Microfibra vs macrofibra para concreto: funciones distintas

"Fibra para concreto" nombra dos productos que hacen trabajos distintos en momentos distintos. La regla corta: la microfibra protege al concreto mientras se forma; la macrofibra lo sostiene cuando ya se fisuró. La microfibra actúa en las primeras horas, mientras el concreto todavía está plástico. La macrofibra actúa después, cuando el concreto ya endureció y se fisuró.

Confundirlas lleva a dos errores frecuentes: pedirle a una microfibra un desempeño de refuerzo que no tiene, o esperar que una macrofibra resuelva un problema de curado. Esta guía explica qué hace cada una en el concreto (hormigón en Chile o España), cómo se distinguen y cómo decidir. Para el panorama completo de la macrofibra, consulte la guía técnica de macrofibra sintética.

La diferencia en una tabla

Cómo se clasifican: geometría y dosis

La norma europea EN 14889-2 separa las fibras poliméricas por su diámetro equivalente:

• Clase I (microfibras): diámetro menor de 0,30 mm. Se subdividen en monofilamento (Ia) y fibriladas (Ib).
• Clase II (macrofibras): diámetro mayor de 0,30 mm.

Para fibras destinadas a uso estructural, la norma pide además que el fabricante declare la dosis con la que un concreto de referencia alcanza una resistencia residual mínima según EN 14651.

ASTM C1116 clasifica el concreto reforzado con fibras por el material de la fibra; el reforzado con fibra sintética es el Tipo III, sin distinguir entre micro y macro. El informe ACI 544.1R reúne el conocimiento sobre concreto reforzado con fibras de acero, vidrio, sintéticas y naturales. En la práctica, la distinción entre micro y macro la hacen la geometría y la dosis.

La dosis refleja la función. Una microfibra de polipropileno se dosifica típicamente del orden de 0,6 a 0,9 kg/m³; con un diámetro tan pequeño, esa masa ya representa una cantidad muy alta de filamentos por litro de concreto. Una macrofibra se dosifica en varios kilogramos por metro cúbico porque cada filamento debe anclarse y tomar tensión a través de una fisura abierta.

Como referencia, según la ficha técnica de Polifibra® 55-HYBRID, la fibra mide 55 mm de longitud y 0,6 mm de diámetro equivalente, con una relación de aspecto de 92: por su geometría, es una macrofibra. Esa clasificación es geométrica y no constituye una declaración de conformidad con EN 14889-2; los datos de desempeño publicados del producto provienen de ASTM C1399-10, no de EN 14651. Su dosificación de referencia es de 3 a 6 kg/m³, y a 4 kg/m³ incorpora unas 202 fibras por litro de concreto.

Qué es la fisuración por contracción plástica

Recién colocado, el concreto exuda: el agua de mezcla sube a la superficie mientras los sólidos se asientan. Si el agua se evapora de la superficie más rápido de lo que la exudación la repone, la superficie se seca, la pasta se contrae y, como todavía no tiene resistencia a tensión, se agrieta. Ocurre en las primeras horas, antes del fraguado final o poco después.

ACI 305R, la guía de ACI para colocación en clima cálido, describe cómo estimar la tasa de evaporación a partir de la temperatura del aire y del concreto, la humedad relativa y la velocidad del viento. Tradicionalmente se ha usado una evaporación del orden de 1 kg/m² por hora como referencia para tomar precauciones; con mezclas de baja exudación el riesgo puede aparecer con tasas menores.

Rasgos típicos de estas fisuras:

• aparecen en superficies extensas y expuestas: losas, pisos, pavimentos, placas;
• son poco profundas al principio, a menudo paralelas entre sí o en patrón irregular;
• son más probables con sol, viento, baja humedad, concreto caliente o mezclas con poca exudación, como las que llevan microsílice.

Aunque nacen superficiales, son puntos débiles: pueden profundizarse con la contracción por secado y abrir paso a agua y agentes agresivos.

Cómo actúa la microfibra

La microfibra trabaja por número. Una cantidad muy grande de filamentos finos y cortos queda distribuida en todo el volumen, incluida la capa superficial donde se inicia la fisura plástica. Cuando la pasta empieza a contraerse, las fibras toman los pequeños esfuerzos de tensión que el concreto fresco no puede resistir y reducen el número y el ancho de las fisuras.

El método ASTM C1579 permite comparar la fisuración por contracción plástica de un concreto con fibra contra el mismo concreto sin fibra, en condiciones de secado controladas. Es la forma correcta de verificar este beneficio para una mezcla determinada.

Lo que la microfibra no hace:

• No aporta resistencia residual significativa al concreto endurecido. Una vez que la fisura se abre, filamentos tan finos y cortos no sostienen carga.
• No sustituye refuerzo de ningún tipo, ni siquiera el de control de temperatura en una losa.
• No elimina las juntas ni la fisuración por secado a largo plazo.

Microfibra y fuego: desprendimiento explosivo

Ante un incendio, el concreto denso, como el de alta resistencia, puede sufrir desprendimiento explosivo (spalling): el vapor atrapado en los poros y los gradientes térmicos hacen saltar capas de la superficie y exponen el refuerzo.

Las microfibras de polipropileno monofilamento reducen ese riesgo. El polipropileno se funde a una temperatura muy inferior a la que alcanza el concreto en un incendio, y los canales que deja la fibra fundida permiten que el vapor escape. La edición 2004 de EN 1992-1-2 contempla, entre las medidas para concreto de alta resistencia, incorporar más de 2 kg/m³ de fibras de polipropileno monofilamento; la dosis aplicable depende de la edición de la norma adoptada, de la clase de concreto y de los requisitos del proyecto, y en obras como túneles suele verificarse con ensayos de fuego.

Cómo actúa la macrofibra

La macrofibra entra en juego cuando el concreto ya se fisuró. Las fibras que atraviesan la fisura quedan ancladas a ambos lados y siguen transmitiendo tensión: el elemento no falla de forma frágil y conserva capacidad de carga mientras la fisura crece. Esa capacidad es la resistencia residual, y es lo que se mide y se especifica.

Para Polifibra® 55-HYBRID, los datos publicados provienen de ASTM C1399-10 a 28 días: resistencia residual promedio de 1,00 MPa a 3 kg/m³, 1,50 MPa a 4 kg/m³ y 2,00 MPa a 5 kg/m³. ASTM retiró C1399 en 2024 sin designar un reemplazo directo; cuando el proyecto exija otro método de ensayo, lo correcto es ensayar con la mezcla real.

La macrofibra puede emplearse como alternativa a mallas electrosoldadas o fibras metálicas, por ejemplo en losas sobre terreno, pavimentos o concreto lanzado, cuando el diseño y las condiciones del proyecto lo permitan. Esa sustitución se justifica siempre con un cálculo de ingeniería para un espesor, una carga, un apoyo y una mezcla determinados; no existe una tabla universal.

¿Ayuda la macrofibra contra la fisuración plástica? Puede contribuir, porque también está presente en la superficie, pero tiene muchas menos fibras por litro que una microfibra y no es su función principal. Si la fisuración plástica es un riesgo real del proyecto, no conviene confiar sólo en la macrofibra para controlarla.

Lo que ninguna de las dos hace

Hay expectativas que conviene descartar desde la especificación:

• No aumentan de forma apreciable la resistencia a compresión. Ni la micro ni la macro cambian el f'c de la mezcla en una medida útil para el diseño.
• No reemplazan el curado. La microfibra reduce la fisuración plástica, pero no compensa una superficie expuesta al sol y al viento sin protección. Las medidas de ACI 305R y el curado según ACI 308R siguen siendo necesarias: barreras de viento, nebulización, retardantes de evaporación, membranas de curado o curado húmedo.
• No corrigen una mala mezcla. Exceso de agua, mala granulometría o mal vibrado producen fisuras con o sin fibra.

Cuándo usar cada una y cuándo combinarlas

La decisión parte del problema que se quiere resolver, no del producto.

Combinar micro y macro tiene sentido cuando el proyecto tiene dos problemas distintos: riesgo de fisuración plástica en la colocación y necesidad de resistencia residual en servicio. Se usa, por ejemplo, en pisos colocados con sol y viento y en concreto lanzado con requisitos de fuego. Al combinarlas:

• cada dosis se define por su función: la de microfibra por el control de fisuración plástica o el requisito de fuego, la de macrofibra por la resistencia residual del diseño;
• la manejabilidad cae más que con una sola fibra, así que la mezcla debe ajustarse con aditivo y probarse antes de obra, no corregirse añadiendo agua;
• los ensayos de desempeño deben hacerse con la combinación real, porque la combinación cambia la mezcla y su comportamiento, y la resistencia residual especificada debe verificarse con ambas fibras incluidas.

Para estimar cantidades de macrofibra por volumen de concreto, use la calculadora; la dosis la define el diseño. Los criterios se explican en la guía de dosificación de macrofibra.

Mezclado cuando se combinan fibras

Las dos se incorporan durante el mezclado y requieren verificar la dispersión, sin erizos ni grumos. Las instrucciones de mezclado de Polifibra® 55-HYBRID a pala, en trompo y en mixer están en la ficha técnica y en la sección Mezclado, colocación y acabado de la guía técnica.

Cuando se combinen fibras, siga las instrucciones de cada fabricante para el orden y el tiempo de mezclado, y registre la dosis por carga (bolsas por mixer) para cada una por separado. El control de la dosis en obra es lo que hace que el desempeño ensayado sea el desempeño construido.

Cómo especificarlas

Una buena especificación nombra la fibra por su función:

1. Microfibra: tipo (monofilamento o fibrilada), material, longitud y dosis; si la función es control de fisuración plástica, el criterio de verificación (por ejemplo, ASTM C1579 con la mezcla del proyecto); si es desprendimiento ante el fuego, la norma y el ensayo que exija el proyecto.
2. Macrofibra: material y geometría declarados, y una resistencia residual mínima con un método de ensayo vigente, a una edad definida y con la mezcla del proyecto.
3. Ambas: las medidas de colocación y curado que no dependen de la fibra, y el control de dosis en obra.

Especificar por función evita el error más común: comprar una microfibra para un piso que necesitaba refuerzo, o una macrofibra para un problema que se resolvía con curado.