Cinco años de anteproyecto, consultas públicas y comités pasaron para que se concretara la esperada actualización de la NCh170.Of1985. Y es que las nuevas tecnologías y sistemas constructivos, la habían transformado en una camisa de fuerza que dificultaba la incorporación de avances importantes para el sector construcción.
Como lo señala Piter Moscoso, Secretario del Comité de Normas de la Dirección General de Obras Públicas (DGOP) del Ministerio de Obras Públicas (MOP), “el proceso de oficialización de esta norma fue especialmente más extenso ya que, al tratarse de una norma de producto, debió ser consultada internacionalmente a través de la DIRECON del Ministerio de Relaciones Exteriores, contemplando para esto un plazo mínimo de sesenta días”. La publicación del decreto que la oficializa se efectuó en el Diario Oficial el 08 de marzo pasado, según éste decreto la aplicación rige pasado seis meses a esta fecha.
Enfoque normativo
En los últimos años ha habido grandes innovaciones y cambios en lo que respecta a la dosificación, colocación y fabricación del hormigón. En ese sentido, se ha mejorado el desempeño en fluidez, impermeabilidad, calidad de colocación desde el punto de vista estructural y de aspecto visual.
Considerando esa experiencia, “se estudió cada tema de esta nueva revisión de la norma, en que se privilegiaron las exigencias por comportamiento por sobre las recetas constructivas”, adelanta Óscar Guarda, subgerente de Ingeniería y Construcción de Sigdo Koppers.
La nueva norma viene a satisfacer ciertas necesidades del sector especializado, como es la tendencia a utilizar criterios por comportamiento. “No obstante, hay que tener cuidado desde el punto de vista global, ya que no solo debe beneficiar a los sectores más tecnificados, sino que también a los pequeños. Por otra parte, la nueva norma cumple muy bien con los requisitos que la industria del premezclado requiere, esto es para obras medianas hacia arriba y también para las pequeñas, a través de las recetas prescriptivas”, apunta Fernando Yáñez, Director de IDIEM.
Principales cambios
La norma trata de una manera general todos y cada uno de los procesos asociados al hormigón. Es decir, lo relevante siempre será que mantenga sus propiedades y homogeneidad. En muchos de estos procesos, la norma entrega un requisito prescriptivo y otro por comportamiento.
Resistencia cilíndrica a compresión
Uno de los aspectos relevantes considerados en la nueva normativa fue la necesidad de ser compatible con la ACI 318, base de la norma de diseño estructural. De esta compatibilidad nace uno de los cambios sustantivos que se introduce con la nueva NCh170 como es la especificación de la resistencia mecánica a compresión en base a resistencia cilíndrica, medida en la probeta de ø15 por 30 cm de altura, e identificada con la letra G. De la misma manera que ACI 318, la mínima resistencia a especificar a un hormigón armado es G17.
“Este era un cambio necesario. Las probetas deben tener, cualquiera sea la forma, dos caras absolutamente planas y paralelas para ajustarse muy bien a la superficie, de lo contrario afecta el valor de la resistencia. La probeta tradicional en Chile era la cúbica (tradición europea), que aseguraba las caras paralelas, lo que era muy expedito en la producción del ensayo. En cambio, con la probeta cilíndrica no era fácil obtener las dos caras paralelas, por lo que durante muchos años se tuvo que agregar un capping de azufre para lograrlo y así poder ensayar. Pero ahora este requisito ha sido resuelto con el rectificado. Por otro lado, la mayoría de las normas de diseño partían de la base de la probeta cilíndrica (tradición americana), lo que nosotros hacíamos era la conversión, justamente donde radicaba el problema porque las variables cambiaban, presentándose distorsiones importantes. Hoy con la nueva normativa es un cambio ya asumido”, destaca Fernando Yáñez.
“Dado que el cambio del tipo de probeta fue uno de los primeros acuerdos que tomó el Comité que estudió la norma, hoy la mayoría de los laboratorios del país ya han adoptado la probeta cilíndrica para el control de la resistencia de los hormigones”, comenta Sergio Vidal, Jefe de Asesoría Técnica de Ready Mix.
Piter Moscoso del MOP, complementa que “el objetivo que se establece en la propia norma es hacer compatible esta clasificación con la especificación de los hormigones con la NCh430 y ACI 318, con lo cual no se requeriría una tabla de conversión entre ambas resistencias”.
Durabilidad
El segundo aspecto relevante es la implantación de requisitos de durabilidad que serán exigibles cuando el hormigón esté expuesto en ambientes agresivos. “La agresividad depende de la sustancia que esté presente y de la concentración en que se encuentre. Por ello, la norma establece que debe ser el proyectista quien debe definir la clase de exposición a la que va a estar sometida la estructura de hormigón”, destaca Cecilia Soto, Directora del Departamento de Ciencias de la Construcción Universidad Tecnológica Metropolitana y Miembro del Comité NCh170.
La norma reconoce dos tipos de agentes agresivos: internos y externos. Los internos son los que ingresan con alguno de los componentes del hormigón y por tanto se establece un contenido máximo de sulfatos y de cloruros. “Esta es la primera vez que en una normativa chilena se establecen requisitos para evitar la reacción árido álcali, de manera complementaria a lo que por su parte establece la norma NCh163”, comenta la académica de la UTEM.
En el caso de los agentes externos, se establecen los grados de exposición en cada caso y a continuación los requisitos para cada uno de ellos. Los agentes agresivos que generan clases de exposición son: hormigón sometido a congelación y deshielo; ataque de sulfatos en suelos o solubles en aguas de contacto; exposición a ambientes que provocan corrosión y hormigones que requieren baja permeabilidad.
Por lo tanto, “cualquiera sea la clase de exposición, la norma establece un requisito de grado mínimo de resistencia cilíndrica a los 28 días y un requisito adicional que el proyectista debe definir: ya sea uno prescriptivo (dosis mínima de cemento) o, en su defecto, uno de comportamiento (penetración máxima de agua según NCh2262)”, relata Cecilia Soto.
Sin embargo, y a pesar del avance en términos de especificar por durabilidad, Fernando Yáñez pone énfasis en que “la durabilidad no es un tema chileno porque en general tenemos un buen clima, pero eso no significa que no existan obras que estén muy expuestas a problemas de corrosión, como las marítimas o los caminos de alta montaña, por ejemplo. En obras importantes el mandante deberá especificar por comportamiento, pero la idea no es exagerar de manera que no se puedan cumplir las especificaciones”.
En la otra vereda Luis Ebensperger, Consultor en Tecnología del Hormigón de Construtechnik Ltda. y miembro de Comité NCh170, reconoce que si bien en esta nueva norma se sentaron las bases para el estudio y aplicación de la durabilidad, es urgente pasar de “una visión cortoplacista a una de largo plazo. Debemos ser capaces de diseñar obras que duren 100 años. Empezamos de a poco, logrando incorporar en esta versión las bases del concepto”.
Los proveedores, en tanto, desde hace tiempo que internalizaron la nueva normativa. “Hace unos cuatro o cinco años veíamos que los criterios de especificación tenían que venir por desempeño de los hormigones y en esa línea desarrollamos productos que podían tener la capacidad de tener validados y medidos parámetros de durabilidad, impermeabilidad, resistencia a agentes agresivos, pero en la línea del desempeño”, complementa Sergio Vidal.
Por su parte en Melón, se introdujeron criterios calibrados para diseños de mezclas, y ensayos en probetas cilíndricas; “por el lado de permeabilidad tenemos máquinas y criterios de diseño para requerimientos de permeabilidad. Respecto de la madurez, estamos internamente diseñando nuevas mezclas asociadas a este concepto, lo que nos deja bien parados y esperando que no nos venga la avalancha de peticiones de una sola vez”, comenta Claudio Olate.
Madurez
Es otro concepto integrado en la nueva normativa que la del 85’ no consideraba. Permite el uso del método de la madurez para la determinación de la resistencia en terreno del hormigón, basado en la norma ASTM C1074. “Conocer en obra la resistencia estimada del hormigón expuesto a las condiciones ambientales reales, que difieren de los valores obtenidos en condiciones estandarizadas de laboratorio, es de vital importancia, ya que los plazos y avances están determinados principalmente por la resistencia del material”, destaca Luis Ebensperger. Por ejemplo, la resistencia cilíndrica mínima del hormigón para soportar las tensiones generadas por el peso propio de la losa es del orden de 13 MPa, la cual además permite asegurar la adherencia necesaria entre la armadura y el hormigón. Lo anterior indica que es posible retirar el moldaje del fondo de losa, pero debe mantenerse el alzarprimado hasta que el hormigón tenga más del 75% de la resistencia especificada. Para ambas situaciones, es de mucha utilidad poder conocer con mayor certeza el momento en que se alcanzan dichas resistencias, lo cual puede ser obtenido utilizando el mismo sensor de madurez. Otro dato de interés corresponde a la resistencia cilíndrica mínima para el desmolde de elementos verticales tipo muro, la cual es de 2 MPa.
Ahora bien, con la experiencia de los años, se determinó que la curva de madurez de los hormigones, una por cada dosificación, tenía una excelente correlación con los ensayos de compresión de probetas de hormigón y, por lo tanto, “era mucho más fácil desde el punto de vista de tiempo y de los sistemas de construcción utilizar la Metodología de Estimación de Resistencia por grado de Madurez, reemplazando las probetas al menos para los temas de procesos como tiempos de curado, protección y descimbres, carga de trabajo, ente otros factores. Es importante recalcar que esta metodología no es aplicable para recibir los hormigones de una obra”, complementa Óscar Guarda de Sigdo Koppers.
En la práctica, y como lo señala Claudio Olate, Subgerente de Investigación, Desarrollo de Productos y Control de Calidad de Melón, “con este método se puede medir o estimar de manera mucho más directa la resistencia del elemento constructivo, por lo tanto, ello va a permitir tomar decisiones, por ejemplo, de desmolde más rápido, lo que impactará positivamente en la velocidad de construcción”.
Para Sergio Vidal, otra ventaja de la madurez se obtiene in situ. “Es una herramienta para los constructores de manera de disminuir los plazos de ejecución de su obra y, por consiguiente, aumentar la productividad, pudiendo con este método tomar medidas como por ejemplo, en épocas frías, proteger el hormigón de las bajas temperaturas, de modo de alcanzar a la brevedad posible la resistencia real en los elementos de hormigón requerida para desmoldar o descimbrar elementos estructurales”.
Un caso de éxito en torno a la madurez lo detalla Carlos Fernández, Subgerente de Contratos EPC del Área Montajes de Salfacorp. “Este concepto lo empezamos a incorporar hace algunos años atrás debido a una problemática que se nos presentaba en muchas de nuestras obras, principalmente asociadas a hormigones masivos que en obras industriales representan en promedio sobre el 35% del volumen a ejecutar. Uno de los casos complejos se presentó en el hormigonado de la fundación de una turbina, la cual contaba con una densidad de fierro muy alta en su malla superior que impedía el paso de áridos, incluso de menor tamaño, lo que obligó a cambiar el tipo de hormigón a uno autocompactante. Las dimensiones y volumen de la estructura (hormigón masivo de 900 m3) sumado al tipo de hormigón generó altas temperaturas, por tanto, para evitar gradientes térmicos excesivos tuvimos que mantener la protección y el encofrado por muchos días, más de 40 para ser exactos, lo cual afectó el plazo de construcción del elemento dado que no se pudo continuar según lo programado. Empezamos a implementar criterios técnicos a través de la medición de madurez, incorporamos el madurímetro a nuestros procedimientos técnicos en coordinación con nuestros mandantes. Elaboramos un procedimiento corporativo, el cual incluía este método, se revisaba y validaba antes del inicio de las obras. Las ventajas fueron mejorar la calidad de las obras, dar certeza a los plazos de construcción, acelerar tiempos de descimbre con lo cual se ahorró en equipos de encofrado, entre otros aspectos. Este procedimiento corporativo no solo lo hemos aplicado en grandes obras de montaje o industriales, también en construcción de obras civiles como malls y supermercados. Para nosotros era muy importante en esta norma incorporar aspectos constructivos como este”.
Sin lugar a dudas, con el método de la madurez “se puede medir el comportamiento del hormigón, en forma directa y continua, junto con mejorar el análisis del comportamiento real de las estructuras, dado que al medir en probeta y en condiciones distintas a las de terreno, se mide una porción aislada del hormigón que no tiene el mismo comportamiento, por ejemplo, el de una estructura con un volumen mayor como un mat de fundación”, prosigue Fernández de Salfacorp.
El desafío en los próximos años es contar con una historia del comportamiento de los hormigones nacionales con todos sus componentes y en distintas geografías, y conocer los valores o indicadores de durabilidad que muestran los ensayos, de modo de ir afinando las estimaciones de vida útil de las obras de hormigón armado. Dicho de otro modo, esta norma mantiene en parte lo prescriptivo, pero da un primer paso hacia el desempeño. u
