Procura 048 Adquisición de Cementos y Agregados

Materiales de Construcción I
Cementos y Agregados

Preámbulo

La informalidad en Perú ha hecho que muchas buenas prácticas o especificaciones no sean conocidas o reconocidas debidamente para su uso. Esto nos ocurrió en metal-mecánica, soldadura industrial, construcción civil, transporte (de carga y de personal) y en otras actividades industriales, que retrasó la profesionalización y el desempeño de muchas actividades.

En el caso de construcción civil, existen una serie de desviaciones y costumbres que no corresponden con prácticas y criterios técnicos seguros, debido a la proliferación de la autoconstrucción de viviendas (sin la supervisión profesional de Ingenieros o Capataces calificados, por motivos económicos y socio-culturales), la abundancia de albañiles sin capacitación adecuada (muchos de ellos no sabían leer un plano pero se hacían llamar ‘Maestros’) y la absurda negación de que existe ciencia y tecnología en la construcción (para la selección de materiales, el cálculo de cargas y dimensionado de estructuras, los procesos de construcción calificados, etc.).

Aunque esta situación se está revertiendo gracias a instituciones como CAPECO, SENCICO, SENATI, INACAL y las universidades, el problema de la construcción civil sin la intervención de ingenieros y personal calificado aún persiste. En este artículo les presento sólo algunas pautas y especificaciones para la preparación de concreto, que a nivel de Procura deberían servir como primer filtro para aceptar o rechazar pedidos de agregados, cementos y aditivos.

Antecedentes

Antes de la invención del cemento, el material que se usaba para unir piedras o ladrillos era el mortero (una pasta hecha de agua con yeso, arcilla o cal; en nuestra época el mortero es una mezcla de cemento, arena y agua), y se han encontrado restos confirmando el uso de morteros en Egipto y Grecia (alrededor del 500 A.C.).
En el Perú, la construcción militar más grande de los españoles fue el Real Felipe, que usó el calicanto (una mezcla de cal, arena y claras de huevo como aglomerante) como refuerzo de los bloques de piedra que se usaron en su construcción.

Fue en 1824 que los señores Joseph Aspdin y James Parker patentaron el cemento portland (según los historiadores, denominado así por el color gris verdoso del producto, muy similar a la piedra de la isla Portland, en Inglaterra), el cual fue evolucionando hasta como lo conocemos ahora.

La mezcla de arena y piedra (los agregados) con cemento y agua constituyen el concreto (en algunos lugares lo llaman hormigón), el cual cambia de resistencia según las proporciones de estos constituyentes y de los aditivos que se le incorporen.

Una de las principales características del concreto es la muy alta resistencia a la compresión (es decir, a ser aplastado o comprimido) pero muy baja (pésima) resistencia a la tracción (a ser estirada) y resistencia al corte (a ser girado o torcido). Fue en 1860 que el francés Joseph Monier patentó el concreto armado, que consistía en incluir una armadura de hierro al concreto, lo que aumentaba significativamente la resistencia a la tracción y al corte.

Las diferentes resistencias del concreto son requeridas para las diferentes aplicaciones de una construcción. En otros términos, no se requiere la misma resistencia para una cimentación (de una vivienda, de una máquina, de un pavimento o de un puente), que para una columna (de una casa, de un edificio o un estadio), para una viga de techo (de un almacén, un puente o un estacionamiento), o para una pared de concreto (de una vivienda, un edificio, un dique, un muro de contención o un silo). Cada una de estas aplicaciones requiere resistencias distintas del concreto, a las que se suman otras exigencias físicas (resistencia a la intemperie, al alto tránsito, al alto peso, a la humedad, etc.).

Esto hace que el concreto requiera la selección adecuada de agregados, cementos, aditivos y agua. El desarrollo tecnológico de los materiales ha producido una gran variedad de aditivos (químicos y minerales) que mejoran las características naturales o propias del concreto. 

Por otro lado, el desarrollo de los procesos y métodos de construcción han establecido varios tipos de concretos, como el concreto simple, concreto en masa, concreto armado, concreto pretensado, concreto postensado, concreto autocompactante, concreto ciclópeo y concreto de alta densidad (entre otros).

Gestión de Materiales (Materials Management)

Para definir que pedir, el registro de materiales debe hacerse en función a las descripciones establecidas en las normas y especificaciones vigentes. Para el caso de usar las normas ASTM, debe hacerse según la Sección 4 (Ordering Information).

Entre las principales referencias a tener en cuenta se debe revisar las normas:

C33  Especificación para Agregados del Concreto (NTP 400.037)

C150 Especificación para Cementos Portland (NTP 334.009)

         Tipo I. Uso General (no se requieren características especiales)
         Tipo IA. Tipo I con aditivo para la inclusión de aire

         Tipo II. De moderada resistencia a los sulfatos
         Tipo II A. Tipo II con aditivo para la inclusión de aire
         Tipo II MH. Moderada resistencia a los sulfatos y al calor de hidratación

         Tipo III. Se requiere alta resistencia inicial
         Tipo III A. Tipo III con aditivo para la inclusión de aire
         Tipo IV. Se requiere bajo calor de hidratación 
         Tipo V. Se requiere alta resistencia a los sulfatos 

C494 Especificación para Aditivos Químicos para Concretos

C595 Especificaciones para Cementos Hidráulicos adicionados (NTP 334.090)
         Tipo IS. Cemento Portland + Escoria de Alto Horno
         Tipo IP. Cemento Portland + Puzolana (hasta 40%)
         Tipo I(PM). Cemento Portland + Puzolana modificado (hasta 15%)
         Tipo IP. Cemento Portland + Puzolana (hasta 40%)
         Tipo IL. Cemento Portland + Caliza
         Tipo IT. Cemento Portland + Adicionado Ternario
         Tipo ICo. Cemento Portland + Adicionado Compuesto
C1017 Especificación para Aditivos Químicos para la Producción de Concreto Fluido (NTP 334.082)

         Tipo GU. Uso General
         Tipo HE. Alta Resistencia Inicial
         Tipo MS. Moderada Resistencia a los Sulfatos
         Tipo HS. Alta Resistencia a los Sulfatos
         Tipo MH. Moderado Calor de Hidratación
         Tipo LH. Bajo Calor de Hidratación
         Tipo R.   Baja Reactividad Álcali

Pero la tendencia es proveerse del concreto listo para ser vaciado en la obra, para lo cual se recomienda usar las descripciones de las especificaciones:

ASTM C94 Especificación para Concreto Pre-Mezclado

ASTM C685 Concreto preparado por dosificación volumétrica y mezcla continua

ACI 301 Especificaciones para Concreto Estructural

De acuerdo a las normas peruanas (NTP), el registro de insumos y materiales se debe hacer en base a las especificaciones:

NTP 334.001 Cemento Portland

NTP 334.044 Cemento portland Puzolánico

NTP 400.037 Agregados

NTP 339.086 Aditivos

NTP 339.047 Concretos

E.030 Diseño Sismo Resistente
E.060 Concreto Armado

Compras y Formación de Contratos

La selección de Proveedores a convocar dependerá del volumen de los materiales a adquirir, de la ubicación geográfica de la obra y del procedimiento o plan de construcción de la obra.

Para volúmenes pequeños de material seco (agregados y cemento), lo mejor es cotizar con Proveedores pequeños (ferreterías de materiales de construcción) que estén cerca a las instalaciones de la Organización o de la obra. En el otro extremo, para grandes volúmenes la opción es contactar directamente con las canteras y cementeras.

La evaluación comercial de material seco debe establecer el punto de entrega debido a que dependiendo del lugar donde se ejecuta la obra, el transporte será el costo principal de la adquisición. Las canteras deben asegurar la continuidad de las entregas y la validez de sus pruebas y ensayos.

Para grandes volúmenes de concreto, si la obra está en una ciudad, lo más rentable será adquirir la entrega del concreto en camiones mixer, para vaciado directo en la obra. Pero si la obra es en un campamento minero o petrolero, la mejor solución podría ser la instalación de una planta de concreto cerca de la obra, lo que implica poner a disposición del Proveedor el área suficiente para la instalación de silos y patios de almacenamiento de arena y piedra.

Compras debe verificar que las especificaciones técnicas de la convocatoria establezcan las pruebas y ensayos a realizar, las que serán ratificadas en la Orden de Compra.

Es muy importante establecer las unidades de pago (es decir, si la adquisición es en TM o m³) y las condiciones de entrega, que para el caso del cemento, es importante establecer si será entregado a granel o en bolsas (sueltas o paletizadas).

Tráfico y Logística (T&L)

Para consumos pequeños a medianos, todos los cementos, agregados y aditivos se venden envasados, pero para grandes volúmenes lo usual es que el despacho de cementos y agregados sea a granel, por lo que T&L deberá evaluar el transporte adecuado.

Generalmente los proveedores de agregados, cemento y concreto llevan los materiales hasta la obra (cuando el despacho es en la localidad del Proveedor), pero T&L debe verificar los documentos de despacho y las condiciones de tránsito y seguridad, a fin de evitar riesgos y accidentes.

Cuando el despacho es fuera de la localidad (hasta el campamento), es la Organización la debe proporcionar el transporte. T&L debe asegurar que los vehículos que disponga para el recojo tengan planes de seguridad, de contingencia y de comunicaciones. Las Guías de Remisión deberán ser proporcionadas por la Organización (ver Procura 033).

Almacenamiento 

Las buenas prácticas de almacenamiento de cemento en bolsas de papel y bigbag son, de acuerdo a las recomendaciones de los fabricantes:

1. Disponer las bolsas y los bigbags en almacenes

    cerrados (no a la intemperie para evitar el sol,
    la lluvia y el viento o la humedad del aire).

2. Colocar los envases sobre palets o parihuelas
    (evitar el contacto con el piso).

3. No apilar más de 10 bolsas (para evitar que la
    bolsa que está abajo se endurezca).

4. Disponer el consumo FIFO (First In – First Out).

Para agregados, Almacén debe disponer de áreas suficientes.
Los aditivos deben almacenarse con todas las precauciones de un MatPel (HazMat).

Observaciones y Comentarios

1	Por ser los más populares, en esta publicación sólo he citado tres normas de cementos ASTM, pero debemos saber que no son las únicas. Existen otros cementos estandarizados (como el ASTM C91 Cemento de Albañilería, o el ASTM C845 Cemento Hidráulico Expansivo), así como en normas ISO, EN y DIN (por ejemplo, para la cementación de pozos petroleros, los tipos de cementos a usar se detallan en API Spec 10A y en ISO 10426), pero también hay varios productores que tienen cementos especiales (para aplicaciones muy específicas o particulares) que pueden no estar regulados por alguna norma, por lo que el personal de Procura no debe extrañarse por algún pedido excepcional que no mencione a las normas ASTM C150, C595 o C1017.
2	Los principales fabricantes peruanos de cemento están agremiados en ASOCEM (Asociación de Productores de Cemento), que está compuesto por:  UNACEM (con las marcas Sol, Andino y Apu), Cementos Pacasmayo (con las marcas Pacasmayo, Mochica y Rapimix) y Cementos Yura (con las marcas Yura, Frontera y Rumi). Otro fabricante no asociado es Caliza Inka (con la marca cemento Inka). Pero también tenemos importadores: CEMEX Perú (de México, marca Quisqueya), Cementos Argos (de Colombia, marca Argos), UNACEM Ecuador (de Ecuador, marcas Campeón y Selvalegre) y Promart (de Chile, con la marca CBB de Cementos Bío Bío).
3	El Expediente Técnico (enviado por el Usuario) y los Términos y Condiciones Comerciales (llamados Términos de Referencia, Bases y Pliegos de la Convocatoria, o como se le quiera llamar en cada Empresa) debe establecer que los cementos, agregados y aditivos que se adquieran envasados deben cumplir con que: • El envase y el empaque debe ser de acuerdo    a la norma NTP respectiva (por ejemplo, para    la adquisición de cemento Portland, el envase y    el empaque debe ser de acuerdo al párrafo    14.1 de la norma NTP 334.009).    Si se requiere otro tipo de envase, debe estar    especificado claramente. • El rotulado o etiquetado debe ser de acuerdo    al Artículo 3° del Decreto Legislativo N° 1304,    Etiquetado y Verificación de los Reglamentos    Técnicos de los Productos Industriales    Manufacturados.  Para productos a granel, la información del rotulado debe estar en la guía de remisión, la hoja de datos técnicos o en el documento establecido (la Lista de Empaque, el Reporte de Producción, etc.).
4	Para grandes volúmenes de compra de agregados y cemento, una buena práctica es la adquisición mediante Órdenes de Compra Abiertas, a dos o tres Proveedores, por tipo de material.
5	Para la adquisición de concreto, es importante establecer en el contrato los controles para la determinación efectiva de los volúmenes y de las resistencias pactadas, así como de las pruebas y ensayos que serán tomados con cada lote.
6	Muchos Proveedores de agregados (sobre todo de las canteras de provincia) no están comprometidos con el uso de especificaciones y normas, razón por la cual muchas veces no son contratados por las grandes constructoras y minas, por lo que han perdido varias oportunidades. La Organización debe trabajar mucho con ellos para lograr que se formalicen desde el punto de vista técnico, para homologarlos y poder incluirlos como Proveedores Habituales (muchos son considerados Proveedores Excepcionales).
7	Es importante identificar la conveniencia de establecer penalidades y multas, así como garantías y fianzas. Aunque esto hace que el precio unitario aumente, por los volúmenes que mueven, a las canteras y concreteras les resulta muy fácil postergar las fechas comprometidas a la menor oportunidad de otro cliente con un mejor precio o con un requerimiento menos exigente.
8	En Perú lo usual es que los envases de papel sean de 42.5 kg porque la Modificación Técnica 1 de la norma NTP 334-009 establece en la Nota 10 que “el contenido de un Pie Cúbico de una bolsa de cemento (42.5 kg) es la unidad establecida en los diseños de mezclas volumétricas de concreto, de uso común en la construcción de diversas obras pequeñas y medianas” (?). En Ecuador las bolsas son de 50 kg, en Chile se reguló que los sacos sean de 5 y 25 kg, en Argentina se ha regulado en 50 kg, en Colombia pesan 42.5 y 50 kg (pero ya hay acciones para estandarizar las bolsas en 1, 5, 10 y 25 kg), en México pesan 50 kg, y si revisamos los envases de otros países la tendencia es estandarizar las bolsas en 25 kg (para facilitar la manipulación y proteger la integridad física de los trabajadores de construcción civil). El argumento del Pie Cúbico supone que los Capataces y Albañiles son ignorantes que no saben usar una Regla de Tres Simple, ni saben de Conversión de Unidades de Medición, que nunca van a aprender eso, y les debemos ayudar con la Unidad de Diseño de Mezclas Volumétricas. Las Organizaciones deben participar alentando el consumo de bolsas de 25 kg.
9	Finalmente, los aditivos son productos utilizados para mejorar las propiedades del concreto y, dependiendo de las condiciones del lugar donde se está realizando la obra (localidades muy fríos, o con altas temperaturas o donde se presenten ambientes con sales de cloro), se agregan para obtener mejores características técnicas. Otro objetivo de los aditivos es mejorar la operación de vaciado de concreto, optimizando los tiempos de entrega o del desencofrado. Los más comunes son los acelerantes y los retardantes (según se requiera para cada obra), plastificantes e impermeabilizantes, inclusores de aire, inhibidores de corrosión, reductores de retracción, etc.

Referencias

1. Canteras

a. Arenera San Martin de Porras (Ate)
b. Milestone (Ate)
c. Agregados de Construcción Perú
    (Quilca, Santa Rosa de Quives) 
d. Concretos y Agregados del Sur (Camaná, Arequipa)
e. Agregados Banda (Cajamarca) 
f. Concretos Supermix
    (Arequipa, Cusco, Puno, Moquegua y Tacna)
g. AgreCon (Ica y Nazca)
h. Concretos Lima (Cieneguilla) 

2. Aditivos

a. Chema
b. Sika 
c. Z Aditivos 
d. Aditivos Especiales
e. CPA Aditivos

3. Concretos

a. AgreCon (Ica y Nazca)
b. UniCon 
    (San Juan de Miraflores, Collique, Huachipa,
    Oquendo, Cañete, Chincha, Pisco, Ica,
    Huancayo, Barranca, Chancay y Huacho)
c. Hormix (Comas)
d. Concremax (Villa El Salvador) 
e. Concretos Supermix
    (Arequipa, Cusco, Puno, Moquegua y Tacna)
f. CoralMix (Lima)
g. Mixercon 
    (Villa El Salvador, Lurin, Independencia,
    Huachipa, Callao y Oquendo)
h. RinoMix (Paita, Piura) 

4. Distribuidores

a. Sodimac 
b. Promart
c. ARCOSA 

Entre las referencias académicas o de enfoque técnico, les sugiero revisar:

1. Sanjuan B., Miguel; Chinchón Y., Servando,
Introducción a la Fabricación y Normalización del Cemento Portland
Universidad de Alicante 

2. Ministerio de la Producción, Jun-2020
Reglamento Técnico sobre Cemento Hidráulico Utilizado en Edificaciones y Construcciones de Concreto en General
Proyecto de Reglamento D.S. R.M.175 

Por su experiencia y conocimiento del mercado, invito a comentar sobre este tema a los colegas de Fluor (Eduardo Arenas, Elisa Caballero, Carlos Arroyo, César Castillo, Manuel Rojas, Diana Monteza G. y Percy Osorio M.), Bechtel (Alfonso Uriarte G., Héctor Lopez D. y Martín Carhuattocto), AESA (Alfonso Pasapera), Antamina (Jorge Martínez, Hugo Vilcahuaman, y Roberto Deza V.), Haug (Roberto Quispe Fuster), M3 (Milton García C.), CCM2L (Antonio Traverso C. y Marta Vergaray), El Brocal (Percy Cristobal), Cerro Verde (Alberto Velarde Ch.), Nexa (Miguel Aguirre), Anglo American (Xenia Rodríguez Q. y Vanessa Aldave M.), Santo Domingo (Javier Bohórquez), Ausenco (Marisa Paz, Johanna Pacheco G. y Roxana Vásquez); IPD (Juan Pablo De la Cruz), MDH (Freddy Matute M.), FAMESA (Víctor Huaraz C.), COSAPI (Fabrizzio Gonzales B.), SNC-Lavalin (Miguel Vargas, Juan Juárez V. y Ulises Proaño), Minsur (Julio Vilca D.), Grupo GyM (Gian Carlo Mondragon O.), Chinalco (Luis Segundo, Julio Cisneros, Rafahel Ruiz R., Patrick Tweddle, Johnny Chang L. y Luis Osorio T.), MARSA (Nazia Gutiérrez G.), DRP (Tito León A., Carlos Poves S., Julio Gutiérrez y Gregorio Jaime A.), DIAR Ingenieros (Sergio Moreno F.), Consorcio PMC Talara (Miguel Salazar), Las Bambas (Paul Garcés y Yill Portugal B.), HAGEMSA (Juan C. Calderón T.), Interglobo (Leopoldo Denegri), Lumina Copper (Jorge Oyague G.), así como a Ricardo Quiroz A., Juan R. Paucar, Carlos Llacza, Juan C. Núñez A., Michel Acuy, Oscar Ruesta A., Alberto Timoteo R., Ruth Camavilca V., Inés Tovar F., Bárbara Flores, Hernán Dulanto O., Víctor Alvarado y Eduardo Velásquez, y a los amigos y colegas de Ingeniería, Construcción y Mantenimiento, como Jorge Endo (Fluor), Ricardo Redhead E. (Corporación Petrolera), Roberto Murillo P. (SNC Lavalin), Cesar León C. y Freddy Castillejo (Bechtel), Rafael Maza (Jacobs) y Hugo Gibaja V. (Buenaventura).

Un saludo a todos!!!

Ing. Juan Valdivia Jáuregui