El futuro en concreto

Jorge Torres Guzmán

Nadie puede decir con certeza
lo que nos depara el porvenir; sin embargo, vienen cambios pues las mejoras en los productos existentes, aunadas a las nuevas tecnologías, conducirán a avances en la eficiencia y mejores productos.

Para el año 2056 la construcción con concreto será la forma más común en países como los Estados Unidos. El clima cambiante hará que la construcción con concreto adquiera prominencia, gracias a ser un monolítico, masivo, sustentable y resistente. El proceso total de la construcción con concreto será más simple y efectivo como resultado de la necesidad de reducir energía. Los procesos incluirán mejoras en la producción, entrega y técnicas de control de calidad del material.

    

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Los operadores de negocios —altamente entrenados— administrarán las organizaciones de la construcción al tiempo que el entrenamiento para obtener habilidades de liderazgo será norma para los dirigentes de las compañías. También el proceso de construcción usará criterios de desempeño de artesanos altamente entrenados.

El sofisticado concreto de alto
desempeño permitirá a los diseñadores
construir con elementos de concreto más delgados, más largos, más ligeros, y desafiará a los contratistas a convertir
diseños en realidad.

La presión por nuevas materias primas hará de la administración de la calidad por los productores algo muy importante. Se usarán altas tecnología para ajustarse a las variaciones de las materias primas sin disminuir el ritmo del proceso de construcción. La robótica acelerará la construcción, al tiempo que reducirá los costos de energía. Dentro de 50 años el concreto será diferente al de la actualidad.

Los materiales de diseño a escala molecular usando poderosas herramientas de cómputo y visualización liderarán los progresos en concreto así como en otros materiales. Hoy, la nanotecnología está permitiendo a los científicos y a los ingenieros analizar el comportamiento de los materiales.
La tecnología de mezclado y producción podrá ser similar a la práctica actual, pero el producto será muy diferente.
La sustentabilidad será el gigante dormido que despertará. Para obtener ventajas del reciclado, se buscará cómo manejar una amplia variedad de materiales cementantes y agregados reciclados sin tener que reinventar la rueda y particularizar cada mezcla de concreto con cada variación en la corriente de entrada del material. Habrá que explotar la ventaja natural del concreto de ser capaz de convertir los materiales locales en robustos materiales de construcción —y así minimizar los costos de transporte y el consumo de energía—, encontrando maneras para usar mejor materiales marginales como agregados reactivos. Del mismo modo, la realidad del calentamiento global se asentará, y con los costos de energía, obligará al uso más eficiente del cemento. La sustentabilidad demandará que dejemos de construir costosas estructuras temporales de madera (la cimbra) y luego tener que desecharlas después de colar estructuras permanentes, menos caras, de concreto y acero. Esta sustentabilidad será mejorada a medida que dupliquemos o tripliquemos la vida de servicio usando detalles de diseño y materiales sólidos y prácticas de construcción.

Sin trabas sobre los límites de lo
posible, los futuros diseñadores
usarán el concreto en audaces maneras
expresivas que se apartarán
del aspecto masivo tradicional.

La atención a las especificaciones de desempeño resaltará la necesidad de pruebas que midan confiablemente las características del concreto que realmente importan, y por las que los propietarios pagarán con gusto. Quizás llegue el adiós al revenimiento y a las pruebas de aire tal como las conocemos, dándole la bienvenida a maneras rápidas y confiables para valorar el concreto mientras está en el camión para saber la trabajabilidad potencial, resistencia y durabilidad.
Se innovará en la forma de evaluar y proyectar la durabilidad del concreto endurecido, y de construir aquellos resultados de prueba en modelos prácticos para predecir la vida de servicio. Si se quiere elevar el estado de la práctica de campo, serán necesarios vínculos más directos y cuantitativos entre la colocación, consolidación, acabado, curado, protección térmica y propiedades del concreto en el lugar de la obra.

Los avances en los materiales permitirán el diseño de elementos de concreto delgados y ligeros para las más diversas aplicaciones. Más de 100 truchas de concreto —cada una de sólo 2 a 4 pulgadas de grueso y con un peso de aproximadamente 850 libras— pronto adornarán los muros de retención de concreto a lo largo de paso a desnivel en Calgary. Los ornamentos están siendo colados con Ductal, el concreto reforzado con fibra, de ultra alto desempeño, de Lafarge, que ofrece ductilidad, resistencia, durabilidad y estética. Hecho por Lafarge North America.

Desempeño superior en ingeniería Los científicos trabajan ya en nuevas generaciones de aditivos que entregarán niveles más altos de control sobre el desempeño del concreto, tanto en estado plástico como endurecido. La nanotecnología usada en la investigación y desarrollo de aditivos químicos traerá nuevas oportunidades.
Estos avances anunciarán una era en donde la durabilidad del concreto será mejorada, permitiendo una ventaja competitiva para el concreto. Con los nuevos aditivos la industria tendrá la capacidad para “imaginar como un ingeniero” el concreto a fin de satisfacer costos específicos del ciclo de vida y especificaciones de desempeño. Los problemas ambientales continuarán influyendo en la industria
de la construcción con concreto.


El uso de subproductos y concreto reciclado, concreto permeable y tecnologías para controlar los desechos de concreto, serán importantes para posicionar el concreto como un producto “verde”.
Uno de los cambios más significativos para la industria del concreto será la amplia aceptación de la iniciativa Prescripción para el Desempeño (P2P: Prescription- to-Performance), programa que aboga por el uso de especificaciones de desempeño. Esto facilitará la aceptación más rápida de nueva tecnología tanto en el sector privado como en el sector público.

El afincamiento del verde
El verde será el color. Los propietarios, arquitectos y desarrolladores construirán así. Se deberá promover el concreto como un producto verde y, como resultado, se ganará una buena porción del mercado. El concreto tendrá una participación del mercado más grande en respuesta a los problemas como el calentamiento global, el terrorismo, las preocupaciones sísmicas y el achicamiento del planeta.
En tecnología, veremos a los sucesores de las enrazadoras láser y del concreto autocompactante al acercarse ya el próximo tsunami de tecnología. Máquinas robóticas de allanado, con dispositivos sensibles a la presión para leer el concreto; robots para la colocación de la varilla de refuerzo y el doblado en el campo y autosoldadura; sensores de proximidad para zonas de peligro y cajas inteligentes libres de fallas en todos los equipos.

Predicciones clave
Los próximos 50 años serán equivalentes a los cambios de los últimos 400 años. Los miembros de concreto estructural de los edificios continúan incrementándose en claros con espesores reducidos. Esta tendencia es reforzada por incrementos en las propiedades de los materiales tales como resistencia a compresión y a tensión. Los materiales que pueden colarse tendrán suficientes propiedades de tensión y compresión, eliminado el refuerzo separado. Los componentes de concreto serán más eficientes y más delgados, conduciendo a una carga muerta reducida de las estructuras. Los volúmenes de los materiales que se usen serán reducidos al tiempo que el reciclaje se convertirá en la gran actividad.

Transferencia de la tecnología del concreto
Hace 50 años, los problemas de pisos debido a la humedad eran bien conocidos estableciéndose muchas buenas prácticas. Asombrosamente, la industria de la construcción y los propietarios de instalaciones públicas todavía gastan cientos de millones de dólares para resolver problemas de humedad en las losas de pisos de concreto. Durante los próximos 50 años habrá cambios significativos en las prácticas para eliminar costos a través de la educación, disponibilidad de información y actuando conjuntamente entre los diferentes niveles de profesionales de la construcción.
Los arquitectos consultarán a los subcontratistas y los comerciantes antes de licitar los proyectos; los subcontratistas no tendrán miedo de decir a los contratistas generales lo que ellos piensan y los GCs serán más receptivos para escuchar; los edificios serán más inteligentes y se monitorearán a sí mismos desde el momento de la colocación del concreto; los nuevos diseños de pisos de alta tecnología y las prácticas de construcción acortaran la ruta a la ocupación desde meses a semanas.
Los segmentos tilt-up y las cimbras removibles para concreto crecerán en los próximos 50 años, superando la actividad del mercado. Hoy, la industria del tilt-up se encuentra lejos de haber penetrado completamente el mercado. En algunos mercados tiene una fuerte presencia, en particular en los segmentos del mercado de edificios de baja y mediana altura. A medida que el conocimiento del sistema crezca, crecerá su popularidad.

Los próximos 50 años serán equivalentes
a los cambios de los últimos 400 años.

Las industrias de las simbras aislantes y de mampostería han pavimentado el camino para las casas de concreto. La pericia, fuerza de trabajo y los materiales ya están en su lugar para el rápido crecimiento del mercado de las casas de concreto hechas con simbras removibles.
Todo lo que se requiere es que aquellas compañías con estos ingredientes esenciales levanten la mirada para que las oportunidades se expandan a sus negocios. La durabilidad, el desempeño de la energía, la velocidad de la construcción y la estética ayudarán a incentivar el crecimiento.
La tecnología continuará contribuyendo al crecimiento de la industria mejorando el producto y simplificando su colocación. El SCC y sus derivados serán la norma, no la excepción. El bombeado del concreto desde la base —desde cualquier parte— se incrementará, y los acabados casi perfectos, tanto en términos de planicie como de superficie, serán obtenidos en una base consistente.

Sofisticación del concreto
En pavimentos, en los próximos 50 años, se dará un movimiento hacia un concreto de calidad más alto llevado por la implementación de la investigación del 10 a 12 años del Mapa de Carreteras de Pavimentos de Concreto de la FHWA, empezando con su “Sistema de Diseño de Mezcla de Pavimento de Concreto con Base en el Desempeño.”
Se prevé un mayor énfasis en las especificaciones de desempeño. En donde se especifique resistencia, no habrá limitaciones sobre un mínimo de los materiales cementantes o en la relación de agua-materiales cementantes.

Habrá limitaciones en la segregación del mezclado durante la colocación y en la durabilidad. El agregado desde una fuente única será juzgado con base en la calidad, y no por su aplicación para concreto, asfalto, u otra aplicación especial. Las proporciones de las mezclas de concreto serán automáticamente ajustadas en la planta de dosificación para replicar el diseño de la mezcla.
El concreto hecho con cemento Portland dentro de 50 años será un producto más sofisticado de lo que es actualmente. Los retos del futuro están en cinco áreas claves: requisitos de la capacidad futura, economía de los materiales, características balanceadas de la superficie, seguridad y firmeza, y sustentabilidad. Podemos esperar ver una elevación dramática tanto en el tráfico como en la carga, al continuar aumentando la población. Eventualmente, habrá que expandir las redes de carreteras, considerar carriles para camiones únicamente, y asegurar la conexión entre aeropuertos, puertos, y terminales de ferrocarriles.

Por su parte, las agencias y los propietarios, los legisladores y los que pagan impuestos, deben de estar seguros de obtener una mejor rendición de cuentas por inversión en carreteras. No deben sacrificarse la seguridad y la durabilidad del pavimento por una rápida negociación de las condiciones del pavimento. Los pavimentos de concreto son más seguros y pueden ser diseñados para proporcionar excelente calidad de sonido y retener aquellas calidades por mucho más tiempo que los pavimentos de asfalto.
En cimbras, los materiales compuestos serán los que más predominen. Durante años se han realizado investigaciones con superficies compuestas como un reemplazo al triplay, pero los costos más altos de los compuestos todavía no los ha hecho una alternativa económica. A medida que las desventajas en costos se reduzcan y la provisión de triplay se haga menos confiable, más proveedores introducirán productos compuestos. Los compuestos no estarán limitados únicamente a reemplazos de triplay. Probablemente también veamos componentes de acero y aluminio evaluados y reemplazados en muchos sistemas.

El tiempo para el ensamble de las cimbras será reducido usando imanes o compuestos que se cierren a presión para conectar, alinear y amarrar las cimbras. El diseño de mezclas de concreto continuará avanzando. El concreto autocompactante será usado más ampliamente. La innovación en premezclados podría reducir las altas presiones en las cimbras que limitan el ritmo de colocación en muro y columnas altas.
Los materiales aislantes podrían ser incorporados en el premezclado y se podrían eliminar los paneles de espuma que actualmente son colocados dentro del muro o agregados después de la remoción de las cimbras. La selección del agregado podría ampliarse para incluir compuestos de cerámica moldeados para optimizar la resistencia, el peso y otras propiedades de diseño requeridas. El software de computadoras continuará reduciendo los requisitos de tiempo en la oficina. La programación del proyecto y el flujo de materiales mejorarán.
Los chips empotrados serán usados para proteger, controlar, y monitorear el equipo. Los componentes “inteligentes” notificarán a los usuarios si las presiones o las cargas se están aproximando o excediendo los límites de diseño. Los sistemas inteligentes podrían inclusive alertar a los usuarios sobre conexiones o
componentes críticos que faltan o que están siendo instalados inapropiadamente. Continuarán proliferando los sistemas especiales. Inclusive, habrá más sistemas de moldeado diseñados para estructuras específicas de concreto para maximizar la productividad de la construcción.
Referencia: Concrete Construction.