Categoría: Tecnología de materiales

La norma ACI 318 ha sido durante más de un siglo el referente mundial para el diseño de estructuras de concreto. Su constante evolución refleja los avances tecnológicos, las lecciones aprendidas de fallas estructurales y las demandas de una industria en constante cambio. La reciente actualización del ACI 318-25, no es una excepción. Este artículo tiene como objetivo explorar en profundidad las novedades de esta edición, analizar su impacto en la práctica profesional y proporcionar una guía detallada para que ingenieros y arquitectos puedan adaptarse a estos cambios.

Introducción 

El ACI 318 es reconocido internacionalmente como una referencia esencial para ingenieros, arquitectos y profesionales de la construcción en el diseño y construcción de estructuras de concreto armado. Cada nueva edición refleja un esfuerzo colaborativo por integrar las últimas investigaciones, innovaciones tecnológicas y mejores prácticas en el campo. La edición 2025, conocida como ACI 318-25, no es la excepción. Esta versión introduce actualizaciones que abarcan desde la sostenibilidad y resiliencia hasta mejoras en el diseño de elementos prefabricados y postensados, así como directrices más claras para el diseño de fundaciones profundas. Veamos las novedades que nos trae la norma ACI 318-25.

¿Qué es la norma ACI 318?

La norma ACI 318 es un código estadounidense que define los requisitos para el diseño y la construcción de estructuras de concreto estructural. Es publicada por el American Concrete Institute (ACI). Hasta hace poco, la versión vigente era la ACI 318-19, la cual ha sido actualizada recientemente con la nueva edición ACI 318-25.

Contexto histórico

• Orígenes y evolución: Desde su primera edición en 1910, el código ha sido revisado varias veces, adaptándose a las necesidades de la industria.
• Cambios significativos en ediciones anteriores: La reorganización de la ACI 318-14 y su consolidación en la ACI 318-19 sentaron las bases para la estructura actual.
• Importancia del código en el diseño estructural: Referenciado por el International Building Code (IBC) y otros documentos regulatorios, el ACI 318 es un pilar en la ingeniería de concreto.

A continuación, te mostramos una línea de tiempo de las ediciones de la norma ACI 318.

Principales diferencias con el ACI 318-19

Novedades del ACI 318-25

Sostenibilidad y reducción de emisiones de carbono

La creciente preocupación por el cambio climático y la huella de carbono de los materiales de construcción ha impulsado al ACI a integrar la sostenibilidad como un componente clave en el ACI 318-25. Se introduce el Apéndice N, que proporciona directrices para el diseño de estructuras de hormigón más sostenibles. Este apéndice aborda temas como la evaluación del ciclo de vida, el uso de materiales alternativos y la promoción de mezclas de hormigón con menor impacto ambiental. Aunque no establece límites estrictos, ofrece un marco para que los profesionales consideren prácticas más ecológicas en sus proyectos.

Innovaciones en el Diseño de Elementos Prefabricados y Postensados

Reconociendo la creciente adopción de técnicas de construcción industrializadas, el ACI 318-25 introduce dos nuevos códigos: el ACI 319 para elementos prefabricados y pretensados, y el ACI 320 para elementos postensados. Estos códigos ofrecen herramientas y métodos específicos para el diseño y aplicación de estos sistemas, reflejando los avances tecnológicos y las necesidades actuales de la industria. La estandarización y claridad en estas directrices facilitan la implementación eficiente y segura de técnicas constructivas modernas.

Nuevos apéndices y enfoques de diseño

• Apéndice W: Diseño basado en desempeño para cargas de viento.
• Apéndice A: Actualización del análisis no lineal para estructuras complejas.
• Apéndice N: Diseño de estructuras de concreto más sostenibles.

Directrices para el diseño de cimentaciones profundas

El diseño de cimentaciones profundas ha sido históricamente un área con directrices dispersas y, en ocasiones, contradictorias. El ACI 318-25 aborda esta problemática consolidando las provisiones relevantes en un capítulo dedicado. Esta unificación busca eliminar inconsistencias y proporcionar a los profesionales una guía clara y coherente para el diseño de fundaciones profundas, considerando aspectos sísmicos y de carga específicos.

Integración de códigos complementarios

• ACI 319: Diseño de estructuras prefabricadas.
• ACI 320: Diseño de cimentaciones profundas.
• Eliminación de contradicciones y vacíos en las normativas actuales.

Otras actualizaciones clave

Además de las incorporaciones mencionadas, el ACI 318-25 presenta actualizaciones técnicas significativas:

• Requisitos Revisados para Barras de Refuerzo Instaladas Posteriormente: Se han actualizado las directrices para la instalación y desempeño de barras de refuerzo post-instaladas, asegurando su eficacia y seguridad en diversas aplicaciones.
• Mejoras en las Provisiones de Fricción por Corte: Se han refinado las ecuaciones y criterios relacionados con la fricción por corte, optimizando el diseño y desempeño de elementos estructurales sometidos a estas fuerzas.
• Avances en el Diseño Sísmico y por Viento: Se incorporan nuevas provisiones que abordan el diseño basado en el desempeño frente a cargas sísmicas y de viento, promoviendo estructuras más resilientes y seguras..

Impacto en la práctica profesional

La adopción del ACI 318-25 implica que ingenieros, arquitectos y constructores deberán familiarizarse con las nuevas directrices y adaptarse a las prácticas actualizadas-

¿Dónde puedo encontrar la norma?

El ACI CODE-318-25 está disponible en la suscripción digital ACI 318 PLUS, con versiones impresas y digitales en unidades inglesas. Próximamente se publicarán ediciones en Sistema Internacional (SI) y otros idiomas. Actualmente, el ACI 318-19 está disponible en inglés y en pulgada-libra, con una edición digital en español. Todas las versiones están incluidas en la Colección ACI en línea.

Conclusión

La ACI 318-25 no es solo una actualización más; es un reflejo de los desafíos y oportunidades que enfrenta la industria de la construcción en el siglo XXI. Con un enfoque en la sostenibilidad, la resiliencia y la integración de nuevas tecnologías, este código establece un nuevo estándar para el diseño de estructuras de concreto. Para los profesionales del sector, adaptarse a estos cambios no solo es una necesidad, sino también una oportunidad para liderar en la creación de estructuras más seguras, eficientes y sostenibles.

Referencias Bibliográficas

[1] American Concrete Institute. (2025). Explore las últimas actualizaciones y recursos para el diseño de hormigón estructural con el nuevo CÓDIGO ACI 318-25: Código de construcción para hormigón estructural: requisitos y comentarios del código. Página web. Recuperado de: https://www.concrete.org/tools/318buildingcodeportal.aspx.aspx

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[3] American Concrete Institute. (2024). ACI 318-25: Estado de las actualizaciones para el nuevo código de diseño con hormigón armado del ACI. Video. Recuperado de: https://hormigonaldia.ich.cl/destacado-aci/aci-318-25-estado-de-las-actualizaciones-para-el-nuevo-codigo-de-diseno-con-hormigon-armado-del-aci/

Escrito por Percy Ivan Asencio Pajuelo para KONSTRUEDU.COM

El concreto (hormigón) es uno de los materiales más usados en el sector construcción tradicional. Según Oficemen, la Agrupación de Fabricantes de Cemento de España, el hormigón es el segundo material más consumido del mundo después del agua. Su preferencia se debe, principalmente, a sus capacidades de resistencia y versatilidad en las diferentes obras civiles como puentes, edificaciones, obras lineales, infraestructura, etc. Sus ventajas frente a otros materiales, han colaborado para que durante los últimos años se haya puesto empeño en la investigación con el fin de generar innovaciones con este material enfocado en mejorar sus propiedades y características de durabilidad, resistencia, apariencia, trabajabilidad, biodegradabilidad, aislamiento térmico, optimización de recursos, etc.

En este artículo se describen 5 innovaciones en concreto desarrolladas por patentes alrededor del mundo.

1. Concreto autoreparable

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (Holanda), Henk Jonkers y  Eric Schlangen, desarrollaron un bio-hormigón o bio-concreto experimental capaz de repararse a sí mismo. El funcionamiento de está tecnología consiste en la implementación de cápsulas que contienen bacterias y nutrientes, de manera que al aparecer una grieta la lluvia quiebre estas cápsulas y genere una reacción química para posibilitar su reparación. Esta reacción consiste en la producción de calcita que llena la grieta, recuperándola y generando nuevamente consistencia. Esta tecnología actúa frente al micro fisuramiento, fisuramiento y agrietamiento (hasta 0.8mm) propio del concreto generado por el tiempo, impidiendo, de esta manera, que ingresen gases o fluidos nocivos que pueden afectar la durabilidad del concreto.

Figura 1.1. Infografía de “Concreto autoreparable”.

La preparación de este tipo de concreto es prácticamente igual a la de un concreto tradicional. Consiste en la mezcla de concreto simple con las cepas de la bacteria (Genus bacillus) muy resistentes y de gran longevidad que pueden durar hasta 200 años en la estructura, además de lactato de calcio, fósforo y nitrógeno.

Figura 1.2. Ejemplo de autoreparación sobre una grieta.

Los beneficios de este tipo de concreto se reflejan principalmente en el aumento de la durabilidad del concreto, menos costos de mantenimiento y la aplicación en estructuras especiales donde no es aconsejable la intervención humana, como contenedores con residuos peligrosos, por ejemplo.

2. Concreto translúcido

Los inventores de este material son los ingenieros civiles mexicanos Joel Sosa Gutiérrez y Sergio Omar Galván Cáceres, quienes en 2005 lograron la creación de un concreto polimérico con características mecánicas superiores a las del concreto tradicional siendo 15 veces más resistente (4,500 kg/cm²) pero 30% más liviano y capaz de ser colado bajo el agua. Además de estas ventajas mecánicas, estéticamente, permite el paso de la luz hasta en un 70% lo que le atribuye el nombre de “traslúcido” gracias a la incorporación en su composición de un aditivo llamado “ilum” incluso teniendo 2 m de grosor sin distorsión evidente. 

Figura 2.1. Evidencia del concreto translúcido de la empresa Concretos Translúcidos S.L.R.

Consecuentemente, empresas europeas, entre las que destaca LiTraCon, desarrollaron la misma idea pero bajo una composición química diferente patentándola en 2009 y cuya disimilitud de la una con la otra está en la forma de comercialización. Mientras que LiTraCon la comercializa solo en forma de prefabricados (bloques o planchas), Concretos Translúcidos S.L.R. (empresa mexicana) es capaz de fabricarla in situ, aunque solo bajo personal certificado por la empresa creadora de este concreto.

Del mismo modo, en la Semana del Diseño Holandés en 2017, la empresa Van Delft Westerhof (VDW) presentó Zospeum, un nuevo material que además de ser traslúcido es aislador ofreciendo resistencia térmica, lo que lo diferencia de las otras dos.

Figura 2.2. Comparativa entre productos de concreto translúcido.

3. Concreto impreso

La impresión de concreto tridimensional ha adquirido relevancia desde que la empresa china WinSun se atrevió por primera vez a construir una casa impresa en 3D, logrando imprimir 10 viviendas en un período de 24 horas en el año 2013. Por ejemplo, en 2018, la startup Apis Core, de San Francisco, logró construir exitosamente una residencia en solo un día, proceso que costó unos US$10.000. En Países Bajos, el 2020, se decidió dar un siguiente paso al crear el primer Centro de Impresión de Concreto en la ciudad de Eindhoven. Mientras en Dubai se creó un plan que considera que la cuarta parte de las nuevas edificaciones hasta el 2025 se construyan bajo el sistema de impresión 3D.

Figura 3.1. Residencia construida a base de impresión 3D.

Los dispositivos de impresión 3D en concreto ofrecen un método rápido (velocidad en la impresión de muros), económico (la primera casa habitada impresa en 3D, costó un 20% menos que si se hubiera hecho por métodos tradicionales), de bajo consumo energético, ecológico (reduce la producción de residuos y emplea materiales reciclados) y fácil para la construcción civil, creando formas tridimensionales simples y complejas a través de un proceso controlado por ordenador reduciendo así la posibilidad de errores. Básicamente, una máquina dispone de capas de concreto que gradualmente construyen las paredes de la casa, necesitando sólo un pequeño equipo de personas para operarla remotamente vía tablet. 

Figura 3.2. Proceso de impresión del concreto.

Por otro lado, pese a sus ventajosas características, esta tecnología aún sigue presentando limitaciones, pues solo es posible imprimir muros de edificios no muy altos (no es posible imprimir cimentaciones, techos o incorporar instalaciones, accesorios, complementos arquitectónicos, etc.) bajo la supervisión de mano de obra calificada que incluye la logística, la instalación y el mantenimiento de una impresora 3D en el sitio de construcción además de la alta inversión inicial que significaría incorporar maquinarias de impresión 3D para la empresa constructora.

Video 3.1. Proceso de impresión 3D.

4. Concreto permeable

Este tipo de concreto innovador resulta de la mezcla de cemento, agua, agregado grueso y aditivos, los cuales dan como resultado una estructura con vacíos interconectados que permiten el ingreso del agua y aire. 

Figura 4.1. Wimpey Houses, Escocia.

Su uso más común está vinculada a la ejecución de pavimentos de bajo tráfico en calles residenciales, parques, áreas para peatones y ciclovías, debido a su capacidad drenante, puesto que permite que el agua, al caer a la superficie, se infiltre instantáneamente, llegando, de esta manera, al sistema de drenaje y de aquí pasar al terreno natural y alimentar las reservas subterráneas, o al alcantarillado de aguas de lluvia. Entre otras ventajas, está el hecho de que absorbe las emisiones de ruido de vehículos y soluciona problemas de inundaciones, agotamiento de los mantos acuíferos y escasez de agua.

Figura 4.2. Concreto permeable en pavimentación de bajo volumen de tránsito.

5. Concreto flexible

Este material está compuesto por agua y cemento tradicional, pero para crear las características de flexibilidad en su estructura, los agregados son reemplazados por arena de sílice, cenizas volantes y fibras sintéticas de alcohol de polivinilo. Estos componentes permiten que el concreto se doble ante tensiones o sobrecargas aumentando su capacidad de deformación a tracción y flexotracción y, en caso de sufrir pequeños agrietamientos, estos se sellan automáticamente a partir del carbonato de calcio que se forma con la combinación del cemento, dióxido de carbono del ambiente y agua de lluvia. 

Estudios realizados en la Universidad de Swinburne (Australia) sobre concreto flexible desarrollado con productos de desechos industriales (principalmente cenizas de centrales térmicas de carbón añadido con pequeñas fibras poliméricas), mostraron que este nuevo sistema contribuye considerablemente con la sostenibilidad ambiental, puesto que emplea un 36 % menos de energía y emite aproximadamente un 76 % menos dióxido de carbono, en comparación con el concreto tradicional.

Figura 5.1. Comparación de comportamiento entre concreto tradicional y flexible.

Video 5.1. Comparación de comportamiento entre concreto tradicional y flexible.

Otras innovaciones

Además de las innovaciones abordadas, existen otras que contribuyen al desarrollo tecnológico y evolución de la tecnología del concreto entre las que tenemos: concreto avanzado, concreto vivo, concreto de rendimiento ultra alto o concreto de alto desempeño (concreto avanzado), concreto bajo el agua, concreto de escoria o concreto reciclado, concreto autocompactante, concreto estructural, etc. Y no cabe duda que el avance tecnológico y las futuras investigaciones seguirán aportando de manera sustancial a esta rama de la ingeniería.

Referencias Bibliográficas

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Por Leydi Carol Ricalde Cotohuanca para KONSTRUEDU.COM