EL HIELO EN LA CONSTRUCCIÓN



Las construcciones civiles han sido, durante mucho tiempo, una de las principales razones que contribuyen en el desarrollo social y económico de la humanidad.

En el inicio de los tiempos, en un intento de construcción, se utilizaban materiales perecederos de fácil acceso pero que no cumplían con la resistencia y durabilidad esperada. Por las razones anteriores se fueron desarrollando materiales naturales y sintéticos que contribuyeron a mejorar los criterios de calidad.

En medio de los aportes se puede encontrar el concreto, un material resistente y de alta durabilidad que se caracteriza porque se trabaja en forma líquida. Es uno de los materiales de construcción que más se ha empleado y su resistencia y trabajabilidad depende de la selección de sus componentes que son principalmente grava, arena, agua y cemento y en muchas ocasiones aditivos.



Cuando se hidrata el cemento se presentan varias reacciones y por esta razón los componentes del cemento se van cristalizando mientras se seca, este proceso se conoce como el fraguado. Esto también implica una reacción exotérmica donde las moléculas contenidas en la mezcla liberan calor y elevan la temperatura durante el mezclado y continúa elevándose por un tiempo durante el endurecimiento.

Esta liberación de calor puede afectar la calidad y la resistencia del concreto dependiendo de las dimensiones de la obra, la cantidad del cemento, las restricciones de libre movimiento y muchas otras variables.

Hay que tomar medidas preventivas frente a esta generación del calor cuando en la obra se va utilizar concreto masivo, definido según ACI 116R (American Concrete Institute), como cualquier volumen de concreto lo suficientemente grande que requiera medidas necesarias para controlar las altas temperaturas internas originadas por la hidratación del cemento.

Este no debe confundirse con grandes volúmenes de concreto colado, puesto que algunos pueden vaciarse sin obstáculos climáticos, con un gradiente diferencial de temperatura menor a los 20° centígrados entre el interior del concreto y la superficie exterior de este.

Los choques térmicos pueden generar grietas que perjudican directamente la estructura diseñada y las contracciones plásticas que se presentan pueden generar deformaciones y tensiones afectando la resistencia y la durabilidad.

Cada componente aporta determinado calor que se debe disipar, el cemento corresponde a un porcentaje volumétrico muy pequeño en la mezcla pero es el primer causante de la generación de calor. Sin embargo es de vital importancia controlar la cantidad de agua junto a su temperatura y los agregados con su respectivo porcentaje de humedad puesto que estos equivalen aproximadamente al 75% del volumen del concreto. Para controlar esta generación de calor se hacen esfuerzos serios mediante técnicas de preenfriamiento y posenfriamiento originados históricamente durante los años 30 en la construcción de la presa Hoover que tuvo graves problemas a la hora de enfriar el concreto colocado según datos históricos publicados en el blog de la UPV (Universitat Politècnica de Valéncia) donde dice que se aceleró la refrigeración del concreto por medio de tubos de acero donde circulaba agua del río, esto como posenfriamiento



No sé conocieron técnicas de preenfriamiento hasta después de una década en la construcción de la presa Norfolk donde un porcentaje del agua de la mezcla era sustituida por hielo triturado y después de esto se fueron perfeccionando los métodos de construcción y de control de la temperatura.

Hay cementos de bajo calor de hidratación, puzolanas y aditivos especiales para contrarrestar este problema, pero desde los inicios el hielo ha jugado un papel fundamental a la hora de solucionar y disminuir el calor generado.

¿Qué papel juega el hielo en este tema? El hielo es uno de los métodos más básico y eficientes para contribuir con la baja temperatura en el concreto.



El hielo se utiliza para disminuir la temperatura de la cantidad del agua de la mezcla, puesto que 4° centígrados menos en el agua es aproximadamente 1° centígrado menos en la temperatura del concreto fresco, esto gracias al calor específico del agua. No es suficiente disminuir la temperatura del agua que se mezclara con el cemento, se recomienda mantener los agregados a utilizar en un lugar fresco o regar con agua fría los sitios de almacenamiento.

También se puede colocar hielo en escamas en la banda transportadora ó reemplazar un porcentaje de agua del diseño de la mezcla por hielo.

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