30 Sep 2023 Siderúrgica Huachipato avanza con aceros de alta resistencia y menores costos
En charla dada a los socios de AICE, mediante la muestra de resultados concretos de proyectos de infraestructura e inmobiliarios, Elías Pincheira dio a conocer los beneficios de este tipo de aceros, que ya están incorporados en la normativa.
La actualización de la norma NCh204 Of.2020 y el uso de acero A706 G80 soldable, fue el tema central de la charla que Siderúrgica Huachipato dio a los socios de AICE el 23 de agosto. En ella, se dieron a conocer los beneficios de aceros de alta resistencia y casos de éxito en los que estos nuevos productos se han considerado en el diseño estructural.
El ingeniero civil Elías Pincheira, Project Manager de Infraestructura en Siderúrgica Huachipato, precisó que “es muy importante que tengamos en consideración los aceros de alta resistencia en los proyectos estructurales, ya que estos son fabricados hasta ahora con acero A630, y el uso de aceros de grado superior permite reducir la cantidad de barras de refuerzo a utilizar, y a su vez esto reduce congestiones de armaduras en los elementos, facilitando su hormigonado y reduciendo costos de transporte y uso de mano de obra, entre otros. Estos nuevos aceros ya están incorporados en la normativa NCh204. Se ha comprobado que su uso ha permitido disminuir la cuantía en un 25%, y los costos de un 8 a un 11% respecto del uso de acero de menor grado”.
Pincheira enfatizó que transcurrió mucho tiempo, más de 10 años, para tener esta actualización normativa, lo que hizo que el sector dejara de usar innovaciones que pudieron haber llevado a ahorros mayores en los proyectos. En cambio, “ahora, afortunadamente, tenemos esta actualización en que se incorporan los aceros de alta resistencia, así que, en ese sentido, podemos jugar un poco más con resistencias mayores y también con barras de otros diámetros, que hasta hace poco no estaban disponibles. El resultado de todo esto es que hay una economía en el ítem final, es decir, en el costo, lo cual es tremendamente importante dado que los proyectos básicamente se ganan y se licitan por costo”, dijo.
De esta manera, el profesional se refirió a la comparación entre el uso de dos tipos de aceros: el A630, que hasta ahora ha sido la calidad usual a considerar en los diseños, y los aceros de grado 80 como el A706, el que corresponde al grado de alta resistencia mayor que se fabrica actualmente en la planta chilena Siderúrgica Huachipato.
¿Pero qué son los aceros de alta resistencia? Según Pincheira, corresponden a aquellos que tengan fluencias superiores a los 420 MPa. Para alcanzar su producción, Siderúrgica Huachipato acudió a su Departamento de Calidad, que incorporó materiales que pudieran aumentar la resistencia del acero. Llegaron a un concepto químico que es la micro aleación, “que es distribuir las partículas de manera ordenada en la barra, lo que va a permitir aumentar la ductilidad y la resistencia”, explica. Cabe destacar que en Chile hasta el año 2006, “teníamos dos tipos de acero que eran unos de los más solicitados: el A440, que es un acero poco resistente, pero muy dúctil, y el A630, que es muy resistente, pero menos dúctil.Cuando se fabricaron estos aceros de alta resistencia, se pensó que iban a ser mucho menos dúctiles que los A630, lo que no fue así”, manifiesta el ingeniero, amparado en los ensayos de tracción estándar.
Para los aceros A440, se exige una elongación de fractura mínima del 16%, y a los aceros A630 una del 8%, mientras que para los aceros de alta resistencia se les exige una elongación de fractura mínima del 12%. “Por lo tanto, son aceros mucho más resistentes y a la vez más dúctiles que el acero A630”, ratificó.
Así, en la actualización de la NCh204, publicada el 30 de marzo de 2022, se incorporan dos grados de acero: el A700-520H y el A730-550H. Junto con ello, “se agregaron dos diámetros nuevos, 50 y 60 milímetros. Además, ahora las barras con resalte se fabrican a partir de 6 milímetros, y ya no solo del 8 en adelante, o sea, si usted en algún momento tiene algún proyecto que quiera incorporar 6 mm con resalte, lo podrían hacer sin problema”, explicó.
Otro de los cambios que hubo fue el mayor control para la relación de la tensión de fluencia máxima de las barras enderezado y, por último, “si ustedes se fijan acá, el acero A630 en la norma del 2006 estaba establecido en 580 MPa, y hoy en la normativa 2020 se fija en 545 Mpa, con el fin de asegurar la normativa de productos encaminada a la utilización de los aceros de alta resistencia A700 y A730”, añadió.
De acuerdo con Elías Pincheira, a través de la NCh204, estos aceros cumplen con la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones (OGUC) y del Manual de Carreteras. Con respecto a la NCh430, “yo estoy trabajando en el Comité de la 430 que se está actualizando ahora. Después del terremoto, ustedes saben que se realizó el Decreto Supremo 60 y básicamente, en este caso, vamos a estar coincidentes con lo que dice la ACI 318, que es lo que se pide para esta normativa”, aseguró.
Casos
Actualmente, Pincheira contó que el acero A730-550H se está evaluando para realizar el cambio de A630 en un proyecto de túnel en la región Metropolitana, “que va a ser excavado con una TBM, que necesita unas cunas para pasar, que son de hormigón armado, y justamente es en las cunas que en este caso vamos a poder colocar y especificar estos aceros de alta resistencia”. Para ello, debieron realizar un estudio de ingeniería para que el cliente viera que, con el uso de acero de mayor grado se lograban ahorros que alcanzan casi un 24% respecto del uso de acero A620.
Y es que al hacerlo con un acero A730 la cuantía bajó, porque se ocuparon diámetros más pequeños, pasando de un 18 a un 16, de un 25 a un 22 y de un 32 a un 28, siendo una disminución de un 21% a un 23%.
Por último, también se pudieron aumentar los espaciamientos, los cuales pasaron de 15 a 20 centímetros, con lo que la reducción en el ahorro de la cuantía fue de un 19,3% y en los costos, un 11.3%.
En el área inmobiliaria, en el año 2015, se realizó un edificio en Las Condes, con acero A630, puesto que aún no estaba disponible la actualización normativa. Por ello, en la compañía hicieron el ejercicio de cómo hubiera sido ejecutar este mismo edificio con un acero de una calidad mayor o de un grado mayor.
En su momento, la fabricación de una viga de un metro lineal fabricado con acero A630 llegaba a los 104 centímetros cuadrados, en tanto al usar acero de alta resistencia, la cuantía bajó a 79,53, conservando todas las resistencias, lo que dio un ahorro significativo. “Básicamente, el 18 y 24% radica en que el diseñador o el ingeniero estructural, en este caso, puede jugar con los diámetros y con las distintas disposiciones de barra, entonces si bien dependemos de la expertise del ingeniero estructural, los ahorros de la cuantía deberían estar entre el 18% y el 24%, sobre todo para este tipo de edificio que era de oficinas”, precisó Pincheira.
En términos de costos, al hacerlo con un acero A630, para armar 1 metro lineal de viga se ocuparon 108 kg de acero, mientras que, al hacerlo con un acero de alta resistencia, se ocupan 85 kg de acero. Por lo tanto, ya las cuantías bajan en un 24% aproximadamente y con respecto a los costos, se traduce en un 8% menos.
A continuación, el ingeniero civil presentó el proyecto Puente Canal de Chacao, que documenta de buena manera el uso de aceros de alta resistencia.
Con una fecha de término proyectada para el segundo semestre de 2025 y un largo del puente de 2.750 metros Pincheira comentó que las barras que se están utilizando a lo largo de todo este proyecto corresponden a 34.000 toneladas, en donde 20.000 toneladas son en grado 80. Entonces el ingeniero indica que no es menor el cálculo, porque más del 55 a 58% del proyecto está construido con estos aceros de alta resistencia. La vida útil de este puente va a ser de 100 años y los desafíos que se tienen como proyecto es que nosotros somos un país muy sísmico, lo que se traduce en cuantías de acero significativas, lo cual sumado a las fuertes mareas y vientos que existen en el lugar, hacen difícil su ejecución. Entonces una disminución en la cantidad de armadura que se debe colocar mejora directamente la productividad en la etapa de construcción.
En ese sentido, este puente se construyó principalmente con pilas gigantescas que tienen pilotes dentro de la misma pila. Al utilizar estas pilas, básicamente la congestión de acero que hay dentro de ella es significativa. “Son muchísimos factores que están dentro de la construcción, en algunos proyectos la congestión de acero es tal que el hormigón no fluye. Por lo tanto, en este caso, se utilizó este acero de alta resistencia y ayudó mucho en ese sentido al hormigonado de las pilas que están en el puente”, agregó.
Luego del Puente de Chacao, Elías Pincheira se refirió al caso del puente ferroviario que está construyendo la empresa Sacyr en la región del Biobío, que tiene como objetivo conectar el Gran Concepción con San Pedro de la Paz. Este puente está programado para el primer semestre de 2026 con un largo de 1.800 metros, una cantidad de acero de 14.000 toneladas, siendo 9.000 toneladas en acero de alta resistencia A706 G80. Los desafíos, en este caso, también están presentes respecto a la sismicidad de nuestro país, las fuertes mareas, los fuertes vientos y las precipitaciones.
Este puente en un momento estaba diseñado con acero A630. Sin embargo, el calculista vio los beneficios de utilizar acero de alta resistencia en A706 grado 80, con lo que bajaron de 19.000 toneladas a 14.000 ton de barras.
Con respecto al ahorro de la cuantía, debería llegar al 24%, y respecto al ahorro de los costos, a un 11 u 8%. “Todo esto se tiene que hacer con un estudio adecuado y por supuesto, avalado por los ingenieros estructurales del proyecto. Al haber menos consumo de acero, también va a haber disminuciones en el uso de las grúas, menos movimiento de materiales y menos camiones, lo que repercute en una menor accidentabilidad, puesto que habrá menos cuadrillas”, especificó Pincheira.
