martes, 8 de abril de 2014

Hormigón translúcido

“ALTERNATIVA DE CONSTRUCCIÓN ESTRUCTURAL”


RESUMEN

A través de la historia los materiales en la arquitectura siempre han ido adqui­riendo nuevas formas de expresarse fabricarse e instalarse. El hormigón, como tal, es un ejemplo que ha ido adquiriendo diversas modificaciones.

Es así como hace algunos años nace el hormigón traslúcido, patentado en Hungría y con sede en Alemania por un arquitecto llamado Áron Losonczi, con esto se comienza a dilucidar la idea de poder realizar un hormigón completamente transparente, lo que hasta hace algunos años, se pensaba imposible.

El uso de la luz artificial dentro de las edificaciones genera un gran consumo de los recursos naturales que la producen; una manera de reducir su utilización, es lograr el uso de la luz natural, pero las alternativas existentes en cuanto a materiales que permitan el paso de la luz no satisfacen completamente ni sustituyen a los materiales de construcción convencionales, de manera que debe decidirse entre materiales que aporten resistencia y rigidez estructural o materiales traslúcidos, lo que en muchos casos limita significativamente el área disponible para materiales que permitan el uso de la luz natural para la iluminación de espacios interiores de las edificaciones residenciales o industriales.




El material de mayor uso en la construcción es el hormigón, cuyas propiedades no incluye la de ser translúcido, resulta obvio que si fuese posible conferirle al concreto esta propiedad se contribuiría reducir el uso de luz artificial.
A nivel mundial se han desarrollado tres líneas de investigación alrededor de este tema: la primera de ellas se basa en el reemplazo del cemento Portland por un cemento polimérico translúcido (Ilum); las otras dos, se han concentrado en la adición o sustitución del agregado por materiales que permitan la transmisión de una onda electromagnética dentro del intervalo de luz visible, como por ejemplo la fibra óptica.
En teoría, un hormigón con características de transparencia se puede realizar si los elementos que se usan para la mezcla poseen esta particularidad.
Vidrio o plástico, junto con algún tipo de pegamento que permitiera imitar las propiedades de solidez del hormigón, podrían servir para conseguir este material.
A continuación detallaremos los diferentes tipos de hormigón translúcido, sus características, ventajas y desventajas con respecto al hormigón habitual y por consiguiente, analizar su utilización como elemento estructural o sólo decorativo.





INICIOS

ANTECEDENTES

El uso del hormigón se remonta a la época de la antigua Roma, donde se le conocía como “opus caementicium”  (del latín opus=obra; y camentum=escombros, piedra en bruto) también conocido como “hormigón romano”. El cual consistía en un una obra hecha de mortero y todo tipo de piedras la cual tiene la apariencia del hormigón actual.
En esa época ya se conocía la capacidad de compresión y resistencia que poseía la ceniza volcánica al mezclarse con cal y agua y a medida que fueron incorporando distinto tipo de elementos, ya sea materiales de residuos o rodados, fueron creando lo que ahora llamamos hormigón. A este material se le podía utilizar directamente o con ayuda de encofrados para adquirir diferente tipos de formas  o simplemente usarlo para llenar espacios o bóvedas.
Este material es una de las claves del éxito arquitectónico  de las construcciones romanas, puesto que lograron mejorar la velocidad de construcción y la solidez con la que eran terminados los trabajos.
El hormigón se ha conocido siempre por ser un material compuesto por cemento y otros aglomerantes, árido fino, grueso, agua,  y en otros casos se le añade también aditivos o adiciones que mejoran las propiedades de este, como pueden ser, aceleradores o retardadores de fraguado, impermeabilizantes, fibras, etc; de esta mezcla se obtiene un material con propiedades muy altas de resistencia a la compresión, pero a su vez muy frágil a la flexo tracción. Esta mezcla logra un material de color opaco, y de aspecto macizo.
Este material, a pesar de ser antiguo, se encuentra en un cambio constante, para ir mejorando sus propiedades de construcción y trabajabilidad, ya sea disminuyendo su peso, mejorar su resistencia, facilitar su transporte, etc. Por lo tanto, en la búsqueda de la innovación de este material, logrando ser adaptado con las nuevas tecnologías y requerimientos, nació lo que hoy llamamos hormigón traslúcido.
La principal característica del hormigón translúcido es que deja pasar la luz a través de este, modificando un poco los componentes y así permitir distinguir siluetas o formas que se encuentren detrás.
Pero antes de entrar directamente en el tema, vale distinguir con anterioridad la diferencia entre translucidez y transparencia, la cual en ciertos casos suele ser confundida.
Transparencia; según la RAE un material o algo es transparente cuando: “A través de él  pueden verse los objetos claramente”[1]. Por lo tanto podemos decir que un material posee transparencia cuando deja pasar fácilmente la luz a través de este.
En cambio,  Translúcido, refiere a un objeto “Que deja pasar la luz, pero no deja ver nítidamente los objetos”[2].
Por ende podemos decir, que un material es translúcido cuando deja pasar a través de él la luz, pero los objetos que están del otro lado se aprecian de manera irreconocible, es decir, es contrario al significado de opaco, por lo tanto, este no permite el paso de la iluminación a través de él.
Para poder estudiar este material, necesitamos estudiar los componentes que posee y las características que le otorgan las propiedades que describiremos a través de estas páginas.








ORÍGENES DEL MATERIAL


Es posible que la primera inspiración para el desarrollo de concreto translúcido la haya dado Rem Koolhaas al preguntar en un comité de trabajo de su empresa, (Office for Metropolitan Architecture - OMA, Rotterdam, Holanda) si se puede o no hacer translúcido el concreto; esta pregunta produjo en uno de los asistentes, el Profesor Bill Price el interés necesario para empezar a investigar sobre el tema.









Las primeras referencias que se tienen a nivel mundial sobre el desarrollo del concreto translúcido se centran en tres grupos de investigación. El primero, en la Universidad de Houston, Estados Unidos, a Cargo del mencionado Profesor Bill Price. 






El segundo, en la Universidad Autónoma Metropolitana de México D.F., a cargo de dos estudiantes, en esa época de pregrado, Sergio Galván Cáceres y Joel Sosa Gutiérrez. El tercer grupo por el arquitecto de origen Húngaro Aaron Losonczi, quien inició con las investigaciones en el año de 1999 con resultados concretos a partir del año 2002

En el año 2000, el profesor Dr. Bill Price de la Universidad de Huston, comenzó a investigar el campo de los hormigones translúcidos o transparentes, con el fin de conseguir un material estructural que dejase pasó a una iluminación natural; su proyecto desemboco en un material translúcido pero con un gran lastre, su coste hasta 5 veces mayor que el hormigón tradicional, algo que la industria de la construcción no iba a tolerar.

Paralelamente a este estudio, se comenzaron otros en diversos lugares del mundo, con el fin de conseguir una dosificación capaz de hacer pasar la luz a través del material, sin que los volúmenes de los elementos se viesen reducidos, así como la resistencia que en ningún caso debería de ser menor.

A pesar de que el profesor Price, fue quien inició los estudios del hormigón translúcido, la invención de este se le adjudica a Aaron Losonczi, el cual es un Arquitecto de origen Húngaro, que en el año 2002 logró patentar dicho producto, para así poder crear su compañía.

En dicha patente Losonczi, utilizó fibras ópticas como ingrediente puestas perpendicularmente a los paramentos del muro para generar el efecto de translucidez, logrando transmitir la luz por medio de estas fibras. Este material consta con una resistencia igual a la del hormigón convencional, y deja pasar la luz en muros de hasta 20 metros de espesor, se le denomina Light Translucent Concrete, o “LITRACON”.

Por otra parte  Will Witting el cual es otro arquitecto que trabaja en la Universidad  de Detroit Mercy, dirigió un proyecto enfocado en investigar este tipo de hormigón, pero esta vez realizado con materiales plásticos como el elemento que otorga la translucidez, denominado Liquid Stone.

A su vez, en el año 2005, en otro lugar del mundo, dos estudiantes mexicanos de la carrera de Ingeniería Civil llamados Joel Sosa y Sergio Galván, estudiando este tipo de hormigón, lograron desarrollar una nueva dosificación, capaz de dejar pasar la luz a través de este, además de otorgarle menor peso, haciéndolo más liviano y en muchos casos incluso más resistente. 

A este tipo de hormigón se le logró apreciar una característica que hasta antes no había sido vista, la cual consiste en lograr transmitir la electricidad sin necesidad de cables.

Esta nueva dosificación se compone de cemento Portland blanco, áridos finos, áridos gruesos, un agregado de fibras, y por último, un elemento o componente secreto, el cual fue denominado “Ilum”.


De hecho este nuevo elemento consta de tanta importancia que cuando se comenzó a comercializar el hormigón se decidió realizar en dos formas: “Hormigón Translúcido Prefabricado” o simplemente la venta del elemento “Ilum”, que al ser incluido en la dosificación adecuada, se logra realizar un hormigón translúcido.






[1]X-ray Architecture. An idea hatched in the research department of OMA promises to transform the nature of buildings. Inventor Bill Price conjures up the ultimate material: translucent concrete. Shulman, Ken. New York: Bellerophon Publications, april 2001, Metropilismag.com.


EL HORMIGÓN TRANSLÚCIDO EN CHILE

En Chile esta tecnología es desconocida, ni tampoco se observa demasiado conocimiento relacionado con este tipo de hormigón, pero Eduardo Bravo, Ingeniero Constructor de la Universidad Nacional Andrés Bello, desarrolló esta tecnología y planea implementarla en el medio local. El producto desarrollado por Bravo, está basado en el “LITRACON” o al menos su fabricación es similar y está desarrollado por medio de cementicia (mezcla de agua y cemento) y fibras ópticas que permiten el traspaso de la luz lográndose incluso distinguir siluetas. 

Este se comercializa por medio de bloques o panales prefabricados y se busca sustentabilidad, y aplicar una grata imagen arquitectónica, sin perder resistencia en la construcción.

Según Bravo. “Es un producto que sin duda es una gran apuesta para mejorar el aspecto estético de las nuevas pautas arquitectónicas”, además de lograr ahorros energéticos, luz y sustentabilidad.

El mercado chileno consta de un 41% de la industria de la construcción en edificaciones desarrolladas por hormigón convencional, con lo cual, si logra afianzarse en el mercado, será posible tener una alternativa, si bien de mayor valor que el hormigón convencional, posee ventajas sobre este. 


TIPOS DE HORMIGÓN TRANSLÚCIDO

Concretos Translúcidos (Ilum).
Joel Sosa Gutiérrez de 26 años y Sergio Omar Galván Cáceres de 25 años, estudiantes mexicanos de la carrera de Ingeniería Civil, crearon en el año 2005 este tipo de hormigón traslúcido.
Su fabricación es igual a la de un hormigón convencional, para ello se emplea cemento blanco del tipo Portland, agregados finos, agregados gruesos, fibras de vidrio, agua y algunos aditivos extras.
Entre estos aditivos se encuentra el "Ilum" este aditivo logra aumentar la resistencia al hormigón, logrando 450 kg/cm2, además como lleva elementos de menos peso en su mezcla logra disminuir su peso volumétrico hasta un 30% menor al concreto tradicional.
Le otorga nula absorción de agua y además puede ser descimbrado a las 48 horas de haber sido colocado.
Otra de las ventajas que posee este tipo de hormigón es que puede ser translúcido hasta los 2 metros de espesor y permite el traspaso de la luz directamente sin haber distorsión, con lo cual se logra un hormigón prácticamente transparente, además gracias a su materialidad, también posee resistencia a la corrosión.



LITRACON


LITRACON es un concreto tradicional con un arreglo tridimensional de fibras ópticas y/o fibras de vidrio, para formarlo se utilizan miles de fibras ópticas con diámetros que van de dos micrones a dos milímetros, las cuales se ordenan en capas o celdas; además el LITRACON tiene una desventaja, la pieza más grande lograda mide 30 por 60 centímetros, esta combinación de fibras ópticas puede ser producido en bloques y paneles prefabricados.

La mezcla de fibras crea una especie de cristal fino dentro de los bloques que permite transferirla luz a través del muro, creando los efectos muy interesantes con la luz.

Una pared realizada con LITRACON tiene la solidez y resistencia del hormigón tradicional y además, gracias a las fibras de cristal que se le han incorporado, tiene la posibilidad de permitir visualizar las siluetas del espacio exterior. Miles de fibras ópticas forman una matriz, y corren entre sí en forma paralela, entre las dos superficies principales de cada bloque. Las fibras se integran en el hormigón como añadido y la superficie obtenida sigue recordando al  hormigón homogéneo. El material es translúcido porque las fibras de vidrio llevan la luz en forma de pequeños puntos a partir de una cara iluminado a la cara del bloque opuesto. Debido a los millares de fibras ópticas paralelas, la imagen del lado más claro de la pared aparece en el lado más oscuro sin ningún cambio. En teoría, una pared construida con esta nueva tecnología podría tener hasta 20 metros de espesor sin reducir la capacidad característica de las fibras ópticas de trasmitir la luz.



CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS:


Las características del hormigón LITRACON son:

·         Resistencia de hasta 4500 kg/cm2
·         Peso volumétrico máximo de 2100 kg/m3
·         Incorporación de resinas y fibras, en lugar de grava y arena.
·         Es impermeable.
·         El 90% de la resistencia máxima se obtiene en menos de 7 días.
·         Posee una mayor resistencia al fuego que el hormigón tradicional.
·         La preparación de los concretos se efectúa con la maquinaria tradicional.

·         El curado es tradicional y no requiere de tratamientos térmicos o de laboratorio.










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