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Caracterización Reológica de Mezclas de Concreto para Impresión 3D y Normativas

Caracterización Reológica de Mezclas de Concreto para Impresión 3D y Normativas

Un aspecto primordial de la impresión 3D es el material para imprimir y el estudio de las mezclas de concreto para impresión 3D se hace imprescindible para el desarrollo de esta nueva tecnología. Si no se conoce el material para impresión 3D, es poco probable tener éxito en la construcción de un elemento o una vivienda con esta tecnología. Entre todas las propiedades a analizar, destacamos la forma en que se mueve una mezcla, como se desplaza en estado fresco y otras características como el tiempo de endurecimiento. A estas propiedades les denominamos reología de la mezcla.

Para evaluar las propiedades de las mezclas de Impresión 3D, estas se pueden someter a los ensayos convencionales, comúnmente realizados, como: ensayos de consistencia, temperatura, porcentaje de aire, masa unitaria y resistencia a compresión, realizados en base a las Normas Técnicas Guatemaltecas (NTG) de COGUANOR (Comisión Guatemalteca de Normas).

Sin embargo, es muy importante que adicionalmente, se realicen ensayos especiales, como el de resistencia a esfuerzo de corte a través del tiempo, con la finalidad de evaluar la reología de la mezcla. Estos procedimientos se realizan basados en documentos y experiencias obtenidas alrededor del mundo, correspondientes a estudios recientes para caracterizar este tipo de mezclas. Actualmente, no existen normativas específicas para evaluar las características físicas y propiedades mecánicas del material cementante que se utilizará para una impresión 3D.

Conclusión:  Progreso, siendo pionero en la Impresión 3D con concreto en la región, tendrá una participación preponderante en los Comités Técnicos a nivel nacional, regional y mundial, para tratar el tema específico de la caracterización de materiales cementantes para la construcción de edificaciones mediante la manufactura aditiva.

Progreso ha sido invitado a participar en el 1er Taller de Manufactura Avanzada con Concreto en América Latina, en cooperación con el Programa Global de Manufactura Avanzada de ASTM (Sociedad Americana de Ensayos y Materiales por sus siglas en inglés).  Es apenas el primer paso para consolidar el liderazgo que Progreso tiene, también en las normativas para manufactura aditiva.

Referencias.  [1] Maldonado Acevedo, Jorge Miguel: Caracterización Reólogica de Mezclas de Concreto para Impresión 3D. XI – XVII (2023).

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Tendencias en la Captura de CO2 en la Industria de la Construcción: Sorbentes Sólidos

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Tendencias en la Captura de CO2 en la Industria de la Construcción: Sorbentes Sólidos

Uno de los gases de efecto invernadero de más relevancia es el dióxido de carbono (CO2). Reducir las emisiones de este gas en la industria del cemento es importante para combatir el cambio climático. Un gran modo de prevenir emisiones significa usar tecnologías y procesos limpios y eficientes durante la producción de cemento. Pero ¿Qué se puede hacer cuando el CO2 ya fue liberado?

Actualmente ya existen proyectos a escala plantas piloto que tienen como propósito capturar y purificar CO2 del ambiente o directamente de los gases de combustión de los procesos industriales. La mayoría de estos proyectos grandes utilizan solventes líquidos, pero también se están probando nuevas ideas, como membranas electroquímicas y sorbentes sólidos avanzados.   

Los sorbentes sólidos son como esponjas que atrapan CO2. Algunos ejemplos de estos son el óxido de calcio, las aminas sólidas y el hidróxido de potasio.  Éstos Funcionan absorbiendo el dióxido de carbono y lo guardan en su estructura sólida. Al usar sorbentes sólidos, podemos capturar el CO2 de fábricas para prevenir que se liberen al ambiente, pero también podemos capturar CO2 directamente del aire. Una vez que el CO2 está atrapado en los sorbentes sólidos, se puede guardar de manera segura o se puede purificar para utilizar en otros procesos industriales.

En Cementos Progreso ya estudiamos cómo podría servir nuestra cal como sorbente sólido para atrapar CO2. En laboratorio, encontramos que cada 10g de cal pueden atrapar 4g de CO2 para formar carbonato de calcio (Chajón Villatoro, 2017). Estos resultados son prometedores y podrían eventualmente proponerse un escalamiento para lograr una captura de CO2 más grande. El carbonato producido de esta forma puede utilizarse directamente como un agregado para la construcción. Adicionalmente, el CO2 capturado por este medio puede purificarse y puede aprovecharse para otros usos.  Para mencionar algunos ejemplos, el CO2 puede usarse en la industria alimentaria, para la producción de combustibles, o en la industria agrícola.

Algunas empresas ya están comprobando el uso sorbentes sólidos a gran escala para atrapar CO2. Por ejemplo, CLEANKER es una empresa italiana fundada en el 2020 que utiliza la carbonatación de la cal para capturar más de 1000 toneladas de CO2 al año del ambiente.

Conclusión:

La responsabilidad ambiental es un tema sumamente relevante para las industrias a nivel mundial. Cementos Progreso está constantemente implementando cambios y mejoras para reducir las emisiones de CO2, y activamente realiza investigación para capturar el CO2 que ya está presente en el ambiente.

Referencias:

  • Chajón Villatoro J.F (2017) “Síntesis a escala laboratorio de partículas de carbonato de calcio por precipitación a partir de una fuente de dióxido de carbono gaseoso y cal hidratada de alta pureza” Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Química

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Progreso lidera el uso de tecnología constructiva con la primera impresora 3D COBOD en la región

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Progreso lidera el uso de tecnología constructiva con la primera impresora 3D COBOD en la región

Pionero en impulsar tecnologías innovadoras, Progreso revoluciona el sector de construcción con un sistema de fabricación de elementos y estructuras de concreto a través de modelos 3D generados con software CAD.

Progreso, una compañía líder en cemento, materiales y soluciones para la construcción, ha dado un paso audaz hacia el futuro de la construcción al presentar la primera impresora 3D marca COBOD de concreto en el país y la región. Este innovador equipo que tiene el potencial de transformar la industria de la construcción, se basa en una tecnología de vanguardia que permite la creación de estructuras a través de modelos 3D generados con software CAD.

La impresora 3D funciona mediante la colocación de capas horizontales sobrepuestas de tinta, sin la necesidad de utilizar moldes, manteniendo la integridad de las capas y garantizando una excelente adherencia entre ellas.

La tecnología empleada en la primera impresora 3D en Guatemala y la región es única en su clase, ya que es una impresora BOD-2 tipo “Gantry” que utiliza un sistema que permite dosificar y colocar el concreto con precisión, según la programación del modelo 3D y G-CODE que se tenga. Esta tecnología de impresión 3D, conocida también como manufactura o fabricación aditiva, coloca capas de concreto que se superponen sucesivamente, construyendo elementos y estructuras de forma progresiva.

Plinio Estuardo Herrera, gerente de Investigación y Desarrollo de Progreso, comenta sobre este hito: “La impresión 3D está cambiando las reglas del juego en la industria del diseño y la construcción en el mundo. Implementar estas innovaciones tecnológicas en los sistemas constructivos y liderar este cambio en Guatemala y la región, nos genera mucho entusiasmo hacia el trabajo que hacemos y fomenta en nuestra cultura organizacional la innovación como una de sus principales competencias”.

Hasta ahora, se han realizado piezas que van desde pequeños elementos urbanos hasta módulos de mayor tamaño, como paradas de autobús. También se desarrolló un prototipo “Alpha”, que es una edificación de usos múltiples con techo liviano.

Innovación en procesos de construcción

El prototipo “Alpha” es resultado de una estrecha colaboración entre Progreso X (la aceleradora corporativa de Progreso), el Centro de Investigación y Desarrollo de Progreso (CID) y la startup 3DCP Group de Dinamarca. Este proyecto ha demostrado el potencial que tienen las impresoras 3D de tinta para revolucionar la construcción de edificaciones de manera eficiente, sostenible y resiliente.

3DCP Group es una empresa de ingeniería y firma de arquitectura que imprime concreto en 3D y fue seleccionada en el Exponential Changemakers (ECM) 2022, programa que es impulsado por Progreso X.

Progreso, por más de 124 años, ha demostrado su compromiso con la innovación, impulsando tecnologías disruptivas y avanzadas en la producción de cemento, concreto y otros materiales de construcción. La adquisición de la primera impresora 3D COBOD es testimonio de su enfoque en proporcionar las mejores soluciones para contribuir en el futuro de la construcción.

“No es posible desarrollar el mejor producto sin contar con el equipo adecuado para imprimir, especialmente si la actividad principal es la producción de materiales de construcción de la mejor calidad. Progreso está liderando el camino hacia la impresión 3D con la instalación de la primera impresora COBOD en la región. Gracias a esta innovación, podemos experimentar y aprender más de la tinta para la construcción, así como aplicarla en nuevos prototipos y sistemas constructivos”, indica Gabriela Rodas, gerente de proyecto de Progreso X.

Liderar la región 3D

Progreso tiene como objetivo liderar el camino hacia la impresión 3D de concreto en la región, lo que le permitirá seguir investigando el desarrollo de la tinta cementante y validar el método constructivo, sin dejar a un lado la sostenibilidad, el aprovechamiento de los recursos y la eficacia del uso de mano de obra.

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Estudiantes UMG Ingeniería Quetzaltenango ganan competencia en la Convención de ACI en EE.UU.

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Estudiantes UMG Ingeniería Quetzaltenango ganan competencia en la Convención de ACI en EE.UU.

Estudiantes de la facultad de ingeniería de la Universidad Mariano Gálvez de Guatemala -UMG-, Campus Quetzaltenango, obtuvieron el primer lugar en la competencia “FRP Composite Beam” en la que participaron 33 equipos de todo el mundo, durante la Convención de Otoño de la ACI (American Concrete Institute) que se realizó en Boston, EE.UU.

Esta iniciativa es parte del American Concrete Institute -ACI-, y se realiza entre capítulos estudiantiles ACI, dos veces al año en EEUU.  La participación es libre y cada Capítulo Estudiantil ACI que esté activo, tiene derecho a inscribirse y participar de acuerdo a las bases de la competencia.

El capítulo estudiantil ACI de Ingeniería UMG Campos Quetzaltenango, ha competido en oportunidades anteriores con distintas delegaciones y en esta ocasión, el equipo de la UMG Quetzaltenango, fue el único en representar al capítulo ACI Guatemala en la competencia.

Durante la competencia, desarrollada en el Centro de Convenciones de la ciudad de Boston, 33 equipos universitarios provenientes de Estados Unidos, Canadá, México, Ecuador, Perú, Guatemala, Indonesia, Puerto Rico y República Dominicana, demostraron el diseño, la construcción y la prueba de una estructura de concreto reforzada con polímero y con fibra (FRP) para lograr la relación costo-carga más baja.

Nos vemos en Guatemala

Este triunfo representa un logro para el país, para la industria de la construcción, la comunidad estudiantil de ingeniería y arquitectura de las distintas universidades guatemaltecas.  La próxima competencia de capítulos estudiantiles ACI, a nivel nacional, se realizará en el mes de diciembre 2023, en las instalaciones del laboratorio CETEC de Progreso, en La Pedrera, zona 6 de Guatemala, con la competencia de resistencia en cilindros de concreto.  La próxima competencia internacional en las Convenciones ACI, será en el mes de marzo 2024, en la ciudad de Nueva Orleans, en EEUU.

Históricamente, Progreso ha apoyado al Instituto del Cemento y del Concreto de Guatemala -ICCG- y al Capítulo ACI Guatemala, poniendo a disposición el laboratorio CETEC, en donde estudiantes de ingeniería y arquitectura de las diferentes universidades del país realizan pruebas, especialmente de materiales, para participar en diversas actividades y competencias organizadas por las instituciones mencionadas.

El equipo ganador

Los estudiantes de la facultad de ingeniería de la Universidad Mariano Gálvez de Guatemala -UMG-, Campus Quetzaltenango que obtuvieron el primer lugar en la competencia “FRP Composite Beam” son: Ciria Soto, Kevin de León, Gabriel Gramajo, Kevin Sosa, Anthony Jeréz, Sebastían Santay y Dana Vicente, con la asesoría del Profesor Asesor Lester García

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Publicación Nov 2023

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La Importancia de Adoptar un Enfoque de Gestión de Proyectos de Infraestructura Vial Efectiva

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La Importancia de Adoptar un Enfoque de Gestión de Proyectos de Infraestructura Vial Efectiva

La efectiva gestión de pavimentos conlleva una serie de elementos necesarios e importantes que pueden incluirse en una herramienta como HDM-4, que facilite la integración y generación de análisis.

Es importante realizar que el enfoque lineal que tradicionalmente se le ha dado al ciclo de vida de los pavimentos debe migrar a una modernización de esta idea, donde no se nace en idear un proyecto para que muera al ya no poderse mantener o reparar, si no que sea un ciclo virtuoso donde en todas sus demás etapas (perfilación del proyecto, evaluación de su factibilidad, diseño, construcción conservación y rehabilitación) se tenga una retroalimentación entre todas estas de manera cíclica, que pondere el optimizar los recursos disponibles y estas decisiones lleven a gestionar el proyecto o la red en la que se enmarca, en términos de mejores u óptimos estándares de servicio.

“No podemos hablar de hacer Gestión de infraestructura Vial sin pensar en la utilización eficiente y óptima de los recursos disponibles, siendo éste el primer argumento que viene a la mente al pensar en la administración de recursos. Sería también difícil el pensar en hacer gestión dejando de lado la planificación y rentabilización adecuada si de inversión social se trata, no digamos desde un punto de vista institucional. Como actores técnicos/privados podemos enfocarnos fácilmente en las tareas que se ven beneficiadas por una Herramienta de Toma de Decisiones Oportunas y que hable en términos que entendemos desde la ingeniería, sin dejar de lado que el lenguaje de a quienes hablamos, seguramente implique traducirlo a temas financieros pero también lleva la tarea de  nivelar algunas barreras en “el lenguaje” cuando no se ha mantenido una constante labor de seguimiento y retroalimentación (no solo desde el punto de vista de lo que ocurre en los proyectos) si no de una visión integral en cuanto a metodologías que se actualizan, insumos de información y no digamos en un inventario vial actualizado y actualizable.

Pensar en un SISTEMA de gestión vial conducente hacia  Infraestructura Eficiente, Sostenible, Sustentable y Resiliente, es la suma y la claridad que ésta funciona si de manera integral se cuenta con: Especificaciones, protocolos y normas (incluida e importantísima la parte Institucional que avale el enfoque de Gestión), la toma de datos y protocolos de análisis para la red a gestionar, el valorar equipos de medición de proyectos viales con sus tareas y sus criterios de uso/análisis bien definidos (y hablando el mismo idioma), contar con profesionales expertos con una visión integral (que sirvan también de masa crítica), inventarios viales, sistemas de georeferencia, bases de datos adecuadas y esto alojado en un software que hable el lenguaje del ecosistema que se esté gestionando, se configure y parametrice con visión a calibrarse con el tiempo.

El fin último de hablar de hacer Gestión (implícito que evaluar a nivel de red permita también se haga a nivel de proyecto) es contar con una forma estratégica para tomar decisiones donde comparando dentro de un abanico de opciones basadas en enfoques distintos (buscando ahorros, optimización, políticas de intervención, restricciones presupuestarias, costos sociales por mencionar algunas alternativas) se logre evidenciar cual sería la decisión (o la combinación de las mismas) que permita alcanzar el propósito buscado por quienes toman decisiones.  Es importante recalcar que los enfoques deberían de integrarse y tomarse a partir de análisis de costo de ciclo de vida, de manera que este sea el enfoque que sirva como punto de partida. En este aspecto, Progreso es un fiel creyente que la herramienta Highway Development and Management Model en su 4ª iteración (HDM-4) permite aprovechar el esfuerzo realizado a través de FUNDESA por reunir a los actores claves, consolidar la información y los criterios para generar el Object Maestro País para implementar su uso en un modelo sostenible. Esto después de que se logre que las instituciones locales lo oficialicen, destinen recursos materiales y humanos debidamente enfocados para esta importante tarea que beneficiará la toma de decisiones.”

Conclusión

La efectiva gestión de pavimentos (a nivel de red y/o de proyecto) conlleva una serie de elementos necesarios e importantes que pueden incluirse en una herramienta como HDM-4, que facilite la integración y generación de análisis (de programas de actuaciones para conservación, estrategias o a nivel individual de proyectos). Como Progreso, hemos trabajado en conocer la metodología, el impacto de la calidad de información, en la integración y unificación de criterios para conocer lo que puede ser un buen insumo de información o no, intentando concientizar a los tomadores de decisión (hasta cierto nivel) de contar con información valida que ayude a que esas decisiones se tomen con sustento técnico y no solo se vuelva un ítem a cumplir dentro de un checklist, pero sin un valor real.

Referencias

Salgado, M. (2019, 2021 y 2022), Cursos sobre Configuración y Parametrización del HDM-4 para Guatemala, Gesinfra Consultores

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