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INTRODUCCIÓN.

El ingeniero civil se ocupa de proyectar, construir o supervisar el funcionamiento de instalaciones hidráulicas; así mismo, debe resolver infinitos problemas prácticos de diferentes escenarios. Los escenarios comunes se encuentran con la necesidad de diseñar puentes, presas, carreteras, entre otros. Sin dejar fuera algunos de esos escenarios, el diseño requiere de análisis hidrológicos cuantitativos para la selección del evento de diseño necesario.

Una de las ciencias que se involucra con la ingeniería civil es la Hidrología Aplicada. Su relación con la ingeniería civil radica en la inclusión de métodos para determinar el caudal como elemento de diseño de las obras que tienen relación con el uso y protección del agua.

ANTECEDENTES DE LA HIDROLOGÍA.

El gran merito de demostrar con evaluaciones cuantitativas fue de Pierre Perrault en su libro De I´origine des fortaines, publicado en 1674, que las precipitaciones y nevadas son la causa del flujo en los ríos, con lo cual marco la pauta para el reconocimiento universal del ciclo hidrológico en su interpretación moderna.

Para finales del siglo XVII aparentemente ya existían los elementos necesarios para fundar la hidrología, pero no se reconocía este como ciencia específica, y solo se llegó a ese reconocimiento a medida que fue evolucionando en el transcurso de los tres años siguientes.

No fue sino el siglo pasado en que la hidrología alcanzo un reconocimiento definitivo como disciplina.

DEFINICIÓN DE HIDROLOGÍA.

Para Ven Te Chow y colaboradores en su libro “Hidrología Aplicada”, el agua es la sustancia mas abundante en la Tierra, es el principal constituyente de todos los seres vivos y es una fuerza importante que constantemente está cambiando en la superficie de la Tierra.

Generalmente existen muchos autores que definen el termino “Hidrología” con respecto a sus fines de sus publicaciones. Al haber varias definiciones, desde mi opinión personal la mas compleja es la que maneja F. J. Aparicio en su libro “Fundamentos de hidrología de superficie”:

Hidrología. Es la ciencia natural que estudia al agua, su ocurrencia, circulación y distribución en la superficie terrestre, sus propiedades químicas y físicas y su relación con el medio ambiente, incluyendo a los seres vivos.

Fundamento de hidrología de superficie, Pág. 13

Fig. 1. Definición de Hidrología.

(Fuente: Hidro SM)

PAPELES FUNDAMENTALES DE LA HIDROLOGÍA.

La hidrología juega también un papel importante en la operación efectiva de estructuras hidráulicas, como aquellas que se dirigen a la generación de energía y control de avenidas, donde con regularidad se hace pronósticos de avenidas y sequías.

CIENCIAS Y APLICACIONES QUE ACOMPAÑAN A LA HIDROLOGÍA.

J. F. Aparicio describe que las ciencias en que se apoya la investigación hidrológica son:

Geografía física.
Meteorología.
Geología.
Hidráulica.
Matemáticas y estadística.

También existe relaciones de la hidrología con otras disciplinas como:

Física.
Química.
Biología.
Investigación de operaciones.
Entre otras.

HIDROLOGÍA APLICADA.

Cabe mencionar, que es necesario limitar la parte de la hidrología que se estudia en la ingeniería a una rama que comúnmente se llama Ingeniería hidrológica o hidrología aplicada.

Lo anterior, incluye la parte del campo de la hidrología que refiere al diseño y operación de proyectos de ingeniería para el control y aprovechamiento del agua.

¿Cuál es el objetivo de la hidrología aplicada? F. J. Aparicio dice que el objetivo de la hidrología aplicada es la determinación de los eventos, que son analógicos a las cargas de diseño en el análisis estructural, por poner un ejemplo de la ingeniería civil.

Si bien existen perfiles completos para esta área como un Hidrólogo, el ingeniero civil también recolecta y realiza análisis de datos.

CONCLUSIÓN.

La hidrología e Hidrología aplicada en la Ingeniería Civil es primordial para la planeación, diseño y operación de los proyectos hidráulicos, pues esta ciencia se orienta hacia los parámetros hidrológicos de diseño, cuyos resultados debe ser considerados como estimados en muchos casos y por lo tanto, sera necesario complementar las incertidumbres con métodos probabilísticos.

Autor: Ing. Arturo Alvarez Pérez

Administrador de CIVILBLOGGERS

REFERENCIAS.

Libro “Fundamentos de hidrología de superficie”. Autor: Francisco Javier Aparicio Mijares, Edit. LIMUSA. Año: 1992.

Libro “Hidrología aplicada” Autores: Ven Te Chow, David R. Maidment y Larry W. Mays. Edit. McGraw Hill. Año: 1994.

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INTRODUCCIÓN.

El concreto como ya vimos en artículos anteriores (ver articulo) es una mezcla de agregados, cemento y agua, a la que además se le puede agregar algunos aditivos y adicionantes. En este artículo, hablaremos de estos dos últimos.

1. ADITIVOS.

De acuerdo a la NMX-C-251 los aditivos son:

Aditivos para concreto. Son materiales diferentes del agua, agregados, cementante y productos adicionales al concreto que se pueden emplear como componentes del concreto y se agregan antes o durante el mezclado, interactuando con el sistema hidratante – cementante – mediante la acción física, química o físico-química, modificando una o más de las propiedades del concreto en sus etapas de: estado fresco, fraguando, endureciéndose y endurecido.

NMX-C-251-ONNCCE-2019, Punto 3.11

1.1. Clasificación de aditivos.

El libro del PCA “Diseño y control de mezclas de concreto”, menciona que los aditivos se pueden clasificar según sus funciones, como sigue:

1. Aditivos incorporados de aire (inclusores de aire).

2. Aditivos reductores de agua.

3. Plastificantes (fluidificantes).

4. Aditivos aceleradores (acelerantes).

5. Aditivos retardadores (retardantes).

6. Aditivos de control de la hidratación.

7. Inhibidores de corrosión.

8. Reductores de retracción.

9. Inhibidores de reacción álcali-agregado.

10. Aditivos colorantes.

11. Aditivos diversos, tales como aditivos para mejorar la trabajabilidad (manejabilidad), para mejorar la adherencia, a prueba de humedad, impermeabilizantes, para lechadas, formadores de gas, anti-deslave, espumante y auxiliares de bombeo.

Para selección y uso de aditivos para concreto se debe consultar la Norma NMX-C-255-ONNCCE-VIGENTE “Aditivos Químicos Para Concreto”.

1.2. ¿Cuáles son las razones para el uso de aditivos?

Las razones son muchas; a continuación, se mencionan desde mi punto de vista las mas importantes:

Incrementan la trabajabilidad sin aumentar el contenido de agua o disminuir el contenido de agua a la misma trabajabilidad.
Acelera la rapidez de desarrollo de resistencia.
Disminuye la permeabilidad del concreto.
Incrementa la adherencia entre concreto viejo y nuevo.
Superación de ciertas emergencias durante las operaciones de mezclado, transporte, colocación y curado.
Entre otros.

Fig. 1. Aditivos liquidos, de la izquierda hacia la derecha: aditivos anti-delave, reductor de retracción, reductor de agua, agente espumante, inhibidor de corrosión e incorporador de agua.

(Fuente: PCA (Portland Cement Association) “Diseño y control de mezclas de concreto”. Steve H. Kosmatka, Beatrix Kerkhoff, William C. Panarese, y Jussara Tanesi. 1ª Edición. Año: 2004, Pág. 135)

2. ADICIONANTES.

Con lo estipulado en la NMX-C-155-ONNCCE-2014 en los apartados 4.4.1 y 4.4.2, se describe que las adiciones para concreto son aquellos materiales tales como:

2.1. Materiales que no tienen propiedades cementantes.

Como las fibras que se utilizan como refuerzo o los pigmentos.

Fig. 2. Fibras como material adicionante.

2.2. Materiales que desarrollan características cementantes.

Como la puzolana natural, humo de sílice, ceniza volante o ceniza de cascara de arroz, que se puedan emplear como constituyentes del cemento o concreto. La cal no se considera como adición cementante.

Fig. 3. Materiales cementantes suplementarios. De la izquierda para la derecha, ceniza volante, metacaolinita (arcilla calcinada), humo de sílice, ceniza volante, escoria y esquisito.

Estos adicionantes cuando se utilicen para el concreto debe cumplir con las especificaciones de la NMX-C-146-ONNCCE-VIGENTE “Aditivos para Concreto Puzolana Natural Cruda O Calcinada y Ceniza Volante para Usarse Como Aditivo Mineral en Concreto de Cemento portland”.

Cabe mencionar que estos adicionantes se deben incorporar a la mezcla de concreto mediante el uso de cementos que ya contengan estos adicionantes integrados uniformemente en el proceso de fabricación de dichos cementos clasificados en la NMX-C-414-ONNCCE-VIGENTE “Cemento – Especificaciones y métodos de ensayo”, para garantizar sistemáticamente la uniformidad y por consecuencia la calidad del concreto o incorporarse durante el mezclado si se garantizara la uniformidad de su distribución en la mezcla.

3. CONCLUSIONES SOBRE ADITIVOS Y ADICIONANTES.

La eficiencia de un aditivo o adicionantes en el concreto depende de factores tales como: tipo, marca y cantidad del material cementante; contenido de agua; forma, granulometría y proporción de los agregados; tiempo de mezclado y temperatura del concreto.

Autor: Ing. Arturo Alvarez Pérez

Administrador de CIVILBLOGGERS

REFERENCIAS.

Revista IMCYC “Conceptos básicos del concreto”. Año: 2004.

NMX-C-155-ONNCCE-2014 “Industria de la construcción – Concreto Hidráulico – Dosificado en masa - Especificaciones y métodos de ensayo”. ONNCCE.

NMX-C-251-ONNCCE-2019 “Industria de la construcción – Concreto hidráulico – Terminología”. ONNCCE.

PCA (Portland Cement Association) “Diseño y control de mezclas de concreto”. Steve H. Kosmatka, Beatrix Kerkhoff, William C. Panarese, y Jussara Tanesi. 1ª Edición. Año: 2004.

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INTRODUCCIÓN.

ANTECEDENTES DE LA HIDROLOGÍA.

DEFINICIÓN DE HIDROLOGÍA.

PAPELES FUNDAMENTALES DE LA HIDROLOGÍA.

CIENCIAS Y APLICACIONES QUE ACOMPAÑAN A LA HIDROLOGÍA.

HIDROLOGÍA APLICADA.

CONCLUSIÓN.

INTRODUCCIÓN.

1. ADITIVOS.

1.1. Clasificación de aditivos.

1.2. ¿Cuáles son las razones para el uso de aditivos?

2. ADICIONANTES.

2.1. Materiales que no tienen propiedades cementantes.

2.2. Materiales que desarrollan características cementantes.

3. CONCLUSIONES SOBRE ADITIVOS Y ADICIONANTES.

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