Ventajas, usos y formas de aplicación del concreto proyectado

Durante el siglo pasado, el concreto proyectado, también conocido como hormigón proyectado, mortero o shotcrete, ha reemplazado los métodos tradicionales de revestimiento de túneles. Como resultado, se ha convertido en una alternativa importante en la estabilización de túneles excavados.

De acuerdo con lo que argumentan los especialistas Jurgen Hofler y Jurg Schlumpf de Putzmeister y Sika Schweiz, la construcción moderna de túneles sin concreto proyectado es inconcebible. Esto debido a las ventajas comparativas que supone su uso frente a otros métodos.

El concreto proyectado es un término único que describe varios componentes de una tecnología completa:

• El material del concreto proyectado.
• El proceso de proyección.
• El sistema del concreto proyectado (equipos).

Esos tres componentes definen toda una tecnología que tiene una larga tradición, enorme potencial innovador y gran futuro. El material del concreto proyectado se utiliza en un diseño de mezcla de concreto que está determinada por los requerimientos de aplicación y los parámetros especificados. Como regla general, esto significa una reducción en el tamaño máximo del agregado a 8 mm o máximo 16 mm, un aumento en el contenido de cementante y el empleo de aditivos especiales para el concreto proyectado que controlan las propiedades del material. Se usó por primera vez en 1914 y desde entonces ha sido desarrollado y mejorado permanentemente a lo largo de las décadas recientes. Existen actualmente dos procesos diferentes para la aplicación del concreto proyectado:

• Concreto proyectado vía seca
• Concreto proyectado vía húmeda

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Los requerimientos principales de la mezcla se centran en la manejabilidad (bombeabilidad, proyección del concreto) y en la durabilidad:

• Alta resistencia temprana.
• Buena bombeabilidad (suministro de flujo denso).
• Adecuadas características de fraguado del concreto.
• Diseño de mezcla adecuado para lanzar.
• Manejabilidad adecuada para el operario (largos tiempos abiertos).
• Rebote mínimo.

El proceso de lanzado determina su colocación. Después de producido el concreto se transporta por medios convencionales al equipo de lanzado. El concreto o el mortero proyectado es llevado al frente de trabajo por medio de tubos o mangueras sellados y resistentes a la alta presión y es lanzado y compactado. Los siguientes son lo métodos disponibles para esta etapa del proceso: concreto proyectado vía húmeda flujo denso; concreto proyectado vía seca flujo diluido; y concreto proyectado vía húmeda flujo diluido.

Antes de ser lanzado, el concreto pasa a través de la boquilla a alta velocidad. Se forma un chorro de alta presión y los otros componentes importantes de la mezcla son adicionados, tales como el agua en el caso del concreto proyectado vía seca, aire comprimido en el proceso de flujo denso y acelerantes del fraguado cuando se requieren. La mezcla de concreto proyectado preparada se lanza sobre el substrato a alta presión lo que hace que se densifique tan poderosamente que se forma al instante una estructura  de concreto completamente compactada. Dependiendo del tiempo de fraguado, puede aplicarse a cualquier elevación, incluido verticalmente sobre cabeza. El proceso de concreto proyectado tiene múltiples aplicaciones. Se usan el concreto o el mortero proyectado para reparaciones de concreto, tunelería y minería, estabilización de taludes y hasta en diseños artísticos de edificios.

Ventajas y usos

La construcción en concreto proyectado tiene varias ventajas:

• Aplicación a cualquier altura, ya que el concreto de adhiere inmediatamente y sostiene su propio peso.
• Puede aplicarse sobre superficies irregulares.
• Buena adherencia al substrato.
• Configuración totalmente flexible del espesor de capa en sitio.
• Concreto proyectado reforzado es también posible (refuerzo de fibra o malla).
• Pueden lograrse revestimiento con rápida capacidad de soporte a cargas, sin formaletas o tiempos de espera prolongados.

El concreto proyectado es un método de construcción rápido, flexible y económico, pero requiere un alto grado de mecanización y son esenciales operadores especializados. La flexibilidad y economía de este material sobresale en edificaciones superficiales, túneles y en construcciones subterráneas especiales, de hecho en toda la industria de la construcción. Los siguientes usos son los más difundidos:

• Estabilización de excavaciones en tunelería y construcción subterránea.
• Revestimiento de túneles y cámaras subterráneas.
• Estabilización en la construcción de minas y galerías.
• Reparación de concreto (reemplazo de concreto y reforzamiento).
• Restauración de edificios históricos (estructuras de piedra).
• Trabajos de sello de filtraciones.
• Estabilización de zanjas.
• Estabilización de taludes.
• Revestimiento protector.
• Capas de desgaste.
• Estructuras especiales portantes livianas.
• Aplicaciones artísticas

En términos de importancia, encabezan la lista la tunelería, la minería y la reparación de concretos. En tunelería y minería, los usos principales son la estabilización de la excavación, y los arcos de revestimiento temporal o permanente. El concreto proyectado se emplea también en otros trabajos, a menudo, por ejemplo, grandes cavidades se llenan con concreto proyectado. Este material ha confirmado y reforzado su posicionamiento junto con las dovelas de revestimiento de túneles (entubado) y el anillo interior de concreto como los principales métodos de colocación de concreto. Las limitaciones de su utilización radican en aspectos técnicos y económicos comparados con los otros procesos de colocación del concreto y/o métodos de construcción.

Publicado en la Revista Seguridad Minera nº124.