Dosificación de macrofibra sintética: cuántos kg/m³ usar

"¿Cuántos kilos de fibra por metro cúbico?" es la primera pregunta de casi toda obra que considera macrofibra. Primero, el tipo de fibra: la microfibra se dosifica en fracciones de kg/m³ y la macrofibra en varios kg/m³, porque cumplen funciones distintas (vea microfibra vs macrofibra). Esta guía trata la macrofibra sintética.

La respuesta corta para Polifibra® 55-HYBRID es un rango: de 3 a 6 kg/m³. La respuesta útil es otra: la dosis correcta es la que hace que el concreto del proyecto cumpla el requisito de desempeño del diseño, normalmente una resistencia residual cuando el diseño la exige, y se define con datos de ensayo, no con una regla práctica.

Esta guía explica qué mueve la dosis dentro de ese rango, cómo leer los datos de desempeño disponibles, cómo convertir una dosis en kilos, mazos y contenedores, y cómo verificar en obra que la fibra que se pagó es la que quedó dentro del concreto.

El rango de referencia: 3 a 6 kg/m³

La dosis se expresa en kilogramos de fibra por metro cúbico de concreto (en algunos países, de hormigón). Para Polifibra® 55-HYBRID el rango de referencia es de 3 a 6 kg/m³, según el diseño de mezcla y los requerimientos del proyecto.

Ese rango no es una recomendación para cualquier elemento. Es el rango de referencia publicado por el fabricante; los datos de desempeño publicados cubren 3 a 5 kg/m³. Dónde cae su proyecto dentro del rango, o si la macrofibra es siquiera la solución adecuada, lo decide el diseño.

Para dimensionar la cantidad de refuerzo que representa cada dosis: con unas 50.600 fibras por kilogramo, 4 kg/m³ aportan cerca de 202.000 fibras por metro cúbico, unas 202 fibras en cada litro de concreto. Esa densidad hace muy probable que una fisura que se abra encuentre fibras que la crucen, si la dispersión es buena.

Qué define la dosis

Las variables que mueven la dosis se describen en la guía técnica de macrofibra sintética. Para dosificar, lo que importa es hacia dónde empuja cada una y qué dato pedir al diseñador:

Cuando el diseño de una losa sobre terreno aprovecha la capacidad del concreto fisurado, esa capacidad se expresa como resistencia residual medida con un método definido. No todos los diseños lo hacen: si la fibra se usa sólo para control de fisuración, la dosis sale de otros criterios del proyecto. Un apoyo irregular o mal compactado no se corrige subiendo la dosis.

Dosis por desempeño, no por regla práctica

Las reglas del tipo "para pisos use tantos kilos" son cómodas y engañosas: ignoran las cargas, el espesor, el apoyo y la mezcla, que son justamente lo que define la dosis. Lo correcto es el camino inverso:

1. El diseño fija la resistencia residual requerida y el método con que se mide.
2. Se ensaya el concreto del proyecto con una o varias dosis candidatas.
3. Se adopta la menor dosis que cumple, con el margen que defina el ingeniero.

Los datos publicados de Polifibra® 55-HYBRID sirven como punto de partida para ese proceso:

Cuando el proyecto especifique ASTM C1609 o EN 14651 (o ASTM C1550 para concreto lanzado), la dosis se valida ensayando la mezcla real con ese método. ACI 360R y ACI 544.4R describen cómo se usa la resistencia residual en el diseño de losas sobre terreno.

Lo mismo aplica al reemplazo de otro refuerzo. La dosis que sustituye una malla electrosoldada o una fibra metálica en un proyecto concreto se define con diseño y ensayos, no con una tabla. Las tablas universales del tipo "X kg de fibra = malla Y" no tienen sustento técnico: cada sustitución se justifica con cálculo de ingeniería para el proyecto; la comparación se explica en la guía fibra o malla electrosoldada.

Por qué más fibra no es mejor

Subir la dosis "por seguridad" es una tentación frecuente. Tiene costos concretos:

• Manejabilidad. A mayor dosis, menor asentamiento aparente y más exigencia en bombeo, colocación y vibración.
• Dispersión. A dosis altas aumenta el riesgo de erizos o grumos si la incorporación no es la adecuada, y una fibra aglomerada no refuerza.
• Acabado. Más fibra significa más fibra cerca de la superficie, lo que exige mejor técnica de flotado y allanado en pisos con acabado fino.
• Costo sin beneficio. Si la dosis menor ya cumple el requisito de desempeño, el excedente es gasto.

La dosis correcta es la mínima que cumple el requisito del diseño, verificada con la mezcla del proyecto.

Cómo calcular cuántos kg de fibra necesita

El cálculo es directo (también puede usar la calculadora):

• Volumen (m³) = largo × ancho × espesor, en metros.
• Fibra (kg) = volumen (m³) × dosis (kg/m³).

Ejemplo. Una losa de 200 m × 100 m con 15 cm de espesor:

• Volumen: 200 × 100 × 0,15 = 3.000 m³.
• Fibra a 4 kg/m³: 3.000 × 4 = 12.000 kg.
• En empaque: unos 686 paquetes de 17,5 kg (685,7 exactos) o 600 bolsas de 20 kg.
• En mazos (manojo preempacado de 121,5 g; 144 mazos por paquete de 17,5 kg): unos 98.800 mazos.
• En contenedores: 12.000 kg caben en un contenedor de 20 pies de 16.800 kg nominales. Como el pedido mínimo es un contenedor completo, el excedente (≈4.800 kg) cubre unos 1.200 m³ adicionales a 4 kg/m³. Con el volumen total y la dosis definidos, puede cotizar por contenedor.

Sume a ese volumen el margen que su obra maneje para pérdidas y sobreespesores por irregularidades de la subrasante. Un sobreespesor de pocos milímetros en una losa grande representa decenas de metros cúbicos adicionales, cada uno con su dosis de fibra.

Tabla de referencia por dosis

Valores de conversión para Polifibra® 55-HYBRID, calculados con 50.600 fibras/kg, mazos de 121,5 g y un contenedor de 20 pies de 16.800 kg nominales:

La tabla convierte una dosis ya decidida en cantidades. No dice qué dosis necesita su proyecto ni qué refuerzo reemplaza cada fila. Como el pedido mínimo es un contenedor de 20 pies, la última columna también indica cuánto concreto cubre ese pedido mínimo a cada dosis.

Cuánta fibra lleva un mixer

En concreto premezclado la unidad práctica es la carga del mixer. Para un mixer de 7 m³:

Si la carga real es menor que la capacidad nominal, la fibra se calcula sobre el volumen efectivamente despachado, no sobre la capacidad del equipo. Un mixer de 7 m³ cargado con 6 m³ a 4 kg/m³ lleva 24 kg, no 28 kg.

El peso del mazo es nominal. Cuando la tolerancia de dosis del proyecto sea estricta, pese la fibra en lugar de contar mazos, y use el conteo de mazos o bolsas como control cruzado.

Control de la dosis en obra

Una dosis bien diseñada sólo sirve si llega completa al concreto. Tres controles sencillos cubren la mayoría de los problemas:

• Registro por carga. Para cada mixer, anote la remisión o número de despacho, el volumen despachado, la dosis especificada y los mazos, paquetes o bolsas incorporados. Al final del día, el total de empaques consumidos debe cuadrar con el volumen colocado.
• Tiempo de mezclado. Respete los tiempos de mezclado y dosificación de la ficha técnica (10 minutos en mixer tras agregar la fibra) y anótelos en el registro diario.
• Lavado de muestra (control indicativo). Llene a la descarga un recipiente de volumen medido con precisión, por ejemplo el de peso unitario. Lave el concreto sobre un tamiz para retirar pasta y arena, separe la fibra del agregado grueso a mano o por flotación si la fibra flota, séquela completamente y pésela. A 4 kg/m³, 10 litros contienen del orden de 40 g de fibra. Muestree al inicio, en la mitad y al final de la descarga: además del contenido, se ve la uniformidad y si hay erizos o grumos.

No existe un método normalizado de lavado para macrofibra sintética; este es un chequeo indicativo, con dispersión natural, útil para ver la tendencia y detectar cargas claramente por debajo de lo especificado. La frecuencia del control y los criterios de aceptación los define la especificación del proyecto.

Manejabilidad: ajuste con aditivo, no con agua

La fibra reduce el asentamiento aparente de la mezcla. La reacción instintiva en obra es agregar agua al mixer, y es la peor opción: sube la relación agua/cemento, baja la resistencia y la durabilidad, aumenta la contracción y, con ella, la fisuración que la fibra debía controlar.

La manejabilidad se resuelve en el diseño de mezcla:

• Aditivo reductor de agua o superplastificante, dosificado en la mezcla de prueba con la fibra incluida.
• Ajuste de pasta y agregados si el diseño lo requiere, por ejemplo, revisando el contenido de finos.
• Mezcla de prueba antes del primer vaciado, con la dosis de fibra definitiva, midiendo asentamiento y verificando acabado.

Tenga en cuenta que el asentamiento del concreto con fibra puede subestimar su capacidad real de fluir bajo vibración. Defina la manejabilidad objetivo con el concreto ya fibrado, no con la mezcla base.

Para el contexto completo del material, cómo trabaja la fibra y dónde no aplica, consulte la guía técnica de macrofibra sintética para concreto.