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La chaleur hydronique désormais dans la spécification ACI 306

Ningún contratista desea recibir la temida llamada solicitando que inspeccione un fallo en el hormigón vaciado durante el invierno. Es muy costoso sustituir el hormigón dañado por no haber sido protegido correctamente de las bajas temperaturas, pero aún puede ser más costoso el daño infligido a la reputación del constructor.

El American Concrete Institute (ACI, Instituto del Hormigón de EE. UU.) ha actualizado recientemente su normativa en la guía para el hormigonado en bajas temperaturas, que orienta a los constructores sobre cómo proteger el hormigón de forma adecuada. Publicada en otoño de 2010, la edición ACI 306R-10 incluye nuevos equipos y estrategias, basados en la experiencia de campo adquirida y las nuevas tecnologías introducidas desde la edición de 2002.

Algunas de las actualizaciones que podrá encontrar en la norma revisada son una guía para conseguir una temperatura uniforme, definiciones para el hormigonado en bajas temperaturas y unas propuestas más claras sobre protección térmica. Por primera vez, la última norma incluye los sistemas de calefacción radiante como una forma de proteger el hormigón en bajas temperaturas.

Claro y uniforme 
"Los contratistas notarán que el comité ha aclarado la definición para el hormigonado en bajas temperaturas", dice Tim Lickel, miembro con derecho a voto de la junta del ACI y director de desarrollo estratégico de negocios en Wacker Neuson. Según la norma revisada, las bajas temperaturas son cuando la temperatura del aire desciende o se espera que descienda por debajo de los 4 ºC durante el periodo de protección.

El periodo de protección esencial del hormigón es el tiempo necesario para evitar que el hormigón se congele. "Normalmente, el hormigón no puede congelarse antes de alcanzar una fuerza de compresión de 500 PSI (3,5 MPa)", añade Lickel.

Hay distintos factores que afectan este periodo, incluyendo la temperatura ambiente, el tipo de hormigón, el tamaño del vaciado y el tiempo que tardará el hormigón a ser expuesto a condiciones de carga. El hormigón fresco sin carga y sin estar expuesto a los ciclos de congelación-descongelación tendrá un periodo de protección mínimo de 2 días. Si la carga aumenta o el hormigón se expone a ciclos de congelación-descongelación, el periodo de protección puede llegar a ser de 6 días.

"Si el hormigón se expone a temperaturas más bajas y a ciclos de congelación-descongelación, es posible que no sea suficiente con una fuerza de compresión de 500 PSI (3,5 MPa)", explica Ed Jaroszewicz, director de Wacker Neuson Climate Technology. "Las estructuras de hormigón expuestas a futuros ciclos de congelación-descongelación o las carreteras y los puentes expuestos a la sal deberían alcanzar como mínimo una fuerza de compresión de 3500 PSI (24,5 MPa) antes de retirar el calor y la protección".

La norma revisada aconseja evitar cambios de temperatura extremos al colocar el hormigón en condiciones de bajas temperaturas. "Deberían calentarse los encofrados dentro de una temperatura mínima proporcional a la del hormigón vaciado", añade Lickel. En último lugar, la ACI 306R-10 recomienda que el calor de las fuentes de calefacción externas se reduzca gradualmente a la temperatura ambiente antes de retirar la protección.

Calefacción radiante eficiente 
El capítulo 9 trata el tema del equipo utilizado para la protección del hormigón y es el que contiene los cambios más importantes. Con respecto a las fuentes de calor externas, define de una forma más clara los calefactores por combustión dividiéndolos entre directos e indirectos.

A causa de los subproductos generados por la combustión de los calefactores directos, no son aptos para su aplicación en el hormigonado con bajas temperaturas a menos que primero se proteja el hormigón. "Estos subproductos pueden provocar una reacción con el hormigón y hacer que este se convierta en 'tiza'", menciona Ken Cannella, director de producto de Wacker Neuson Climate Technology.

El uso de calefactores de aire requiere la construcción de costosos recintos, que deben calentarse además de proteger el hormigón. "Cuesta una media de 0,19 USD por m2 construir y calentar un recinto. Además, este método suele suministrar temperaturas poco uniformes y existe el riesgo de que se agriete si el calor no se controla de forma adecuada", añade Cannella.

El nuevo método añadido de calefacción radiante ofrece a los constructores una solución mucho más eficiente y rentable para el hormigonado en bajas temperaturas. "El uso de un calefactor radiante de Wacker Neuson cuesta normalmente un 50% menos que los métodos de protección caloríficos convencionales", dice Jaroszewicz.

Con los calefactores radiantes de Wacker Neuson, se bombea una solución de glicol y agua caliente a través de las mangueras flexibles situadas encima de una barrera de vapor, sujetas al encofrado de las paredes y las columnas, o situadas dentro del hormigón. Estos flexibles calefactores también pueden descongelar el suelo helado y calentar los encofrados antes de verter el hormigón.

Los calefactores están equipados de serie con un controlador digital de temperatura y un regulador con pulsador para poder controlar fácilmente la temperatura de salida del líquido. Esto permite a los contratistas ajustar las temperaturas de calefacción durante todo el proceso de curado, evitando temperaturas extremas.

Las mantas aislantes se utilizan para proporcionar un calor directo al hormigón. Los líquidos de transferencia del calor del sistema radiante son 970 veces más densos y ofrecen 6 veces más calor específico que el aire. Los BTU no se desperdician calentando recintos y, por tanto, los sistemas radiantes suministran un alto BTU con un diferencial de temperatura muy bajo entre la manguera de transferencia y el hormigón.

La norma ACI 360R-10 revisada recomienda que la temperatura de todo el hormigón permanezca lo más uniforme posible. "A partir de la norma puede interpretarse que las estructuras de hormigón no deberían tener una diferencia mayor a 14 ºC en ningún lugar de la estructura", comenta Jaroszewicz. "El calor radiante produce temperaturas más uniformes con diferenciales de 5,5 ºC".

La próxima vez que vacíe hormigón con bajas temperaturas, protéjalo con los eficientes calefactores radiantes fáciles de usar de Wacker Neuson Climate Technology. La gama incluye 6 modelos que ofrecen capacidades de curado de 204 a 2780 m2.