CONCURSO UNIVERSITARIO – COLOMBIA

Green concrete beam competition

2023

La Seccional Colombiana de la ACI, sus capítulos estudiantiles y el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad del Norte, invitan a los estudiantes de Ingeniería Civil de Colombia a participar en el evento Green Concrete Beam Competition 2023. Cada equipo construirá una viga de concreto reforzado de acuerdo a los lineamientos del concurso presentados en este documento. Los estudiantes deben estimar la capacidad mecánica de la viga construida con la mezcla de menor impacto ambiental según su diseño. Las vigas se ensayarán en diferentes laboratorios del país y se otorgarán premios al mejor desempeño en las áreas indicadas.

Objetivos

Construir una viga de concreto reforzado, investigando e implementando materiales alternativos, reciclados y/o cementantes suplementarios que reduzcan la huella de carbono de la mezcla de concreto. Los objetivos específicos comprenden:

1) Diseñar una mezcla de concreto que propenda por la disminución del impacto ambiental dadas las emisiones de CO2 asociadas a la industria del concreto (emisiones durante la producción del cemento, extracción y producción de agregados, transporte de materiales, etc).

2) Evaluar el impacto ambiental de la mezcla mediante un análisis de ciclo de vida simplificado (LCA).

3) Estimar la carga resistente y la deflexión de acuerdo con el diseño planteado y las condiciones de frontera.

Fechas importantes 2023

– Lanzamiento del concurso: 24 de julio
– Cierre de inscripción: 25 agosto

Fundida de la viga: 
 • Sede Tunja: 4 de octubre
• Sedes Barranquilla, Bogotá y Cali: 7 de octubre
• Sede Medellín: 9 de octubre

Ensayo de la viga:
Sede Tunja: 2 de noviembre
Sedes Barranquilla, Bogotá y Cali: 4 de noviembre
Sede Medellín: 7 de noviembre

– Enviar URL del video: 11 de noviembre
– Entrega del informe: 11 de noviembre
– Premiación: 6 de diciembre

1: REGLAS

1.1 Conformación de los equipos

Se invita a participar a estudiantes de programas de ingeniería civil de Colombia. Cada uno de los grupos estará conformado por máximo cinco (5) estudiantes de pregrado.

Al menos un estudiante deberá estar cursando o haber aprobado el curso de diseño de concreto reforzado o similar. El resto del equipo debe estar cursando o haber completado el curso de materiales de construcción o similar.

Cada equipo deberá contar con al menos un estudiante de maestría o especialización en el área de materiales o ingeniería estructural como asesor. Este hará parte de su equipo, y será el consultor para el desarrollo del diseño de mezcla y la estimación de la respuesta mecánica de la viga.

 

1.2 Los materiales

Los materiales utilizados deben estar debidamente caracterizados. Asimismo, los criterios de selección y propiedades de estos deberán ser explicados pormenorizadamente en el informe escrito y el video.
A continuación, se listan los requerimientos de los materiales:

Cemento: Se debe utilizar cemento ULTRACEM portland tipo ART. El cemento lo deben reclamar en las sedes de ensayo.

Adiciones: Se permite incorporar en el diseño de mezcla materiales cementantes suplementarios.
Cada equipo decidirá si usar o no y en qué proporción el humo de silice proporcionado por SIKA. Lo deben reclamar en las sedes de ensayo.

Aditivos: Cada equipo decidirá si usar o no y en qué proporción únicamente el aditivo proporcionado por SIKA. Este aditivo lo deben reclamar en las sedes de ensayo.

Agregados: Indicar las propiedades de los materiales. Indicar si son agregados alternativos.

Acero de refuerzo longitudinal: Debe cumplir con acero para aplicaciones sísmicas NTC2289 o ASTM A706. No es necesario que el acero de refuerzo transversal cumpla con esta normativa.

Desmoldante: TOXEMENT proporciona el desmoldante para cada equipo. El desmoldante debe ser reclamado en las sedes de ensayo.

 

Nota: No se permite ningún tipo de fibras en la dosificación del concreto.

1.3 Diseño de la mezcla

El diseño de mezcla debe describirse claramente en el informe escrito. En cuanto a las especificaciones del diseño, se debe tener presente:

Relación agua/cementante: Este es un parámetro influyente en la durabilidad del concreto, por lo que la relación agua/cementante debe ser menor o igual a 0.4. Se incluye el cemento especificado en la sección 1.2 y los materiales cementantes suplementarios.

Proporción de agregados: Los agregados deben constituir un mínimo del 75% de la masa total de la mezcla de concreto. Este porcentaje se calculará en función de la comparación de la masa total de todos los agregados en condición de saturado superficialmente seco (SSD), con la masa total del concreto. Adicionalmente, el porcentaje de agregado grueso debe ser superior al 30% de la masa total del árido. Si se incluye agregado reciclado, se debe justificar su porcentaje de reemplazo con base en estudios previos reportados en la literatura.

Porcentaje de reemplazo de materiales cementantes suplementarios: El reemplazo de cemento por materiales cementantes suplementarios no debe exceder el 40% en peso (40 wt%) de todos los materiales cementantes (masa de cemento y masa de materiales cementantes suplementarios).

Reporte de masas de constituyentes: Es obligatorio reportar las masas de cada constituyente de la mezcla en unidades de kg/m3 en la condición saturada superficialmente seca SSD y las masas en pila correspondientes, al realizar la corrección de humedad de los agregados.

2: EVALUACIÓN DEL CICLO DE VIDA

Para evaluar el componente ambiental, se hará uso de la herramienta de evaluación del ciclo de vida simplificada (LCA), creada por ACI, a través de la cual se cuantifican, analizan y comparan los impactos ambientales de diferentes tipos de materiales desde la extracción de materias primas hasta el final de su vida útil. Cada equipo debe diseñar dos mezclas de concreto usando las hojas de trabajo correspondientes en la Herramienta de cálculo EcoConcrete V2.01:
Base case scenario: Para este caso, se debe considerar como material cementante un 100% de cemento portland especificado en la sección 1.2.

Alternative case scenario: (este caso corresponde al diseño propuesto por el grupo). Se permite un máximo de 40% de reemplazo de masa de cemento por materiales cementantes suplementarios.

Cada equipo deberá considerar la energía requerida para producir o transformar cada material utilizado en la mezcla de concreto.

Para el transporte de cada material se considerará que la planta de dosificación del concreto está ubicada en el lugar donde se funda la viga (ej., el laboratorio universitario donde se realice la mezcla de concreto para aquellos casos en que se funda la viga en uno de los laboratorios partner del concurso).

El diseño y construcción de la viga solo se hará para el alternative case scenario (este caso corresponde al diseño propuesto por el grupo).

Para cada proceso se debe computar la categoría de impacto ambiental correspondiente al potencial de calentamiento global (global warming potential o GWP por sus siglas en inglés).

Análisis de costos: Presentar un presupuesto con el costo por metro cúbico del alternative case scenario. Se debe detallar únicamente el análisis del costo total de la mezcla de concreto (no incluir costos de formaletas, acero de refuerzo, entre otros).

3: ELABORACIÓN DE LA VIGA

El aspecto terminado del concreto de la viga, será calificado por lo que se sugiere que el acabado sea A2 (Concreto a la vista. Textura lisa sin salientes ni rebabas, aristas biseladas.) Por aristas biseladas se entiende que los bordes tengan un buen acabado. No es necesario reducir las longitudes efectivas de las caras de la viga ya que esto puede reducir la sección y a su vez influir en los resultados de carga.

El curado de los especímenes se realizará conforme a lo establecido en las normas técnicas.

Las vigas no deberán ser pintadas o impregnadas con ningún tipo de agente químico que altere el curado natural de la misma.

No se aceptan vigas sin gancho de izaje.

Las medidas de la viga son las siguientes: las medidas están en milímetros:

4: ESTIMACIÓN DE RESPUESTA CARGA – DEFLEXIÓN

Se deberá estimar con la mayor exactitud posible los siguientes valores de carga y su deflexión asociada en el punto medio de la viga:

i) Carga de agrietamiento (Pcr)
ii) Carga y deflexión de fluencia (Py, dy)
iii) Carga y deflexión máxima (Pmáx, dmáx)

Esta estimación y demás parámetros deberán ser registrados en un formato, el cual será presentado debidamente diligenciado por el representante del grupo el día de los ensayos en cada sede.

El formato debe ser así:

Es de carácter obligatorio que cada equipo presente este formato antes de iniciar el ensayo con la estimación de cargas y deflexiones correspondientes, al igual que debe ser enviado al correo aci.colombia.eventos@gmail.com. LA VIGA NO SERÁ FALLADA SIN LA ENTREGA PREVIA DEL FORMATO COMPLETAMENTE DILIGENCIADO

A continuación, se presenta el esquema base del montaje del ensayo. Unidades en mm. ​

El ensayo para cada viga se realizará en el laboratorio correspondiente de cada sede participante, contando con la presencia de al menos uno de los integrantes de cada grupo. Aquellos estudiantes que no puedan asistir, o si los protocolos de bioseguridad del momento lo exigen, se realizará una transmisión en vivo durante el ensayo para que los demás integrantes puedan apreciarlo.

 

No se responsabiliza al comité organizador por daños en la viga causados por el medio de transporte o condiciones ambientales al momento del traslado y entrega.

El informe correspondiente al análisis de los resultados obtenidos se entregará el día 11/11/2023.
El proceso de elaboración de la viga se puede realizar en la sede seleccionada por el grupo o se puede realizar en su universidad y trasladarla, si así lo desea.

5: ANÁLISIS DE COSTOS

En la rubrica de evaluación el analisis de costos equivale al 10% . Se ordenarán los presupuestos de menor a mayor costo y el puntaje asignado será igual a la posición obtenida en ese orden.

El costo del cemento es de $560 por kg.
El costo del Humo de sílice es de $4.000 por kg.
El costo del aditivo es de $9.500 por kg.

6: ENTREGABLES

VIDEO

La URL del video en YouTube debe ser entregado hasta el 11 de noviembre, haciendo click acá.

VIGA

Debe ser entregado por lo menos un día antes del ensayo en las sedes respectivas en cada ciudad.

INFORME

El informe debe ser enviado a: aci.colombia.eventos@gmail.com hasta el 11 de noviembre.

Video: Los equipos deben grabar un vídeo de 1 minuto 30 segundos donde presenten el proceso de la elaboración de la viga. El título del vídeo debe ser: NOMBRE EQUIPO – CONCURSO DE VIGAS 2023.

Informe: 11 de Noviembre. Documento en formato PDF de máximo 10 páginas. Formato: espacio simple, tamaño de fuente 12 pt. Times New Roman. Las márgenes deben establecerse en 1 pulgada. Todas las figuras y tablas deben estar etiquetadas con un número y un título. Será evaluado por los jurados de acuerdo a las siguientes especificaciones mínimas:
a) Resumen – 5%

b) Selección y caracterización de materiales – 20%

c) Optimización del diseño de mezcla de concreto – 15%

d) Procedimiento y justificación del análisis LCA – 15%

e) Procedimiento y justificación del análisis de costos – 10%

f) Procedimiento y justificación de estimaciones de carga última – 20%

g) Conclusiones – 10%

h) Referencias bibliográficas – 5%

 

7: RÚBRICA DE EVALUACIÓN

La selección del ganador se realizará basados en los siguientes criterios y puntajes:

El ensayo para cada viga se realizará en el laboratorio correspondiente de cada sede participante, contando con la presencia de al menos uno de los integrantes de cada grupo. Aquellos estudiantes que no puedan asistir, o si los protocolos de bioseguridad del momento lo exigen, se realizará una transmisión en vivo durante el ensayo para que los demás integrantes puedan apreciarlo.

No se responsabiliza al comité organizador por daños en la viga causados por el medio de transporte o condiciones ambientales al momento del traslado y entrega.

El informe correspondiente al análisis de los resultados obtenidos se entregará el día 11/11/2023. El proceso de elaboración de la viga se puede realizar en la sede seleccionada por el grupo o se puede realizar en su universidad y trasladarla, si así lo desea.

Resultados 1er Concurso Regional de Vigas – Green Concrete Competition 2021

CONTACTO Y SEDES

Sede en Barranquilla

El laboratorio en el cual se van a recibir y ensayar las vigas en Barranquilla va a ser en:

Universidad del Norte
Laboratorio de Geotecnia y Materiales
Km 5 Vía Puerto Colombia
Área Metropolitana de Barranquilla, Colombia.
Código Postal 081007
Tel. +57 3509509 Ext. 4236​

Presidente Capítulo estudiantil ACI
Lucila Torres
arizaal@uninorte.edu.co
311 296 1620

Sede en Bogotá

El laboratorio en el cual se van a recibir y ensayar las vigas en Bogota va a ser en:

Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
AK 45 (Autopista Norte) # 205-59 Bogotá D.C.
Edificio H Alejandro Sandino Pardo
Laboratorio de Estructuras y materiales

Coordinador de Laboratorio
Daniel Corcho
daniel.corcho@escuelaing.edu.co

Sede en Cali

El laboratorio en el cual se van a recibir y ensayar las vigas en Cali va a ser en:

La Universidad del Valle
Escuela de Ingeniería Civil y Geomática.
Laboratorio de Estructuras
Calle 13 # 100-00.
Edificio E48.

Profesor Asociado
Albert Ortiz
albert.ortiz@correounivalle.edu.co
(+57-2) 321 21 00 Ext. 3755

Sede en Tunja

El laboratorio en el cual se van a recibir y ensayar las vigas en Tunja va a ser en:

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Laboratorio de Mecánica Estructural.

Profesor de Ingeniería Civil
Jaime Edisson Torres Rincón.
jaime.torres03@uptc.edu.co

Sede en Medellín

El laboratorio en el cual se van a recibir y ensayar las vigas en Medellín va a ser en:

Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín Departamento de Ingeniería Civil.

Profesor Asociado
John Jairo Bladón Valencia. PhD.
jjblandon@unal.edu.co

Organizan

Patrocinan

Patrocinan

Clase Magistral : 14 de Octubre

Clase Magistral : 18 de Octubre

Clase Magistral : 21 de Octubre

Políticas de Devolución eventos ACI Colombia

Si una vez pagado el valor del evento usted decide no asistir, las devoluciones se harán de la siguiente manera:

• Se devolverá el 50% del valor total pagado si la cancelación se hace antes de 5 días de la fecha de realización del evento.
• En cualquier caso, se aceptará cambio de participante informando por escrito a la Seccional Colombiana del Instituto Americano del Concreto.
• No habrá devoluciones si la cancelación se hace 4 días antes de la realización del evento.
Para lograr la devolución, se debe realizar la solicitud por escrito a la Seccional Colombiana del Instituto Americano del Concreto como mínimo 5 días antes del inicio del mismo al siguiente correo: aci.colombia@gmail.com. Después de dicho plazo no habrá reintegro.
El evento se realizará siempre y cuando se complete un cupo mínimo de participantes. La Seccional Colombiana del Instituto Americano del Concreto no se hará responsable de los gastos de desplazamiento, alojamiento y/o cualquier gasto en el que pueda incurrir el participante.
Toda devolución se efectuará 30 días después de celebrado el evento, una vez se haya verificado en nuestros registros su no asistencia.

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