Análisis comparativo de las propiedades físicas y mecánicas de un concreto simple y un concreto con adiciones de fibras sintéticas de mascarillas en elementos horizontales tipo viga

Abstract

El sector de la construcción constituye uno de los pilares fundamentales del crecimiento económico nacional, contribuyendo con más del 8% al Producto Bruto Interno (PBI) y fomentando indirectamente la actividad de más de ocho subsectores gracias a su amplio efecto multiplicador laboral (CEMEX, 2020). En este contexto, resulta esencial comprender el comportamiento del concreto, material preponderantemente utilizado, que debe adaptarse a las exigencias globales actuales de sostenibilidad ambiental y viabilidad económica. Perú, uno de los países severamente impactados por la pandemia del COVID-19, enfrenta retos persistentes no solo en el plano económico sino también ambiental tras la conclusión de esta crisis sanitaria (BBC News Mundo, 2020). Un desafío particularmente destacable es la gestión adecuada de las mascarillas desechables, cuyo uso masivo, impulsado por normativas de salud pública, ha generado un voluminoso residuo que requiere ser reciclado de manera efectiva. El objetivo central de esta investigación es evaluar comparativamente las propiedades físicas y mecánicas de un concreto convencional frente a un concreto reforzado con fibras derivadas de mascarillas, provenientes tanto de procesos de reciclaje como de excedentes de inventario no comercializados. Para alcanzar este fin, se ha adoptado una metodología de carácter cuasiexperimental, que involucra la manipulación de la variable independiente mediante la incorporación de fibras en proporciones del 0.5%, 0.75% y 1.0% respecto al volumen total del concreto. Los efectos de estas adiciones se han analizado en diversas muestras preparadas específicamente para cada ensayo, siguiendo los criterios establecidos en las normas ASTM y comparándolas con una muestra de control (0% de fibras). Los resultados obtenidos bajo esta metodología indican que el concreto enriquecido con fibras sintéticas de mascarillas mostró un incremento en la resistencia a la compresión. Sin embargo, afectó negativamente el esfuerzo de flexión pura. Por otro lado, se observó que la adición de fibras no altera el peso específico ni la temperatura del concreto y no afecta de manera significativa el contenido de aire atrapado. No obstante, es importante resaltar que las fibras repercutieron negativamente en la trabajabilidad del concreto, ya que, a medida que se incrementaba el porcentaje de las mismas, el Slump disminuía. Por último, las fibras de mascarillas incrementaron los valores de resistencia residual y la energía absorbida promedio para cada porcentaje siguió el mismo patrón, demostrando que las fibras sintéticas de mascarillas presentan mejoras en este apartado. Como recomendación, y línea futura de investigación esta tesis sugiere realizar más ensayos con mayores porcentajes de fibras para establecer un comportamiento más predecible, dada la variabilidad de los resultados que derivan de la naturaleza misma de las fibras.