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PRODUCTOS Y LOSAS DE HORMIGON Un reto muy especial

Producción de bloques de hormigón en Colombia Mientras que en muchos países de todo el mundo ya se fabrican bloques de hormigón al más alto nivel con los equipos más modernos, en algunos otros países los fabricantes deben hacer frente a problemas fundamentales. Por ejemplo en Colombia existe relativamente poca información para los productores de bloques de hormigón. Los autores de este artículo presentan las experiencias que han ido adquiriendo a lo largo de muchos años en el trabajo de apoyar y asesorar a fabricantes de bloques de hormigón. Jorge Yances, Prefabricadosenconcreto, Colombia Sergio Prahl, Bautech International, Colombia En la producción de prefabricados de hormigón y más exactamente en bloques estructurales, no basta con poseer la mejor infraestructura o materia prima. Si no se cuenta con el debido conocimiento y experiencia, los resultados pueden ser fatales para una empresa que apenas comienza.

Producir bloques de hormigón no es fácil, el fabricante debe contemplar al menos 12 variables que pueden afectar la calidad del producto, entre las que están: los áridos, el cemento, el diseño de la mezcla, el proceso productivo, los palets, el curado, los aditivos, la relación agua/cemento, etc. Información técnica al respecto no es fácil encontrarla, textos especializados la mencionan tangencialmente, aun en Internet no

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es posible hallar datos de calidad que sirvan para la toma de decisiones. Este artículo va dirigido a los emprendedores y pequeños productores que están empezando en el negocio.

Demanda creciente Los prefabricados de hormigón día a día van ganando adeptos en Colombia, es una forma de aumentar la productividad y reducir los tiempos de ejecución de una obra. En la producción de bloques de hormigón existen una serie de variables que de no ser cuidadosamente consideradas pueden hacer fracasar cualquier negocio. El tema tiene su ciencia. De nada servirá tener las mejores maquinas o la mejor disposición, si no poseemos el conocimiento y la experiencia en la producción de este tipo de elementos. Si bien es cierto que la mecánica de la producción es fácil de implementar no

debemos pasar por alto los procedimientos de control que deben realizarse antes, durante y después de ésta. La literatura disponible sobre el tema en Colombia es muy escasa y la forma más común de producir sigue siendo el antiguo y aun vigente, pero nada recomendable, método del “ensayo y error”, es decir, probar con varias dosificaciones cuantas veces sea necesario hasta obtener los resultados buscados. Es de esperar que muchas empresas puedan fracasar antes de hacer su primera venta.

Comprobación de la factibilidad El proceso de producción, el diseño de la mezcla, los áridos y los aditivos, entre otros, es un secreto muy bien guardado por los conocedores; a pesar que lo que funciona para unos no funcionará para otros, ya que no es lo mismo producir en Bogotá que producir en Caracas, Lima o Buenos

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PRODUCTOS Y LOSAS DE HORMIGON Jorge Yances, Arquitecto. Con 15 años de experiencia en la producción de prefabricados de hormigón, ha trabajado como Director de Producción de la empresa Manufacturas de Cemento S.A. -Titan- y como Jefe de Calidad de la empresa Kreato S.A. Actualmente trabaja en toda Latinoamérica como Consultor Internacional en Producción de Prefabricados de hormigón. [email protected] www.prefabricadosenconcreto.com. Sergio Prahl, Ingeniero Mecánico Industrial. Tiene 25 años de experiencia en diseño, montaje, puesta en marcha y producción en plantas de prefabricados de hormigón, fibrocemento y morteros en diferentes países de Latinoamérica, EE.UU. y Europa. Trabajó 14 años para el grupo suizo Amanco hasta la posición de Director Corporativo para Latinoamérica y actualmente director de Bautech International. Su enfoque principal está en el desarrollo de productos de alto valor agregado principalmente de prefabricados de hormigón, desde su producción hasta su comercialización. [email protected], www.bautech-int.com

Aires. En cada una de estas ciudades las condiciones climáticas son diferentes, así como también los áridos, el cemento y el agua. Por lo tanto, antes de comprar la maquinaria es importante invertir en la elaboración de un Estudio de Factibilidad que nos arroje luces sobre la mejor localización de la planta, los aspectos técnicos de la producción, en donde están ubicados los mejores áridos y cuáles son los costos de producir bloques de hormigón, entre otros.

Interpretación de normas Cuando un cliente solicita un bloque de hormigón, muchas veces solo le interesa la resistencia y la apariencia que éste posee; pero detrás de estas características se esconden muchas otras que poco o nada le importan; sin embargo, el fabricante debe poseer control sobre ellas, conocerlas, analizarlas, cuantificarlas y siempre, hacerles seguimiento. Me refiero a: densidad, dimensiones, absorción, eflorescencia, contracción lineal por secado, uniformidad del color, homogeneidad de la mezcla, segregación y otros. Lamentablemente las fábricas de bloques de hormigón no siempre poseen los equipos necesarios para realizar estos ensayos por lo que se hace necesario recurrir con frecuencia a laboratorios especializados para que elaboren los análisis basados en los procedimientos descritos en las normas técnicas respectivas. Para el caso de los bloques de hormigón, en Colombia se ensayan bajo la norma colombiana NTC 4024 y NTC 4026 o su equivalente internacional ASTM C140/99 y ASTM C90/96 respectivamente. Toda empresa que muestre interés en la calidad de sus productos y la satisfacción de sus clientes no solo debe adquirir las normas técnicas respectivas, sino entenderlas, saberlas interpretar y aplicarlas a todos los procesos de la producción. Algunas fábricas artesanales suelen realizar pruebas empíricas, obviamente no aprobadas por ninguna norma, consistentes en lanzar un bloque desde cierta altura para demostrar su capacidad de resistencia. Esta práctica no es suficiente para determinar el comportamiento del elemento a largo plazo y no posee ningún fundamento técnico ni acoge base normativa alguna por lo que no debe aceptarse como prueba única. Según la norma se debe esperar al menos 28 días para obtener resultados fiables; no hay otra forma, los ensayos deben elaborarse a 7, 14, 21 y 28 días. Dado que el hormigón es un elemento vivo, y así debe considerarse, pues su resistencia aumenta con cada día de vida; lo recomendable para el fabricante responsable es hacer seguimiento aún después de cumplir las 4 semanas, es decir, 60, 120, 180, 270 y 360 días. www.cpi-worldwide.com

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CUBIERTA KBH El sistema de cubierta KBH consiste en una sólida construcción de acero y de hormigón que no necesita cimientos especiales. El sistema se puede instalar prácticamente en todas las superficies firmes en un espacio de tiempo reducido, también como equipo de auto-montaje. La pieza principal del sistema la constituye una instalación fotovoltaica adaptada al tamaño del tejado que está preparada y se suministra completamente con módulos, inversores y el sistema de sujeción. En el volumen de suministro también se incluye los estándares estructurales. Con mucho gusto podemos elaborarle una planificación individualizada de la superficie.

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PRODUCTOS Y LOSAS DE HORMIGON ponga de tal calidad es necesario realizar ensayos químicos de acidez, alcalinidad, dureza, cloro, pH, sedimentos, sólidos disueltos, turbidez y partículas en suspensión según las normas NTC 3459, ASTM BS 3148. Cemento De todos los tipos de cemento que existen, cada uno posee cualidades especificas para cada aplicación. La selección de éste debe considerarse según el uso que va a recibir el elemento, el ambiente al que va a estar sometido, así como también el tipo de curado que se va a realizar. Cada marca del Portland Tipo I, nos ofrece diferencias en su color y finura. El Tipo III nos suministra altas resistencias a edades tempranas, el Tipo V es resistente a los sulfatos, especial para ambientes marinos. Es importante llevar un control del cemento y tener una comunicación permanente con los fabricantes para conocer los cambios en adiciones, resistencias y tiempos de fraguado. Se pueden consultar las indicaciones al respecto en las normas NTC 121, NTC 321 y ASTM C150/80.

Toma de medidas en el primer punto de control de calidad, a la salida de la vibrocompresora

Factores que influyen en la calidad del producto A continuación se relacionan las variables más importantes que pueden llegar a afectar la calidad final de un bloque de hormigón, tomando como referencia el proceso de producción de una planta modelo, similar a la que poseen el 95% de los productores en Colombia; a pequeña escala, con maquinas vibrocompresoras manuales, curado al ambiente y una producción de 1600 unidades cada 8 horas, siendo la producción, en general, bastante inferior. Las variables a tener en cuenta son: Áridos Es importante conocer su procedencia y propiedades tanto químicas como físicas, ya que pueden reaccionar negativamente con el cemento y acortar su vida útil. En general se puede decir que cuanta más dureza posean mejor va a ser su comportamiento a la compresión. Los mejores resultados se han obtenido con materiales pétreos, preferiblemente triturados y lavados (de minas) o de río (canto rodado). Se deben excluir los materiales contaminados con arcilla, alargados o aplanados. Si desea obtener una excelente calidad en sus productos con el menor consumo de cemento debe cuidar en los áridos su granulometría y limpieza. Acabados atractivos y decorativos pueden ser posibles con el uso de mármoles de colores, vidrio, resinas y silicatos de aluminio, etc. Es importante analizar su densidad, granulometría, resistencia, tenacidad, absorción y pureza según las normas NTC 174, ASTM C33. Calidad del agua Si es apta para consumo humano entonces se puede considerar aceptable para el hormigón. En situaciones en las que no se dis96

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Diseño de la mezcla Esta es quizás la variable que más afecta la calidad del producto final, de ella depende la densidad, la absorción y la resistencia del elemento. Es una de las más importantes y merece especial cuidado en su elaboración. Debe ser formulada por personal profesional altamente calificado. De su éxito depende la calidad del producto y su precio en el mercado, por lo que tiene la particularidad de hacer más competitiva y viable financieramente a la empresa. Un buen diseño intenta obtener la más alta resistencia con la menor cantidad de materia prima, optimizando la cantidad de cemento y reduciendo costos innecesarios. Una buena dosificación relaciona en peso la cantidad de áridos finos, gruesos, cemento, agua, aditivos y pigmentos. Con frecuencia asesoramos pequeñas y medianas empresas en donde encontramos un error muy común, el cual es suponer que un solo diseño es suficiente para todos sus productos. Cada elemento merece su propio análisis para evitar sobredimensionar la mezcla. Maquinaria Cada equipo de producción posee su propia particularidad y estampa su huella en cada elemento que produce, otorgándole unas características muy particulares en cuanto a densidad. Un equipo mal calibrado, desequilibrado o desnivelado, puede causar fisuras difíciles de detectar, las cuales provocarán bajas en la resistencia; por otro lado, un buen equipo y en perfecto estado mecánico puede permitirnos una mejor optimización de la mezcla y por ende una reducción en la cantidad de cemento. Los tiempos de vibrado y compactado son diferentes para cada producto. Proceso de mezclado El orden en que los áridos, el cemento, el agua, los aditivos y el pigmento se incorporan a la mezcladora es importante y posee una secuencia específica. Cada uno merece especial atención y su propio tiempo de mezclado. Bandejas de producción Las bandejas de producción deben ser planas y de material resistente al agua, no deben poseer defectos de convexidad o concavidad y preferiblemente elaboradas en una sola pieza, en materiales como madera, metal o polímeros. Curado Es el proceso durante el cual el hormigón gana resistencia. A temperatura ambiente, dependiendo del tipo de cemento y del procedimiento de curado puede durar hasta 7 días, en el cual el bloque www.cpi-worldwide.com

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PRODUCTOS Y LOSAS DE HORMIGON puede obtener hasta un 70% de su resistencia total. Se debe prestar especial atención a la temperatura y a la humedad del ambiente. Todo el proceso del control comienza después de añadir el agua a la mezcla. El agua incorporada se evapora en el interior del bloque de hormigón, debe garantizarse que este proceso se realice de forma lenta y progresiva manteniendo una temperatura ambiente entre 30 y 35 °C y una humedad relativa superior al 90%. Los productos deben protegerse del viento y del sol preferiblemente en cámaras aisladas. Las indicaciones al respecto se pueden consultar en las normas NTC 4026 y ASTM C90/96.

Calidad perfecta y máxima productividad en la fabricción de derivados de hormigón.

Manipulación Cuanto menos sean manipulados los bloques durante su curado y almacenamiento más estaremos protegiendo su calidad. Una mala manipulación puede generar microfisuras, desportilladuras o grietas que van a producir resultados no deseados en el acabado o en un ensayo de compresión. Aditivos La incorporación de aditivos a la mezcla de hormigón debe considerarse como un valor añadido que puede ayudarnos a optimizar la mezcla, reduciendo la cantidad de cemento y controlando la eflorescencia entre otros factores importantes para el buen desempeño de los productos. Los beneficios son sustanciales si sabemos escoger, normalmente los superplastificantes aumentan la manejabilidad del hormigón, permitiendo una mejor densidad y mejoran-

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La selección y control de calidad en los áridos es fundamental en la producción de prefabricados

do el acabado, lo que al final se traduce en una mejor apariencia estética y resultados de laboratorio óptimos. Las indicaciones al respecto se pueden consultar en las normas NTC 4023 y ASTM C157. Pigmentos El color en el hormigón llegó para quedarse, los pigmentos inorgánicos elaborados a partir de óxidos de hierro como el amarillo, rojo, negro y café son los mas estables; se han encontrado aplicaciones de mas de 20 años con resultados aceptables. Por otro lado el color verde y azul corresponden al uso de óxidos de cromo y cobalto respectivamente. Su aplicación depende del uso y ambiente en que va a estar el elemento.

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Control de calidad Para garantizar un producto con una calidad óptima es imprescindible realizar periódicamente los correspondientes controles y llevar a cabo una monitorización continua del proceso de producción. Estas actividades se deben considerar en estrecha relación con la producción y se deben optimizar continuamente. Una cualificación apropiada de todo el personal involucrado en este proceso es imprescindible para lograr el éxito y para obtener el correspondiente ahorro de costes.

Resumen

El color es deteriorado por la luz ultravioleta contenida en los rayos solares, adicionalmente también puede ser degradado por la lluvia ácida y los químicos contenidos en el suelo. En la producción de prefabricados deben utilizarse con sumo cuidado para no alterar el tono final del producto, ya que éste puede ser afectado por la cantidad y el color del cemento, la cantidad de agua, la cantidad de pigmento y el color de los áridos. Las normas NTC 3760 y ASTM C192 ofrecen indicaciones acerca de estos aspectos.

Si tenemos en cuenta que en Colombia los costos directos de fabricación alcanzan aproximadamente el 64% del valor de cada bloque y que solo el 23% pertenece a los costos indirectos de fabricación, es importante centrar nuestra atención en los primeros. Si analizamos detalladamente, encontramos que de ese 64%, aproximadamente un 56% pertenece al costo de la materia prima, en este orden el primero a controlar es el cemento, luego el árido fino, seguiría el árido grueso y por último el agua. Por lo tanto, una de las claves para lograr un precio competitivo sin afectar la resistencia es elaborar el diseño de mezcla correcto.

Relación agua/cemento La relación agua/cemento es uno de los indicadores más importantes en todo diseño de mezcla. Los prefabricados se producen con mezcla secas por lo que la relación a/c es muy baja, de entre 0,3 a 0,7. La cantidad de agua que se incorpora a la mezcla debe ser cuidadosamente determinada y debe considerar la humedad que poseen los áridos, por lo que se hace necesario hacer ajustes por humedad al diseño de mezcla propuesto.

Todas y cada una de estas variables afectan en mayor o menor grado la calidad de un bloque; el éxito está en contemplarlas todas en su debido momento; los detalles que parecen insignificantes terminarán haciendo la diferencia. Al cuantificar las anteriores variables, nos damos cuenta que ésta no es una labor sencilla, por el contrario, para producir un buen bloque de hormigón se necesita el conocimiento, la experiencia y un riguroso control de calidad. Cuanto más automatizada podamos tener nuestra

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planta, menos variables tendremos que controlar y menos serán los riesgos de cometer errores. La fabricación de bloques de hormigón no es ninguna tarea fácil y este artículo tiene el objetivo de motivar una reflexión acerca de si no se podría mejorar de algún modo este proceso. 

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