecuador.
Fuente: Ekos negocios
Revista INGENIO N.º 1 vol. 1 (2018)
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Utilización de los concretos de alta resistencia y concretos celulares en la industria de la construcción ecuatoriana, clasicados por sectores:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud y educación
Marco teórico
El concreto es uno de los materiales más uti-
lizados en la construcción, donde su variedad de
densidad o peso volumétrico es bastante variable,
con predominio de “los concretos convencio-
nales, que poseen alrededor de 2.350 kg/m
3
” [3,
p. 141]. Sin embargo los altos pesos de los con-
cretos limitan su uso práctico, sobre todo en la
construcción de losas de entrepiso y azoteas,” ya
que estas están diseñadas para soportar las cargas
vivas (personas y mobiliario), las cuales se trans-
miten a las trabes, columnas y nalmente a la ci-
mentación y al terreno” [4, p. 141].
Cemento
El cemento es la materia prima principal
para la confección de concretos, y su base de fa-
bricación durante miles de años ha estado con-
formada por “una mezcla de calizas y arcillas
dosicadas en proporciones convenidas y moli-
das conjuntamente” [5, p. 2], para luego ser so-
metida a un “proceso de calcinación a una tem-
peratura aproximada de 1.400
o
C, dentro de un
horno rotatorio, lo que provoca la fusión parcial
del material hasta la formación del producto, lla-
mado clinker” [6, p. 16].
Figura 1. Empresas cementeras privadas de
Ecuador.
Fuente: Ekos negocios
En Ecuador constituye la principal materia
prima para la construcción, “una actividad que en
los últimos cinco años se ha caracterizado por un
crecimiento constante, 5,9% promedio” [7, p. 23].
Figura 2. Principales empresas públicas cemente-
ras de Ecuador.
Fuente: Ekos negocios
La industria del cemento es una de las de ma-
yor inuencia en el desarrollo inmobiliario del país,
como resultado de la canalización de recursos para
nanciar, principalmente, obras públicas y de viali-
dad, consideradas como uno de los mayores logros
del gobierno. En este resultado han intervenido de
forma signicativa, las principales empresas cemen-
teras del Ecuador, lideradas por las multinacionales
privadas Holcim y Lafarge, con el 85% de participa-
ción en el mercado, como se aprecia en la gura 1.
Mientras que las cementeras públicas, Chim-
borazo y Guapán, tienen una participación pro-
medio del 15%, en el mercado nacional, como se
muestra en la gura 2.
El concreto
El concreto es una “mezcla de cemento, con
otros agregados gruesos y nos, con agua” [8, p.
4]. Su historia está asociada a la búsqueda de un
espacio para vivir con la mayor comodidad, segu-
ridad y protección deseada por el hombre. Su uti-
lización está vinculada con la aplicación de ma-
yores esfuerzos en las edicaciones, satisfaciendo
las necesidades de vivienda y erigiendo construc-
ciones con elevados requerimientos especícos.
Esencialmente es una mezcla de cemento,
arena, gravilla, agua y aditivos, capaces de endu-
recerse con el tiempo, adquiriendo características
que lo hacen de uso común en la construcción [9,
p. 9]. En estado fresco posee suciente tiempo de
manejabilidad y excelente coercividad en estado
endurecido.
El uso del concreto en la construcción se ha
incrementado, por su alta versatilidad, al adoptar
diversas formas mediante el empleo adecuado
de diferentes materiales, metálicos y no metáli-
cos. Adaptándose a proyectos de distinta índo-
le, desde una simple vivienda hasta la ejecución
de estructuras de gran altura o proyectadas para
soportar grandes cargas, debido a su alto peso
volumétrico y a la necesidad de utilizar mezclas
cientícamente diseñadas para obtener concretos
de alta resistencia.
Como resultado del gran desarrollo cons-
tructivo, en Ecuador existen diferentes empre-
sas especializadas en la conformación de
concretos, entre las cuales sobresalen
las siguientes hormigoneras: Equinoccial, Quito,
Holcim, Hormiconcretos, Del valle, Hormigone-
ra Concret, De los Andes, entre otras.
Tecnologías del concreto
Múltiples investigaciones se han realizado, en
los últimos años, con vistas a lograr concretos con
valores de densidades acordes con las exigencias
de las acciones constructivas, “que uctúan como
promedio entre 200 y 1.920 kg/m
3
, adecuados
para rellenos de objetos de obra menos exigen-
tes como pisos, muros, losas, etcétera” [4, p. 141].
Por otra parte, también se han desarrollado otros
tipos de concretos, como los reforzados con -
bras y los de alta resistencia, que contribuyen a
controlar las grietas características del concreto,
y aumentar la resistencia a la tensión y a la com-
presión; igualmente están los “concretos de altas
resistencias estructurales empleados en prefabri-
cados o colados en sitio; así como los concretos
de altas resistencias permeables, que permiten el
paso del agua al subsuelo, entre otros” [10, p. 10].
Las principales investigaciones realizadas a
través de miles de años, “partieron de una mezcla
de caliza dura, molida y calcinada con arcilla, que
al agregársele agua, producía una pasta calcinada,
que era molida y agitada hasta producir un polvo
no que es el antecedente directo del actual cemen-
to Portland y el concreto” [4, p. 142]. A partir de
estos elementos constructivos el desarrollo de los
materiales de construcción se ha mantenido apare-
jado al avance tecnológico de la sociedad mundial.
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
18
Cabrera, María Inés
En Ecuador el consumo de concretos ha esta-
do muy relacionado con la producción de cemen-
to. Así, la producción a partir del año 2012 ha su-
perado los 6,0 millones de toneladas anuales, con
una comercialización mensual promedio supe-
rior a las 550.000 toneladas [11]. Este incremento
sostenido tiene relación con las obras constructi-
vas ejecutadas en el país, en los últimos diez años,
que ha demandado un gran consumo de concre-
tos de calidad, que normalmente “son preparados
según las características de las normas que cada
proyecto demande” [12, p. 4].
Concretos convencionales
Los concretos convencionales son una mezcla
de cemento, arena, gravilla, agua y aditivos, que
“poseen la cualidad de endurecer con el tiempo,
adquiriendo características que lo hacen de uso
común en la construcción. En estado fresco posee
suciente tiempo de manejabilidad, y excelente
cohesividad en estado endurecido” [13], conside-
rando que la calidad durante su elaboración, “se
desarrolla en un ambiente rigurosamente contro-
lado, sin embargo, en las hormigoneras, esto
no puede darse” [14, p. 311].
De forma general los concretos convencionales
se caracterizan por presentar propiedades con valo-
res promedio resumidos en “densidad entre 2.200 y
2.500 kg/m
3
, resistencia a la compresión entre 100-
500 kg/cm
2
, tiempos de fraguado variable, de alre-
dedor de 2,5 horas promedio, resistencia a la trac-
ción relativamente baja, generalmente despreciable
en el cálculo global de la construcción” [4, p. 142].
En resumen, los concretos convencionales,
poseen importantes propiedades superciales
(adhesivas y cohesivas) que permiten unir dife-
rentes tipos de minerales en el interior de masa o
mezcla, “que involucra a gran cantidad de mate-
riales utilizados en la industria del cemento en el
mundo” [15, p. 34].
Composición química
La mezcla que habitualmente se realiza con
cemento y agua forma un conglomerado cemen-
tante, donde se generan diferentes reacciones
químicas, entre ellas el proceso de hidratación
del cemento. “Estas reacciones se maniestan
primeramente por la rigidización paulatina de la
mezcla, que culmina con su fraguado, seguido del
endurecimiento y adquisición de resistencia me-
cánica en el producto” [16, p. 34].
Aun cuando la hidratación del cemento es un
fenómeno sumamente complejo, existen simpli-
caciones que permiten interpretar sus efectos en
el concreto. Es por ello que “la composición quí-
mica de un clinker Portland se dene mediante la
identicación de cuatro compuestos principales,
cuyas variaciones relativas determinan los dife-
rentes tipos de cemento Portland” [17]. De forma
general los principales compuestos del cemento,
son los siguientes:
Silicato tricálcico (3CaO SiO
2
C
3
S)
Silicato dicálcico (2CaO SiO
2
C
2
S)
Aluminato tricálcico (3CaO Al
2
0
3
C
3
A)
Aluminoferrito tetracálcico (4CaO Al
2
0
3
Fe
2
0
3
C
4
AF)
Como puede observarse, “la cal es uno de los
componentes principales del cemento y actual-
mente sigue empleándose profusamente en la
confección de los cementos a nivel mundial” [18,
p. 3]. Sus características físico-químicas le atribu-
yen particularidades insustituibles a la conforma-
ción del cemento y los concretos, tanto conven-
cionales como especiales.
Principales propiedades del concreto convencional
Los diferentes tipos de concretos que existen
en el mundo, poseen variadas propiedades físi-
co-mecánicas que denen los usos industriales
que estos tendrán en las distintas construcciones
que a diario se ejecutan.
Densidad
Esta es una de las principales propiedades de
los concretos, la misma ha sido un problema co-
tidiano en el uso del concreto en la construcción,
donde la carga muerta es un factor importante y
el concreto de peso normal es muy pesado para
ser utilizado de forma práctica, principalmente,
en la construcción de losas de entrepiso y azoteas,
“ya que están diseñadas para soportar cargas vi-
vas, o sea personas y mobiliarios, que repercute
en construcciones pesadas, vigas de gran peral-
te, columnas robustas y cimentaciones amplias o
complejas, lo cual se traduce en un elevado costo
de la obra” [4, p. 142].
Las losas de entrepiso se realizaban por medio
de vigas y tablas de madera con muy bajo peso y
apropiadas para esfuerzos de exión, compresión
Revista INGENIO N.º 1 vol. 1 (2018)
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Utilización de los concretos de alta resistencia y concretos celulares en la industria de la construcción ecuatoriana, clasicados por sectores:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud y educación
y cortante. Así, en muchos países de Europa y
en Estados Unidos se usa con frecuencia la ma-
dera para la construcción de casas, a pesar de que
la combustión y fácil propagación de fuego de la
misma, constituyen un problema latente.
Resistencia a la compresión
Esta propiedad se calcula a partir de la car-
ga de ruptura dividida entre el área de la sección
que resiste a la carga y se reporta en megapascales
(MPa). Generalmente “los requerimientos para
concretos convencionales pueden variar entre
17 MPa y 28 MPa, para estructuras comerciales,
mientras que para determinadas aplicaciones se
especican resistencias superiores hasta de 170
MPa y más” [19, p. 6]. Sin embargo, los llamados
concretos especiales, poseen valores muy supe-
riores, como analizaremos más adelante.
Para determinar la resistencia del concreto in
situ, normalmente se utiliza la norma ASTM C31
[20], que formula procedimientos para las prue-
bas de curado en campo. Mientras que a través de
la ASTM C39, se emplea el “método estándar de
prueba de resistencia a la compresión de probetas
cilíndricas de concreto” [21].
Incluso se ha determinado “la relación entre la
resistencia a la compresión del concreto y la veloci-
dad de los pulsos de ultrasonido” [22, p. 4], funda-
mentalmente para la vericación de la calidad del
concreto, utilizado en obras, más no “para tomar
decisiones estructurales de importancia en el pro-
ceso constructivo de una estructura [23, p. 6].
Por su parte, el “control de la calidad de la
resistencia del concreto se realiza de forma siste-
mática, durante el proceso constructivo, tanto en
la obra en ejecución, como en los laboratorios”
[24, p. 9], lo que constituye una de las principa-
les propiedades que impactan en la calidad de las
edicaciones.
Tiempo de fraguado
Es el proceso de endurecimiento y pérdida
de plasticidad del concreto (o mortero de ce-
mento), producido por la desecación y recrista-
lización de los hidróxidos metálicos, proceden-
tes de la reacción química del agua de amasado,
con los óxidos metálicos presentes en el clinker
que compone el cemento [25, p. 10]. En otras
palabras, es la “condición alcanzada por un pro-
ducto hormigonado que ha perdido plasticidad
hasta un nivel arbitrario, o sea, se reere a una
rigidez signicativa o deformación remanente
luego de retirada la tensión” [26].
El tiempo de fraguado ocurre a través de las
reacciones químicas entre el cemento y el agua,
que evidentemente generan calor y dan origen
a nuevos compuestos, “provocando el endureci-
miento y aglutinación de la mezcla de concreto,
adquiriendo cierta resistencia, proceso de suma
importancia ya que permite alcanzar el acabado
del concreto, normalmente este proceso ocurre
entre dos y cuatro horas después del hormigona-
do” [25, p. 12].
Resistencia a la tracción
Es una forma de comportamiento de “gran
signicado para el diseño y control de calidad en
todo tipo de obras y en especial en las estructuras
hidráulicas y de pavimentación” [27, p. 57]. Sin
embargo, esta propiedad mantiene su hegemonía
como indicador de la calidad, principalmente, por
el largo tiempo de aplicación que ha permitido
acumular importantes experiencias constructivas.
Usos
El concreto convencional tiene una amplia
utilización en las estructuras de concreto más co-
munes, fundamentalmente, para cimentaciones,
columnas, placas macizas y aligeradas, muros de
contención, entre otros usos.
Por los diseños constructivos de los locales
destinados a educación, salud y vivienda, donde
las “alturas y estructuras de las edicaciones de-
ben cumplir determinadas normas, para los espa-
cios interiores y exteriores, con pequeñas alturas”,
que no exigen de concretos especiales [28, p. 125],
es evidente el uso en estos sectores de los concre-
tos convencionales, donde incluso la “altura en las
edicaciones multifamiliares de cinco pisos no
excede de 12 metros, promedio” [29, p. 47].
En la actualidad este es el concreto más uti-
lizado, sin embargo, el mundo del concreto nos
presenta otros como son los concretos celulares,
y de altas resistencias estructurales. A pesar de la
demostración práctica de estos productos en el
ámbito profesional de la industria de la construc-
ción en Ecuador, aún no está implementado su
uso de forma generalizada. Es por ello que este
estudio tiene como objetivo, evaluar y propiciar
el conocimiento y divulgación de los resultados
del uso de estos productos en ramas estratégicas.
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
20
Cabrera, María Inés
Concretos especiales
A continuación, se analizan las principales
características de los concretos u hormigones es-
peciales, que constituyen el objeto de estudio de
esta investigación, utilizados con mayor frecuen-
cia, por sus excelentes propiedades físico-mecá-
nicas, en las construcciones de obras de sectores
importantes como la electricidad, gas/petróleo.
Mientras que los concretos convencionales son
mucho más empleados en la fabricación de obras
para vivienda, salud y educación.
Concreto celular
En la década de los años 60, como resultado
del crecimiento de la industria de la construcción,
surgió la necesidad de obtener productos livianos
y que sean aislantes térmicos para su uso en lo-
sas y techos. Así, “en varios países europeos como
Austria y Alemania, comenzó la fabricación de
un mortero de cemento liviano con la adición de
espumas, lo que constituyó el inicio de los mor-
teros celulares” [4, p. 143]. Este tipo de producto
se ha ido perfeccionando y su uso se ha generali-
zado a nivel mundial. Han pasado varias décadas
desde que se crearon los primeros productos para
abaratar los costos, que han contribuido a mejo-
rar la calidad de las edicaciones. Sin embargo, en
Ecuador no ha sido posible su desarrollo, ya que
hasta el momento no existe en el país, una cultura
de implementación de nuevos materiales.
Composición y características
El concreto celular es un producto cementante
de alta resistencia, consistente en cemento, arena
y otros materiales silíceos, elaborado mediante un
proceso físico o químico al introducírsele aire o gas
a la mezcla [10], formándose micro burbujas en di-
cha mezcla. La espuma formada se mezcla con la
lechada de arena/cemento/agua, comportándose
igual que el concreto denso pesado ordinario. La
diferencia se establece en la cantidad de aire, la cual
es importante y “puede variar de 20 a 50% cuando
se utiliza estructuralmente, pero puede llegar hasta
51 a 80% en concretos colados, usados para aisla-
miento térmico, de empaque o relleno” [4, p. 144].
Generalmente es denido como una mezcla
con estructura homogénea de silicatos de calcio
en granos nos, que contiene pequeñas burbujas
de aire aisladas, también es conocido como “un
material de peso de Alta Resistencia que puede
ser elaborado con o sin agregados, adicionando
solo un gas o una espuma que reacciona quí-
micamente, formado por poros de aire micro y
macroscópicos, uniformemente distribuidos en
la pasta de cemento” [10, p. 2]. Su estructura es
esencial para determinar las propiedades físicas
del material, como pequeño peso, conductividad
térmica, resistencia al fuego, a la compresión y
a la congelación. Una ilustración de este tipo de
concreto se muestra en la gura 3.
Este tipo de producto es conveniente utilizar
en la construcción de viviendas de interés social,
por su comportamiento durante la construcción
a base de elementos prefabricados o colados en el
sitio [10, p. 4].
Este material de construcción es muy liviano y
está destinado principalmente a obras gruesas, ya
que debido a su condición aislante, supera los re-
querimientos de la normativa térmica, además de
ser ecológico al utilizar materias primas naturales
en su proceso productivo, de muy baja contamina-
ción, ahorra energía de forma pasiva en las cons-
trucciones. Teniendo en cuenta estos elementos
técnicos, para el caso de Ecuador, es recomendable
el uso de este tipo de concreto en la construcción
de viviendas, escuelas e instalaciones de salud, ya
que las edicaciones no son de grandes alturas y no
requieren de grandes esfuerzos.
Sin embargo, a pesar de que no es tradicional
su empleo en grandes construcciones, es posible
utilizarlo además en las edicaciones asociadas
a las ramas de electricidad, principalmente, hi-
droeléctricas, considerando su baja densidad y
altos valores de resistencia, cumpliendo siempre
con las normas de arquitectura y urbanismo, que
“garanticen niveles de funcionalidad, seguridad,
estabilidad e higiene en espacios urbanos y edi-
caciones” [29].
Figura 3. Concreto celular o aireado
Revista INGENIO N.º 1 vol. 1 (2018)
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Utilización de los concretos de alta resistencia y concretos celulares en la industria de la construcción ecuatoriana, clasicados por sectores:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud y educación
ser elaborado con o sin agregados, adicionando
solo un gas o una espuma que reacciona quí-
micamente, formado por poros de aire micro y
macroscópicos, uniformemente distribuidos en
la pasta de cemento” [10, p. 2]. Su estructura es
esencial para determinar las propiedades físicas
del material, como pequeño peso, conductividad
térmica, resistencia al fuego, a la compresión y
a la congelación. Una ilustración de este tipo de
concreto se muestra en la gura 3.
Este tipo de producto es conveniente utilizar
en la construcción de viviendas de interés social,
por su comportamiento durante la construcción
a base de elementos prefabricados o colados en el
sitio [10, p. 4].
Este material de construcción es muy liviano y
está destinado principalmente a obras gruesas, ya
que debido a su condición aislante, supera los re-
querimientos de la normativa térmica, además de
ser ecológico al utilizar materias primas naturales
en su proceso productivo, de muy baja contamina-
ción, ahorra energía de forma pasiva en las cons-
trucciones. Teniendo en cuenta estos elementos
técnicos, para el caso de Ecuador, es recomendable
el uso de este tipo de concreto en la construcción
de viviendas, escuelas e instalaciones de salud, ya
que las edicaciones no son de grandes alturas y no
requieren de grandes esfuerzos.
Sin embargo, a pesar de que no es tradicional
su empleo en grandes construcciones, es posible
utilizarlo además en las edicaciones asociadas
a las ramas de electricidad, principalmente, hi-
droeléctricas, considerando su baja densidad y
altos valores de resistencia, cumpliendo siempre
con las normas de arquitectura y urbanismo, que
“garanticen niveles de funcionalidad, seguridad,
estabilidad e higiene en espacios urbanos y edi-
caciones” [29].
Figura 3. Concreto celular o aireado
La propuesta de uso en los sectores de salud,
educación y vivienda, está fundamentado en que
mundialmente este producto es utilizado en este
tipo de esferas económicas debido a sus cualida-
des, muy parecidas a la madera, ya que “es un pro-
ducto con resistencia y solidez, un material liviano,
de precisión dimensional, rapidez de construc-
ción, eciencia, economía, durabilidad, resistencia
al fuego, aislamiento térmico, y preocupación por
el medio ambiente tanto del producto como de su
proceso de fabricación” [4, p. 147].
Las principales ventajas se reeren a una ma-
yor simpleza en la instalación constructiva, sien-
do un producto limpio, fácil de manejar, dúctil
y capaz de ser cortado fácilmente con serrucho
de mano o sierra de huincha eléctrica, adicio-
nalmente se puede perforar, ranurar, lijar para
alcanzar formas deseadas, pareciéndose así a la
madera, además de simplicar las instalaciones
de ductería eléctrica.
Su uso se orienta a una gama amplia e impor-
tante de aplicaciones constructivas como: “muros
estructurales de albañilería armada, reforzada,
tabiquería interior, molduras, cornisas exteriores,
paneles de losas, paneles industriales, entre otros,
y sus propiedades se traducen en ventajas cons-
tructivas, como opciones para arquitectos, cons-
tructores y empresarios, aplicados en instalacio-
nes residenciales, comerciales e industriales” [19,
p. 22]. Entre sus ventajas se encuentra su resisten-
cia y solidez, además de que es un material liviano
que reduce la carga sobre estructuras y fundicio-
nes, lo que unido a su resistencia, se traduce en un
buen comportamiento estructural ante la acción
sísmica y hace que sea fácil de manipular y en-
samblar. Estos atributos evidentemente reducen
los costos de construcción y aumenta la produc-
tividad, debido a menores costos de transporte
y almacenaje, disminución de requerimiento de
mano de obra, menores costos en materiales de
terminación y no requiere aislamiento térmico
adicional, lo que permite su uso en los sectores de
salud, vivienda y educación, donde no se exigen
de importantes cargas cíclicas en las edicaciones
de estas ramas económicas. Otra de las caracte-
rísticas del concreto celular es que no contiene
materias combustibles y es altamente resistente
al fuego, ofreciendo máxima protección contra
incendios, elementos que avalan la propuesta de
uso en los sectores mencionados.
Los materiales empleados para fabricar el
concreto celular son básicamente los mismos que
se utilizan para el concreto tradicional, excepto
los agregados de cuarzo y los agentes químicos
que producen las partículas de aire.
Forma de fabricación.
Los métodos para fabricarlo son por medio
de la introducción de un elemento químico que
produce gas en una lechada compuesta de cemen-
to y un material de sílice que sirve de espumante,
que al endurecerse forma una estructura unifor-
me de poros.
Para la formación de poros se utilizan dife-
rentes técnicas, principalmente “de gasicación
interior con polvo de aluminio, que reacciona con
el hidróxido de cal libre del cemento durante el
fraguado y genera hidrógeno en forma de burbu-
jas pequeñas, obteniéndose aluminato tricálcico
hidratado + hidrógeno” [4, p. 147]. Por tanto es
importante señalar que, la velocidad de reacción
depende del tipo y de la cantidad de polvo de alu-
minio que se agregue a la mezcla, así como de “la
nura del cemento, temperatura y proporción de
los componentes” [24, pp. 2-3].
Otros reactivos utilizados son el polvo de
zinc: usado para formar zincato de calcio + hidró-
geno, donde el hidrógeno es reemplazado por el
aire, por lo tanto, no existe ningún peligro de que
ocurra fuego. Adicionalmente se utiliza agua oxi-
genada y polvo blanqueador, vericándose una
reacción química, en la cual se desprende oxíge-
no en vez de hidrógeno, o sea, cloruro de calcio +
oxígeno + agua [30].
Por último los “sulfonatos alkyl aryl, el sul-
fonato de lauryl de sodio, ciertos jabones y resi-
nas, aditivos espumantes destinados a extinguir
incendios, así como plásticos o resinas sintéticas
en estado líquido viscoso” [4, p. 147], los cuales
son apropiadas para la elaboración de concretos
colados en el sitio de la obra.
Así se obtienen varios tipos de concretos ai-
reados, empleando diferentes tipos de “aditivos
como generador espumante, bra dispersante,
retardante, expansor, escoria, ceniza volante, etc”.,
que suplen las deciencias de baja densidad del
concreto celular. Entre los principales tipos de
estos concretos destacan: puros, arenados, con
agregados de alta resistencia, con agregados ex-
pansivos y modicados [10, p. 5].
Usos
En resumen, el concreto celular es una mo-
dicación del concreto normal y la diferencia
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
22
entre ambos está en su densidad, más que en su
calidad. Es recomendable usar para “clima cáli-
do, ya que evita la penetración del calor dentro
de la vivienda; para clima frío, para propiciar la
acumulación de calor interior, así como para la
construcción en regiones con clima templado,
semifrío, en invierno o en verano” [4, p. 146],
lo que permite la adecuación de la vivienda al
entorno constructivo.
Se utiliza en dos formas principales, como
“pre-colado para muros, losas de entrepiso y
azoteas, y bloques de construcción y colado en
el sitio, principalmente, para elementos estruc-
turales y rellenos” [4, p. 147]. Estos elementos
fundamentan su uso “por más de 50 años, en la
construcción de viviendas en Europa y países de
América” [31].
En cualquiera de estas formas de uso, su peso
varía de acuerdo con el estado en que se encuen-
tre, ya sea plástico, fraguado o secado en horno.
En todos los casos el rango de densidad varía, de-
pendiendo de sus características, y uctúa entre
200 y 1.900 kg/m
3
, aspecto que lo diferencia de
los concretos convencionales, incrementando de
uso en obras de gran complejidad de las indus-
trias eléctricas y del petróleo.
En Ecuador se han desarrollado investiga-
ciones para la obtención de un concreto celular,
“con características y propiedades adecuadas para
usar como base y subbase, en las vías de comuni-
cación, conformadas con materiales pétreos” [32,
p. 7], sin embargo su uso industrial aún es insu-
ciente, según las potencialidades de uso que tiene
el país en su desarrollo actual.
Concreto de alta resistencia
Son considerados de alta resistencia los con-
cretos con valores de esta propiedad, igual o supe-
rior a los 500 kg/cm
2
a los 28 días, considerados
también como de alto desempeño por su trabaja-
bilidad y durabilidad, con una alta aplicación en
la esfera medioambiental [5, p. 7].
Otros autores denominan concreto de alta
resistencia (CAR) a aquellos que poseen “re-
sistencia a la compresión comprendida entre el
límite superior que al respecto establecen ac-
tualmente las normas nacionales (alrededor de
60 MPa) y los 130 MPa, valor máximo que en
la práctica, puede alcanzarse con agregados con-
vencionales”
[33, p. 119].
Figura 4. Construcciones realizadas con concreto
de alta resistencia.
Este tipo de concreto “resuelve el problema
de peso y durabilidad en edicios y estructuras,
posee puntos fuertes comparables con el concre-
to normal, y es típicamente 25 a 35% de más alta
resistencia, por lo que ofrece exibilidad de dise-
ño y ahorro de costos” [34, p. 2], lo que garantiza
una menor carga muerta, permite mejorar la res-
puesta sísmica estructural, con miembros estruc-
turales de tamaño más pequeño, menos refuerzo
de acero, y menores costos de fundiciones [35, p.
4]. Los elementos prefabricados con concretos de
alta resistencia han reducido los costos de trans-
porte y colocación. Por tanto el excelente rendi-
miento y durabilidad de este concreto, hecho con
esquisto expandido, arcilla o pizarra agregado de
alta resistencia, es un resultado de la naturaleza
de cerámica del agregado, y su excepcional unión
y compatibilidad elástica con una matriz cemen-
tosa, de gran uso internacional, como se muestra
en la gura 4.
Este tipo de concreto posee elevada resistencia
a la compresión, “con valores promedio entre 400 -
500 kg/cm
2
(39.2 - 49.1 MPa), y resultados de hasta
900 kg/cm
2
, característico de los hormigones, por
su dosicación, puesta en obra y curado” [36], que
generalmente ofrece “mejores prestaciones refe-
rente a permeabilidad, resistencia a los sulfatos, a
la reacción árido-álcalis, resistencia a la abrasión,
etc.; lo cual les conere una mayor durabilidad que
el resto de los concretos” [37, p. 17].
Este tipo de concreto alcanza su mayor resis-
tencia más temprano que un concreto normal. El
período en el que tenga que obtener una resisten-
cia especicada puede variar desde unas cuantas
horas, incluso minutos, hasta varios días. Se pue-
de lograr un concreto de alta resistencia haciendo
uso de los ingredientes y de las prácticas de co-
locado tradicionales para el concreto, capaces de
alcanzar elevados valores de resistencia, como se
muestra en la gura 5.
Cabrera, María Inés
Revista INGENIO N.º 1 vol. 1 (2018)
23
[33, p. 119].
Figura 4. Construcciones realizadas con concreto
de alta resistencia.
Este tipo de concreto “resuelve el problema
de peso y durabilidad en edicios y estructuras,
posee puntos fuertes comparables con el concre-
to normal, y es típicamente 25 a 35% de más alta
resistencia, por lo que ofrece exibilidad de dise-
ño y ahorro de costos” [34, p. 2], lo que garantiza
una menor carga muerta, permite mejorar la res-
puesta sísmica estructural, con miembros estruc-
turales de tamaño más pequeño, menos refuerzo
de acero, y menores costos de fundiciones [35, p.
4]. Los elementos prefabricados con concretos de
alta resistencia han reducido los costos de trans-
porte y colocación. Por tanto el excelente rendi-
miento y durabilidad de este concreto, hecho con
esquisto expandido, arcilla o pizarra agregado de
alta resistencia, es un resultado de la naturaleza
de cerámica del agregado, y su excepcional unión
y compatibilidad elástica con una matriz cemen-
tosa, de gran uso internacional, como se muestra
en la gura 4.
Este tipo de concreto posee elevada resistencia
a la compresión, “con valores promedio entre 400 -
500 kg/cm
2
(39.2 - 49.1 MPa), y resultados de hasta
900 kg/cm
2
, característico de los hormigones, por
su dosicación, puesta en obra y curado” [36], que
generalmente ofrece “mejores prestaciones refe-
rente a permeabilidad, resistencia a los sulfatos, a
la reacción árido-álcalis, resistencia a la abrasión,
etc.; lo cual les conere una mayor durabilidad que
el resto de los concretos” [37, p. 17].
Este tipo de concreto alcanza su mayor resis-
tencia más temprano que un concreto normal. El
período en el que tenga que obtener una resisten-
cia especicada puede variar desde unas cuantas
horas, incluso minutos, hasta varios días. Se pue-
de lograr un concreto de alta resistencia haciendo
uso de los ingredientes y de las prácticas de co-
locado tradicionales para el concreto, capaces de
alcanzar elevados valores de resistencia, como se
muestra en la gura 5.
Entre las principales ventajas de este tipo de
concreto, se encuentran las siguientes: “altas re-
sistencias iniciales y nales, trabajabilidad de
las mezclas, reducción de la segregación y exu-
dación, reducción del calor de hidratación y la
tendencia a la suración en grandes estructuras,
buen desempeño de fraguado y resistencia para la
construcción de obras” [38, p. 8].
Adicionalmente posee una “resistencia quí-
mica moderada al agua del mar, difusión de clo-
ruros y ataque de sulfatos, lo que aumenta la du-
rabilidad del concreto, signicativos ahorros en el
consumo de cemento por metro cúbico de con-
creto, rápida puesta en uso de estructuras y vías
de concreto” [27, p. 11].
Formas de fabricación
Figura 5. Resistencia la compresión en concretos
convencionales y de alta resistencia.
Esto concretos se pueden obtener por medio
de algunas de las combinaciones que se muestran
a continuación, “en dependencia de la edad a la
cual la resistencia especicada se tenga que alcan-
zar y de las condiciones de la obra” [39, p. 33]:
- Uso de cemento alta resistencia, entre 356
a 593 kg/m
3
.
- Baja relación agua – cemento, entre 0.20 a
0.45 en peso.
- Mayor temperatura del concreto fresco.
- Mayor temperatura de curado.
- Uso de aditivos químicos.
- Curado al vapor o en autoclave.
- Uso de un aislamiento para retener el ca-
lor de hidratación.
- Uso de cementos de fraguado regulado o
de otros cementos especiales.
En la actualidad no existe una metodología
especíca para la elaboración de concretos de
alta resistencia; sin embargo, el seguimiento de
algunas investigaciones ha permitido desarrollar,
“procedimientos para obtener concretos en un
período de tiempo relativamente corto y, sobre
todo, utilizando los materiales en la forma más
parecida a las condiciones y propiedades que tie-
nen cuando se emplean en las obras” [36, p. 50].
Como resultado se ha comprobado que la técnica
de mezclado de los materiales que permiten con-
formar este tipo de producto, incluye el uso de los
materiales siguientes: caliza, agua, arena, cemen-
to, microsílica, aditivo químico, el posterior mez-
clado y el control de la granulometría, que permi-
te incrementar la resistencia a la compresión. Por
tanto este tipo de concreto es factible de usarse en
instalaciones exigentes de sectores priorizados en
Ecuador, como electricidad, gas/petróleo, edica-
ciones con grandes cargas, así como de infraes-
tructuras viales, como puentes, puertos, canales
hidráulicos, entre otros.
Usos
Por las mencionadas características físicas–
mecánicas, el concreto de alta resistencia es utili-
zado para construcciones con altos niveles de exi-
gencia, sobre todo donde se requieren altas cargas
y tensiones. Su uso conlleva “la reducción de las
dimensiones de las secciones constructivas, lo que
permite signicativos ahorros de cargas muertas,
lo que repercute técnica y económicamente en la
viabilidad de las instalaciones fabricadas, con el
uso de este tipo de concreto” [36, p. 54].
Además, tiene “un módulo de elasticidad más
alto que el normal, lo que reduce las pérdidas de la
fuerza pretensora, debido al acortamiento elásti-
co del concreto, está menos expuesto a las grietas
por contracción, que aparecen con frecuencia en
los concretos convencionales [36, p. 55]. Todo lo
cual “minimiza su costo, ofrece mayor resistencia
a la tensión cortante, a la adherencia y al empuje
y es muy deseable para el montaje de cualquier
tipo de estructura” [38, p. 4]. Por tanto se utiliza
cuando se requieren resistencias superiores a los
Utilización de los concretos de alta resistencia y concretos celulares en la industria de la construcción ecuatoriana, clasicados por sectores:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud y educación
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
24
28 días, requisito muy demandado en instalacio-
nes gasopetrolíferas, hidroeléctricas y demás in-
fraestructuras de gran peso y cargas cíclicas.
Mundialmente son reconocidos los usos del
concreto de alta resistencia como “elementos pre-
fabricados de concreto, hormigones pretensados,
hormigones postensados, hormigones que re-
quieran desmolde anticipado y hormigones en los
que se requiere una alta durabilidad” [40, p. 66].
Entre las principales ventajas del uso de este
tipo de concreto [41, p. 8] se tienen las siguientes:
- Mayor rotación y menor tiempo de uso
del encofrado.
- Se pueden diseñar menos secciones es-
tructurales, con el consiguiente ahorro de
áreas de construcción.
- Mayor rendimiento en la ejecución de las
obras.
- Disminución de los esfuerzos de diseño.
- Apropiado para sistemas industrializados.
- Altas resistencias iniciales y nales.
- Resistencias superiores a las especicadas
en la Norma NTE INEN 2380.
- Mejor trabajabilidad de las mezclas.
- Reduce la segregación y exudación.
- Reduce el calor de hidratación y por con-
siguiente la tendencia a la suración en
grandes estructuras.
- Buen desempeño de fraguado y resistencia
para la construcción de obras en general.
- Resistencia química moderada al agua del
mar, difusión de cloruros y ataque de sul-
fatos, lo que aumenta su durabilidad.
- Ahorros signicativos en el consumo de
cemento por metro cúbico de concreto.
- Rápida puesta en uso de estructuras y vías
de concreto.
Resultados y discusión
El análisis se realizó de forma cualitativa y
cuantitativa, considerando los porcentajes de ma-
yor a menor grado de utilización de los concretos
de alta resistencia y celulares en la industria de
la construcción, clasicados por sectores, como:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud y edu-
cación. Los valores fueron obtenidos de forma
exploratoria a través de empresas constructoras
locales y entrevistas.
Empresas:
Uribe & Schwarzkopf
Sinohydro
Renería del Pacíco
Construecuador
Makiber
Ferroinmobiliaria
Municipio de Quito
Colegio de Arquitectos
Cámara de la Construcción
Tabla 1. Principales proyectos investigados en los
sectores de estudio.
SECTORES PROYECTOS kg/
cm2
ELECTRICIDAD
COCA CODO SINCLAIR
MANDURIACU
590
500
TOACHI PILATÓN 490
SOPLADORA 490
GAS / PETRO-
LEO
MONTE CHORRILLO
REFINERÍA ESMERAL-
DAS
490
490
REFINERÍA DEL PACÍ-
FICO
490
TORRES DE ARAGÓN 3 280
VIVIENDA YOO QUITO 280
VILLAS PALERMO 240
CIUDAD JARDÍN 240
EDUCACIÓN
UNIVERSIDAD IKIAM
ESCUELA DEL MILE-
NIO 6
DE OCTUBRE
280
240
SALUD
HOSPITAL
INTERNACIONAL
280
HOSPITAL DE MACHA-
LA
280
Las costumbres culturales e históricas, rela-
cionadas con la actividad constructiva del país
durante muchos años, han provocado el uso tra-
dicional de los concretos convencionales (como
muestra la tabla 1), en obras de educación, vi-
vienda y salud, sin embargo, el avance de la so-
ciedad, en sectores estratégicos anteriormente no
desarrollados, como el gas/petróleo y electrici-
Cabrera, María Inés
Revista INGENIO N.º 1 vol. 1 (2018)
25
dad, en grandes proporciones, han propiciado el
desarrollo y utilización de nuevos materiales de
construcción, ya que sus magnitudes ameritan
para garantizar mejor calidad y durabilidad de
las obras. Además, las características climatoló-
gicas y naturales del Ecuador, hacen que los da-
ños ocasionados a sus estructuras constructivas
puedan ser de carácter mecánico y químico. “Esta
clasicación se realiza tomando como referencia
la principal inuencia de las degradaciones en
una estructura, sin embargo, es pertinente tener
siempre presente que la relación entre los dos es
muy íntima” [42, p. 15]. Por tanto, se considera
que los mecanismos de degradación más compli-
cados para el país, son los de carácter químico,
debido no solo al comportamiento del concreto
como material único, sino a la relación de este
con el acero que lo refuerza y con las condiciones
ambientales a que está sometido.
Como resultado de estos factores, en Ecua-
dor se procesan en sus plantas hormigoneras
productos con adiciones basadas en su desem-
peño, que minimizan el impacto ambiental y
dan como resultado un uso más eciente de las
materias primas empleadas en su fabricación.
Un ejemplo es el concreto de alta resistencia “HE
por sus siglas en inglés el “high early-strength”,
ideal para fabricar hormigones con altas resis-
tencias mecánicas, edicar estructuras en zonas
de alto riesgo sísmico, centrales hidroeléctricas
(ver gura 6), pavimentos y obras de infraes-
tructura en general” [43, p. 3].
Así es como, al analizar las características
de elaboración de los concretos especiales (alta
resistencia y celulares), los materiales para su
elaboración y sus probados usos internaciona-
les, demostraron las posibilidades de utilizar es-
tos materiales en las obras de construcción que
se ejecutan en Ecuador, diferenciando las de los
sectores de vivienda, salud y educación, donde se
recomienda el uso preferencial de los concretos
celulares, teniendo en cuenta que poseen menos
exigencias que las obras industriales de gran ta-
maño, mientras que para las edicaciones vincu-
ladas a los sectores de electricidad, gas/petróleo y
obras donde el desafío de diseño y altura ameriten
se emplean los concretos de alta resistencia, con-
siderando que estas instalaciones normalmente
están sometidas a grandes esfuerzos y tensiones
mecánicas, exigiéndoseles mayores resistencias,
durabilidad y conabilidad constructiva.
Figura 6. Instalaciones hidroeléctricas en Ecuador.
La adecuación de los concretos de alta re-
sistencia a las edicaciones de gran altura se ha
convertido mundialmente en un tema de uso
inmediato, “ya que su rendimiento bajo grandes
compresiones, determina reducciones notables
de los elementos resistentes verticales, lo que lle-
va aparejado, mayor supercie útil del edicio,
volúmenes de puesta en obra menores y pesos
propios asimismo menores” [44, p. 6], que para
el caso de Ecuador determinan ventajas claras y
denidas para su uso futuro, tomando en consi-
deración los requerimientos de confort y funcio-
nalidad de las plantas superiores de los edicios
de altura, frente a las demandas horizontales, así
como el desarrollo constructivo previsto para el
país en los próximos años.
No obstante, el empleo de concretos de alta
resistencia en las piezas verticales de edicios de
gran altura puede llevarse a cabo, “si el proceso
de construcción y diseño del edicio es llevado
a cabo en forma interactiva y adecuada, entre la
ingeniería estructural y la arquitectura” [44, p. 9].
Cumpliendo este principio, muchos edicios en
la actualidad superan los 300 m de altura como
promedio en el mundo.
En Ecuador existe evidencia del uso de con-
cretos especiales en la construcción de obras de
infraestructura y de caminos urbanos, donde se
han utilizado especícamente los concretos de
alta resistencia, como se muestra a continuación
[43, p. 9]:
Proyecto hidroeléctrico Coca Codo Sinclair:
obras de captación, dovelas para recubrimien-
to de los túneles, concreto lanzado; Proyecto hi-
droeléctrico Toachi Pilatón, Túneles San Eduardo
en Guayaquil, Complejo de Puentes de la Unidad
Nacional, Aeropuertos de Santa Rosa, Tena y Lata-
Utilización de los concretos de alta resistencia y concretos celulares en la industria de la construcción ecuatoriana, clasicados por sectores:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud y educación
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
26
cunga, carreteras de concreto rígido que construye
el Cuerpo de Ingenieros del Ejército, entre otros.
A continuación, se exponen los proyectos más
emblemáticos levantados en Ecuador de acuerdo
a los kilogramos por centímetro cuadrado, basa-
dos en la necesidad de resistencia y utilización;
que a pesar de no ser motivo de estudio se cree
necesario mencionarlos. (Ver tabla 2).
Como se puede evidenciar, la mayor inciden-
cia recae en la construcción de la pista del aero-
puerto Mariscal Sucre en la ciudad de Quito, la
cual está expuesta a cargas extremadamente altas
al sufrir el impacto del aterrizaje de aviones de
carga y de grandes envergaduras, proyecto que
tuvo un seguimiento de calidad muy detallado,
a cargo del laboratorio de la Universidad Cató-
lica del Ecuador. El ingeniero Guillermo Realpe,
comentó que tenían controles muy seguidos del
concreto y sus reacciones con el fraguado para
poder garantizar los pesos que ahora soportan,
adicionalmente, en dicha entrevista comentó que
en Ecuador ninguna planta posee un laboratorio
para garantizar este tipo de hormigones a ese ni-
vel y, por ende, fueron realizados en un laborato-
rio externo calicado por las empresas extranje-
ras las que manejaban este gran proyecto, seguido
por el puente del río Chiche, y el Metro de Quito.
Tabla 2. Proyectos en Ecuador con hormigones de
altos porcentajes
SECTOR PROYECTO %
AEROPUERTO
AEROPUERTO
MARISCAL SUCRE 750
PUENTE PUENTE DEL CHICHE 650
METRO METRO DE QUITO 550
HOTELERO
SWISS TOWERS - 190 m
DE ALTURA. EL MÁS ALTO
DE ECUADOR 380
PLATAFORMA
PLATAFORMA
GUBERNAMENTAL FI-
NANCIERA 380
También existe un proyecto hotelero a cons-
truirse en Guayaquil denominado Swiss Towers,
el mismo que se convertirá en el más alto del
Ecuador con diseño del arquitecto Christian
Wiese y sus 190 metros de altura, el cual utilizará
hormigón de 380 desaando así mismo al diseño
con sus fachadas de vidrio revestidas con paneles
de aluminio compuesto.
Los concretos de alta resistencia son muy
utilizados para construir edificios altos, “redu-
ciendo las secciones de columnas e incremen-
tando el espacio disponible; superestructuras
de puentes para mejorar la durabilidad de sus
elementos, así como satisfacer las necesidades
de aplicaciones especiales, como alta durabi-
lidad, módulo de elasticidad y resistencia a la
flexión” [45, p. 4]. Lo que ha fundamentado su
uso en Ecuador, en obras de envergadura cons-
tructiva, en los sectores estratégicos de electri-
cidad, gas/petróleo.
En la actualidad estas condiciones se cum-
plen y la decisión de su utilización se establece
en relación con “aspectos relacionados muy di-
versamente con el edicio: tipología estructural,
rapidez de ejecución, economía generalizada,
entre otros; pero puede decirse que su utiliza-
ción resulta muy competitiva en muchas oca-
siones para la realización de los elementos ver-
ticales de las estructuras de altura” [44, p. 5], sin
embargo, en Ecuador las edicaciones altas no
abundan (ver tabla 4), principalmente, por re-
gulaciones existentes, lo que ha motivado que
la mayoría de las ciudades grandes, como Quito,
con más de 2,3 millones de habitantes, se hayan
desarrollado más bien hacia los sectores laterales
y muy poco hacia las alturas, limitando la utili-
zación de concretos especiales.
Sin embargo, las nuevas regulaciones y orde-
nanzas municipales en la ciudad de Quito [46, p.
4], para la óptima ocupación del suelo, ha abierto
la posibilidad de crecimiento vertical. Bajo esta
premisa, los arquitectos calicados en diseñar
este tipo de edicaciones, han manifestado que
“En el Ecuador se goza de mucha más libertad, las
ciudades están por construirse, considerando por
un lado control y precisión (cultura alemana); y
por otro el espíritu de creación latinoamericano
(cultura ecuatoriana)” [47, p. 2], con ello se prevé
una nueva era de la construcción en altura con la
utilización de concretos especiales, acompañada
por el diseño, confort calidad y seguridad.
Se puede exponer el uso de concretos de alta
resistencia muy utilizados en los sectores de elec-
tricidad y obras asociadas a su propio desarrollo,
así como en obras del sector de gas/petróleo y
otras, asociadas también a su propio desarrollo.
(Ver tabla 3).
Cabrera, María Inés
Revista INGENIO N.º 1 vol. 1 (2018)
27
Tabla 3. Principales proyectos en el sector de elec-
tricidad, gas/petróleo
SECTORES PROYECTOS kg/
cm2
ELECTRICIDAD
COCA CODO SINCLAIR
TOACHI PILATON
590
490
MANDURIACU 500
SOPLADORA 490
GAS PETROLEO
MONTE CHORRILLO
REFINERÍA ESMERALDAS
490
490
REFINERÍA DEL PACÍFICO 490
En lo referente a los sectores de gas y pe-
tróleo, se utiliza el hormigón celular para el
recubrimiento de la tubería como una medida
de protección en las zonas inundables, panta-
nosas, en sitios o zonas rocosas y cruces de río
a cielo abierto, así también se utiliza como ais-
lamiento térmico cuando se debe controlar las
pérdidas de calor en las tuberías encerradas, así
lo expone el Ing. Luis Cabrera, ejecutivo de la
refinería de Esmeraldas.
Para el hormigón celular no existe mayor de-
manda en el país, a más de la antes señalada y
aquella que es requerida en proyectos acústicos
o de salas de cine, por lo que su industrialización
a nivel de hormigoneras es casi inexistente, así
lo comenta el ingeniero Santiago Egas fabricante
artesanal de hormigón, quien acota adicional-
mente que “este material debería ser más utiliza-
do en el Ecuador debido a sus características de
resistencia y a la experiencia altamente positiva
que tiene este hormigón en la construcción, en
las esferas mundiales”.
Finalmente, basándose en la investigación
realizada a las obras de infraestructura más im-
portantes del Ecuador y los grandes proyectos,
tanto públicos como privados en todo el terri-
torio nacional, se puede armar que el concreto
convencional es el más utilizado, más por su tra-
dición y familiarización con este producto, antes
que por sus propiedades, dejando de lado el em-
pleo del hormigón celular que, por sus caracterís-
ticas, sería el más recomendado. Si bien es cierto
el hormigón celular es más costoso, esto se debe
a su bajo uso, pero de darse un alto consumo, su
precio bajaría y competiría con el hormigón con-
vencional, con mayores ventajas para el cliente.
Tabla 4. Usos de los concretos convencionales en
educación, salud y vivienda, en Ecuador.
SECTORES PROYECTOS kg/cm2
VIVIENDA
Torres de Aragón 3
Yoo Quito
280
280
Villa Palermo 240
Ciudad Jardín 240
EDUCACIÓN
Universidad Ikiam
Escuela del Milenio 6 de
Octubre
280
240
SALUD
Hospital Francisco de Orellana
Hospital Internacional
280
280
Hospital de Manta 280
En la tabla 4 se puede observar y analizar el
uso del concreto convencional en las áreas de ma-
yor crecimiento en el país como es la construc-
ción de viviendas, de escuelas o unidades educa-
tivas, así como de instituciones de salud pública.
Tabla 5. Porcentajes de utilización de concretos de
alta resistencia y concretos celulares en la industria
de la construcción .
SECTORES PROYECTOS kg/
cm2
ELECTRICIDAD
COCA CODO SINCLAIR
MANDURIACU
590
500
TOACHI PILATÓN 490
SOPLADORA 490
GAS / PETRÓLEO
MONTE CHORRILLO
REFINERÍA ESMERALDAS
490
490
REFINERÍA DEL PACÍFICO 490
VIVIENDA TORRES DE ARAGÓN 3 280
YOO QUITO 280
EDUCACIÓN UNIVERSIDAD IKIAM 280
SALUD
HOSPITAL FRANCISCO
DE ORELLANA
HOSPITAL
INTERNACIONAL
280
280
HOSPITAL DE MANTA 280
EDUCACIÓN
ESCUELA DEL MILENIO
6 DE OCTUBRE
240
VIVIENDA
VILLAS PALERMO 240
CIUDAD JARDÍN 240
Nota: De mayor a menor los porcentajes de utilización
de concretos de alta resistencia y concretos celulares en
la industria de la construcción, clasicado por sectores:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud, educación.
Utilización de los concretos de alta resistencia y concretos celulares en la industria de la construcción ecuatoriana, clasicados por sectores:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud y educación
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
28
Conclusiones
En Ecuador no existe demanda ni experiencia
en el uso de los concretos especiales (alta resisten-
cia y celulares), en obras que lo requieren, por su
exigencia y rigor constructivo.
En el país los concretos de alta resistencia son
utilizados únicamente en el sector de electricidad,
como es el proyecto Coca Codo Sinclair, con el ma-
yor porcentaje (590 kg/cm2), seguido por obras de
gas y petróleo, como la rehabilitación de la Rene-
ría de Esmeraldas y trabajos en la del Pacíco.
Respecto al uso de los concretos especiales en
Ecuador, se comprobó que los sectores de electri-
cidad y gas/petróleo son los que utilizan en ma-
yor proporción los concretos de alta resistencia,
mientras que los celulares no son utilizados y en
su lugar se preere los convencionales, en secto-
res de vivienda, educación y salud, como se ob-
serva en la tabla 4.
Las regulaciones para realizar construcciones
de grandes alturas, existentes en Ecuador, no per-
miten el uso de concretos de alta resistencia en
los sectores de educación, salud y vivienda, pues-
to que la altura permitida hasta el momento no
amerita por costos.
Con la salida del aeropuerto en Quito y el
cambio de las reglamentaciones para las construc-
ciones, existe la probabilidad de realizar edicios
de mayor altura, lo cual permitirá la motivación
de los arquitectos e ingenieros, para ejecutar dise-
ños, que permitan utilizar hormigones de alta re-
sistencia y celulares, aprovechando sus excelentes
propiedades y usos constructivos, fundamentado
en los aspectos siguientes, que considero impor-
tante señalar:
- Altas resistencias iniciales y nales.
- Excelente trabajabilidad de las mezclas.
- Reducción de la segregación y exudación,
así como al calor de hidratación y por
consiguiente la tendencia a la guración
en grandes estructuras.
- Buen desempeño de fraguado y resistencia
para la construcción de obras en general.
- Resistencia química moderada al agua del
mar, difusión de cloruros y ataque de sul-
fatos, lo que aumenta la durabilidad del
concreto.
- Signicativos ahorros en el consumo de
cemento por metro cúbico de concreto y
rápida utilización de las estructuras y vías
de concreto.
Existe gran experiencia mundial, con el uso
de los concretos celulares y de alta resistencia que,
de aplicarse en Ecuador, siguiendo el ejemplo de
algunos arquitectos que sueñan en el papel con
rascacielos y modelos fuera de límites, disminui-
rían los costos de utilización con el incremento
en la demanda de aplicación de estos concretos.
El escaso uso de los concretos celulares ha
provocado que las empresas hormigoneras ten-
gan poca demanda, como es el caso de la Holcim,
una de las más grandes del Ecuador, que recibe
muy pocas cotizaciones de este tipo de hormigón,
y casi nunca para proyectos motivo del estudio
como lo expresa el Ing. Nelson Chávez, gerente
Comercial de Holcim.
El crecimiento de la demanda de viviendas en
Ecuador y el apoyo gubernamental por medio de
los créditos posibilita la utilización de los concre-
tos celulares, lo que permitirá:
- Aprovechar las características térmicas de
este tipo de concreto.
- Evaluar la posibilidad de utilizarlo como
prefabricado pudiéndose adquirir en for-
ma modular y progresiva.
- Disminuir los costos de construcción y
ahorrar recursos energéticos.
- Posibilidad de emplear en sectores de salud,
educación y vivienda, donde los valores de
resistencia no superen los 450 kg/cm
2
.
En los sectores de educación, salud y vivienda
es muy utilizado el concreto convencional, debi-
do a las razones siguientes:
- Tradición de uso y abundancia en el merca-
do nacional ocasionando un costo menor.
- Las principales edicaciones de estos sec-
tores en Ecuador son relativamente bajas,
con pocas cargas y tensiones en sus dise-
ños constructivos.
- Se caracterizan por presentar valores pro-
medio de densidad entre 2.200 y 2.500
kg/m3, resistencia a la compresión entre
100 - 500 kg/cm2, tiempos de fraguado
variable, alrededor de 2,5 horas prome-
dio, resistencia a la tracción relativamente
baja, inferiores a los valores promedio de
los concretos de alta resistencia.
- Poseen una amplia utilización en las es-
tructuras de concreto para cimentacio-
nes, columnas, placas macizas y alige-
radas, muros de contención, entre otros
Cabrera, María Inés
Revista INGENIO N.º 1 vol. 1 (2018)
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usos, aplicados fundamentalmente en los
sectores mencionados anteriormente.
Los sectores más propensos para el uso de los
concretos especiales, son electricidad, gas/petró-
leo, así como otros, donde se exijan altas cargas,
esfuerzos, durabilidad y elevada resistencia, por
tanto, aplicables al programa de desarrollo que
lleva a cabo actualmente Ecuador en cuanto a ca-
rreteras, plataformas gubernamentales, etc.
Bibliografía
[1] A. A. Cervantes, «Nuevas tecnologías en concretos, concretos celulares -concreto reforzado con
bra- concreto ligero estructural», Congreso Nacional de Administración y Tecnología para la
Arquitectura, Ingeniería y Diseño, Ciudad de México, 2008.
[2] A. Barrios y M. Soriano, «Materiales sostenibles para la construcción», Unión Europea, Ma-
drid, 2012.
[3] http://www.inecyc.org.ec, 26 septiembre 2015. [En línea]. Available: http://www.inecyc.
org.ec. [Último acceso: 27 enero 2016].
[4] A. Cervantes, «Nuevas tecnologías en concretos, concretos celulares -concreto reforzado con
bra- concreto ligero estructural», Congreso Nacional de Administración y Tecnología para la
Arquitectura, Ingeniería y Diseño, Ciudad de México, 2008.
[5] A. Ordóñez y H. Eguez, «Comportamiento del hormigón simple mezclado con polvo reactivo»,
Escuela Superior Politécnica del Litoral, Guayaquil, 2009.
[6] A. Pullaguari, «Diseño de bloques en base a polietileno terealato (plástico reciclado)», Escuela
Politécnica Nacional, Quito, 2010.
[7] D. Moreno, «Cemento ¿Oligopolítico? Industria próspera pero controversial», Ekos, pp. 22-
33, 2012.
[8] IMCYC, «Conceptos básicos del concreto», Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto,
México, 2013.
[9] E. Rivva, «Naturaleza y materiales del concreto», Congreso de Estructuras y Construcción,
Lima, 2000.
[10] M. Ayala, «Concreto aireado para la vivienda de interés social» Facultad de Arquitectura de la
UNAM, México, 1998.
[11] INECYC, «Comercialización 2015», 26 septiembre 2015. [En línea]. Available: http://
www.inecyc.org.ec/2015/09/26/comercializacion2015/. [Último acceso: 27 Enero 2016].
[12] J. Camposano, «Control de calidad en el hormigón», Instituto Ecuatoriano del Cemento y del
Concreto, Quito, 2009.
[13] Cemex México, «http://www.cemexmexico.com/,» 22 febrero 2015. [En línea]. Available: http://
www.cemexmexico.com/.
[14] [14] E. Mejía y L. Pachacama, «Implementación de un sistema de calidad basado en la norma
ISO 9001-2008 para una planta de producción de hormigón», Universidad de las Fuerzas Ar-
madas, Sangolquí, 2014.
[15] L. Gutiérrez, «El concreto y otros materiales para la construcción», Universidad Nacional de
Colombia, Manizales, 2003.
[16] Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto. Proporcionamiento de mezclas: concreto nor-
mal, pesado, masivo, México: Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, 2004.
[17] E. Ríos, «Empleo de la ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA) como sustituto porcentual
del agregado no en la elaboración de concreto hidráulico», Universidad Veracruzana, Ciudad
de México, 2013.
[18] Instituto Ecuatoriano del Cemento y del Concreto, «Breve historia de los aglomerantes», Insti-
tuto Ecuatoriano del Cemento y del Concreto, INECYC, Quito, 2009.
[19] El concreto en la obra, «Pruebas de resistencia a la compresión del concreto», Instituto Mexica-
no del Cemento y del Concreto, México, 2006.
Utilización de los concretos de alta resistencia y concretos celulares en la industria de la construcción ecuatoriana, clasicados por sectores:
vivienda, electricidad, gas/petróleo, salud y educación
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
30
[20] Norma ASTM C31, «Elaboración y curado en obra de especímenes de concreto para pruebas de
compresión», Farmington Hills, Michigan, 2003.
[21] Norma ASTM C39, «Método de prueba estándar para resistencia a compresión de probetas de
hormigón cilíndricos», Farmington Hills, Michigan, 2006.
[22] M. A. Céspedes, «Resistencia a la compresión del concreto a partir de la velocidad de pulsos de
ultrasonido», Universidad de Piura, Lima, 2003.
[23] G. Wargo y M. Russell, ACI Manual of concrete Inspection, Michigan: Farmington Hills, 2007.
[24] J. Camposano, «Control de calidad en el hormigón», Instituto Ecuatoriano del Concreto y del
Cemento (INECYC), Quito, 2009.
[25] M. A. Gabalec, «Tiempo de fraguado del hormigón», Universidad Tecnológica Nacional, La
Plata, 2008.
[26] ASTM Designation: C 403/C 403M – 99, «Standard Test Method for Time of Setting of Concre-
te Mixtures by Penetration Resistance», Farmington Hills, Michigan, 2005.
[27] J. Lamond y J. Pielert, «Signicace of tests and properties of concrete and concrete making ma-
terials», ASTM Internacional, West Conshobockeen, 2006.
[28] Ordenanza 3457, «Ordenanza 3457», Concejo Metropolitano de Quito, Quito, 2003.
[29] Normas de Arquitectura y Urbanismo para DMO, «Normas de Arquitectura y Urbanismo para
DMO», Código Ecuatoriano de Construcción, Quito, 2005.
[30] M. Soriano, «Materiales sostenibles para la construcción», Unión Europea, Madrid, 2012.
[31] www.likahormigon.com.ar/, «http://www.likahormigon.com.ar,» 23 Diciembre 2015. [En lí-
nea]. Available: http://www.likahormigon.com.ar/.
[32] E. L. Mejía, «Utilización de hormigón celular como base y subbase en la construcción de carre-
teras», Ponticia Universidad Católica del Ecuador, Quito, 2010.
[33] J. L. Ramírez, «La múltiple identidad del concreto», Construcción y Tecnología, pp. 115-123, 1999.
[34] Structural Lightweight Concrete, «Structural Lightweight Concrete», Expanded Shale, Clay,
and Slate Institute, Washington, 2015.
[35] L. Valdez, G. Suárez y G. Proaño, «Hormigones livianos», Escuela Superior Politécnica del Lito-
ral, Guayaquil, 2013.
[36] F. Bustamante, F. González y L. Rocha, «Concretos de alta resistencia», Construcción y Tecnolo-
gía, pp. 44 - 56, 2000.
[37] L. C. Rocha, «Concretos especiales en la construcción. Concreto de alta resistencia», Universi-
dad Autónoma Metropolitana, México, 2009.
[38] Holcim Premium, «Cemento hidráulico Tipo HE de alta resistencia inicial», Holcim, Quito,
2015.
[39] P. Mehta, «Concreto: estructura, propiedades y materiales,» Instituto Mexicano del Cemento y
del Concreto, México, 1998.
[40] M. López y L. Kahn, «Hormigón liviano de alto desempeño - una comparación entre pérdidas
de pretensado reales y estimadas por los códigos de diseño», Ingeniería de Construcción, pp. 59
- 69, 2006.
[41] Holcim, «Cemento hidráulico Tipo HE de alta resistencia inicial», Holcim Hormigones S.A.,
Quito, 2015.
[42] J. C. Bernal, «Durabilidad en estructuras de concreto armado, localizadas frente a la costa»,
Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, 2009.
[43] Holcim, «Ficha Técnica de Hormigón», Holcim Hormigones S.A., Quito, 2015.
[44] C. J. Martínez, «Hormigones de alta resistencia en la edicación de gran altura», Hormigón y
Acero, Madrid, 2003.
[45] N. Gamica, S. Jorge y J. Flores, «Control de calidad en obras para hormigones de alto desempe-
ño», Escuela Superior Politécnica del Litoral, Guayaquil, 2009.
[46] Ordenanza Metropolitana, «Ordenanza Metropolitana del Concejo Metropolitano de Quito,»
Comisión de Suelo y Ordenamiento Territorial, Quito, 2013.
[47] C. Wiese, Interviewee, Arquitectura moderna en Ecuador.
[Entrevista]. 2 abril 2012.
Cabrera, María Inés