DISEÑO DE UN CONCRETO CON INCORPORACIÓN DE FIBRA
NATURAL DE CEIBA PARA LA REDUCCIÓN DE FISURAS EN FIRMES DE
CONCRETO EN YUCATÁN
Jose Alberto Batun Cocom, ORCID 0009-0002-8484-822X
Dylan Alejandro Castillo Geronimo, ORCID 0009-0005-3824-0418
Carlos Ronald May Un, ORCID 0009-0007-1627-1584
Cindy Vianely Cetina Aguila, ORID 0000-0002-7292-067X
Suyen Gandhi Kauil Uc, ORCID 0000-0001-6222-6257
RESUMEN
El uso de materiales sostenibles en la construcción ha tomado
relevancia debido a su impacto ambiental. En este contexto, se propone la
incorporación de pelusa de ceiba como refuerzo natural en el concreto, con el
objetivo de reducir la formación de fisuras ocasionadas por retracción y
cambios térmicos en elementos constructivos de la región de Yucatán. El
estudio se desarrolló bajo un enfoque experimental, elaborando mezclas de
concreto simple con diferentes proporciones de fibra de ceiba (0%, 3%, 5% y
7%) y evaluando su comportamiento mecánico mediante ensayos de
resistencia a la compresión, trabajabilidad (revenimiento) y análisis de
fisuración. Los resultados preliminares indican que la adición de fibra de ceiba
reduce la trabajabilidad del concreto de manera proporcional al porcentaje
utilizado; sin embargo, se observa una disminución en la resistencia a
compresión conforme aumenta el contenido de fibra, siendo la mezcla con 3%
la que presenta un comportamiento más equilibrado entre trabajabilidad y
resistencia. Se concluye que la fibra de ceiba es una alternativa viable para
reducir la formación de fisuras en firmes de concreto, siempre que se utilice
en proporciones bajas que no comprometan significativamente la resistencia
estructural.
PALABRAS CLAVE: Ceiba, concreto, fisuras, sostenibilidad.
ABSTRACT
The use of sustainable materials in construction has become
relevant due to its environmental impact. In this context, the incorporation of
ceiba fluff as a natural reinforcement in concrete is proposed, with the aim of
reducing the formation of cracks caused by shrinkage and thermal changes in
construction elements in the Yucatan region. The study was developed under
an experimental approach, preparing plain concrete mixtures with different
proportions of ceiba fiber (0%, 3%, 5%, and 7%) and evaluating their
mechanical behavior through compressive strength tests, workability (slump),
and crack analysis. Preliminary results indicate that the addition of ceiba fiber
reduces concrete workability proportionally to the percentage used; however,
a decrease in compressive strength is observed as the fiber content increases,
with the 3% mixture presenting the most balanced behavior between
workability and strength. It is concluded that ceiba fiber is a viable alternative
to reduce crack formation in concrete slabs, provided it is used in low
proportions that do not significantly compromise structural strength.
KEYWORDS: Ceiba, concrete, cracks, sustainability.
I. INTRODUCCIÓN
La construcción es uno de los sectores que mayor impacto
ambiental genera a nivel mundial, tanto por el consumo de recursos naturales
como por la emisión de contaminantes. En México, y particularmente en el
estado de Yucatán, la elaboración de firmes de concreto simple es una
práctica común en viviendas de interés social. Sin embargo, uno de los
problemas más frecuentes en estos elementos es la aparición de fisuras, las
cuales afectan la apariencia, la durabilidad y la vida útil de las construcciones.
Estudios recientes han demostrado que las fisuras en firmes de
concreto se deben principalmente a la retracción durante el fraguado y a los
cambios bruscos de temperatura, características del clima cálido de la región.
Aproximadamente el 60% de las viviendas evaluadas en Yucatán presentan
grietas en sus firmes, y cerca del 50% de los propietarios ha realizado
reparaciones costosas para corregirlas.
Ante esta problemática, el uso de fibras naturales como refuerzo en
el concreto ha ganado relevancia como una alternativa sostenible y
económica. La fibra de ceiba, obtenida del fruto del árbol de ceiba (Ceiba
pentandra), es un recurso local abundante en la región, pero poco estudiado
en el ámbito de la construcción. Se ha documentado que las fibras vegetales
pueden mejorar la ductilidad del concreto, reducir la formación de fisuras y
aumentar
su
durabilidad.
Sin
embargo,
se
requiere
investigar
el
comportamiento específico de la fibra de ceiba en mezclas de concreto simple
destinadas a firmes de vivienda.
Por lo tanto, el objetivo general de esta investigación es determinar
la proporción óptima de fibra de ceiba en mezclas de concreto que contribuya
al mejoramiento del desempeño físico de firmes de concreto simple de
resistencia f’c = 100 kg/cm². Como objetivos específicos se plantean:
identificar la influencia de diferentes proporciones de fibra de ceiba en las
propiedades físicas del concreto, evaluar su efecto sobre la resistencia a
compresión y analizar su influencia en la trabajabilidad.
II. METODOLOGÍA
El estudio se llevó a cabo en el Laboratorio de Materiales del
Instituto Tecnológico Superior de Valladolid, ubicado en la ciudad de
Valladolid, Yucatán, durante el periodo comprendido de febrero a diciembre
de 2026. La investigación se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo, con un
diseño experimental de comparación directa.
Se elaboraron cuatro diseños de mezcla de concreto simple con
diferentes proporciones de fibra de ceiba: 0% (control), 3%, 5% y 7%,
manteniendo constante la relación agua-cemento y la cantidad de
agregados. La fibra de ceiba se obtuvo de frutos maduros del árbol, se limpió
y se secó al sol durante 48 horas antes de su incorporación a la mezcla.
Se elaboraron probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro y 30 cm
de altura, de acuerdo con la norma NMX-C-083-ONNCCE-2014. Se
realizaron ensayos de trabajabilidad mediante el cono de Abrams
(revenimiento) y ensayos de resistencia a la compresión a los 7, 14 y 28 días
de curado. Se utilizó una prensa hidráulica para la aplicación de la carga, y
se registró el comportamiento de las probetas ante la falla. Se utilizaron
formatos técnicos, bitácoras de laboratorio y registro fotográfico como
instrumentos de recolección de datos.
III. RESULTADOS O AVANCES
Los resultados obtenidos mostraron que la incorporación de fibra
de ceiba tiene un efecto directo sobre la trabajabilidad del concreto.
Tabla.
Grafica.
Nota: valores obtenidos de la prueba de revenimiento para los porcentajes
evaluados; los resultados se expresan en centímetros (cm) y representan la medida de
revenimiento registrada en cada porcentaje.
Esta disminución en la trabajabilidad se atribuye a la absorción de
agua por parte de la fibra y a la mayor fricción interna generada por las
partículas de fibra.
En cuanto a la resistencia a la compresión, se observó una tendencia decreciente conforme
aumentó el porcentaje de fibra. A los 28 días de curado, tanto la mezcla control como la
mezcla con 3 % de fibra alcanzaron una resistencia de 100 kg/cm², mientras que las mezclas
con 5 % y 7 % de fibra alcanzaron resistencias de 90 kg/cm² y 80 kg/cm², respectivamente.
Estos resultados muestran que la incorporación de 3 % de fibra permitió mantener la misma
resistencia a la compresión que la mezcla control, por lo que esta proporción presentó el
mejor desempeño entre las mezclas con fibra evaluadas.
Grafica.
Nota. Valores obtenidos de la prueba de resistencia a la compresión a los 28 días de curado;
los resultados se expresan en kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm²).
I. CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos permitieron determinar que la incorporación de
3 % de fibra de ceiba presentó el mejor desempeño entre las proporciones
evaluadas para su aplicación en firmes de concreto simple. Con este porcentaje se
logró disminuir la formación de fisuras sin afectar la resistencia a la compresión, ya
que a los 28 días de curado se alcanzó un valor de 100 kg/cm², igual al obtenido
por la mezcla de control.
Asimismo, se observó que el incremento en el contenido de fibra influye
directamente en la trabajabilidad del concreto, debido a que el revenimiento
disminuyó conforme aumentó el porcentaje de fibra. No obstante, con la
incorporación del 3 %, esta reducción se mantuvo en un nivel que permitió
conservar un comportamiento adecuado de la mezcla.
En conjunto, los resultados muestran que la fibra de ceiba puede
considerarse una alternativa para mejorar el comportamiento del concreto ante la
formación de fisuras, además de favorecer el aprovechamiento de un recurso
disponible en la región de Yucatán. Sin embargo, para ampliar el conocimiento
sobre su desempeño, se recomienda realizar investigaciones posteriores que
evalúen otras propiedades, como la resistencia a la flexión, la adherencia de la fibra
y la durabilidad del concreto a largo plazo.
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