Optimización del uso de ceniza de cáscara de granadilla para mejorar la durabilidad y resistencia del concreto f’c = 210 kg/cm2 en Pasco, 2024

Abstract

La presente investigación tiene como objetivo optimizar el uso de la ceniza de cáscara de granadilla en el concreto con una resistencia característica de 210 kg/cm², adaptado a las condiciones climáticas y geográficas de la región de Pasco. Este estudio experimental se llevó a cabo debido a la necesidad de desarrollar materiales sostenibles que, además de mejorar las propiedades mecánicas del concreto, reduzcan el impacto ambiental asociado a la construcción tradicional. El enfoque metodológico fue de tipo aplicado y explicativo, utilizando un diseño cuasiexperimental. Se elaboraron especímenes de concreto con adición de ceniza de cáscara de granadilla en proporciones del 10%, 12.5% y 15%, evaluando su efecto en la resistencia a la compresión, tracción y flexión, así como en la durabilidad del concreto. Las pruebas fueron realizadas a los 7, 14 y 28 días de curado, siguiendo las normativas nacionales e internacionales (ASTM y NTP). Los resultados revelaron que la adición del 12.5% de ceniza ofreció el mejor desempeño, alcanzando una resistencia a la compresión de 244.00 kg/cm² a los 28 días, así como valores superiores en tracción y flexión, cumpliendo con las normativas técnicas correspondientes. Asimismo, el análisis estadístico mediante ANOVA evidenció diferencias significativas entre las dosificaciones evaluadas (p < 0.05), confirmando la influencia del porcentaje de ceniza en el comportamiento mecánico del concreto. Para la evaluación de la durabilidad del concreto, se empleó el ensayo de absorción de agua conforme a la norma ASTM C642, considerando este parámetro como un indicador indirecto de la durabilidad. Los resultados obtenidos muestran valores promedio de absorción de 5.90%, 5.87%, 5.57% y 5.60% para las dosificaciones de 0%, 10%, 12.5% y 15%, respectivamente, evidenciando una reducción en la absorción en determinadas proporciones, lo que sugiere una mejora en la densificación del concreto y, por ende, en su durabilidad. Asimismo, el análisis estadístico mediante ANOVA (p < 0.001) confirmó la existencia de diferencias significativas entre las dosificaciones evaluadas. En conclusión, la incorporación de ceniza de cáscara de granadilla como sustituto parcial del cemento permite optimizar el desempeño del concreto, destacando la dosificación del 12.5% como la más adecuada, al mejorar simultáneamente sus propiedades mecánicas y su durabilidad. Además, el uso de este residuo agroindustrial promueve una alternativa sostenible, contribuyendo a la economía circular y al desarrollo de tecnologías constructivas más eficientes en contextos regionales.