8.1 Generalidades
La aplicación del hormigón proyectado se divide en dos métodos principales: shotcrete manual y shotcrete con equipos robotizados. El shotcrete manual se utiliza principalmente en construcción civil y reparación de hormigones, mientras que el mecanizado es ideal para minería, túneles subterráneos y grandes secciones en taludes y túneles. El shotcrete robotizado también puede emplearse en estabilización de taludes en minas a cielo abierto, siempre que el acceso y la altura lo permitan. En carreteras y ferrocarriles, por restricciones de espacio, es más común el shotcrete manual, apoyado por plataformas elevadoras para alcanzar zonas altas.
Existen métodos especializados de aplicación mecanizada, como equipos montados en tuneladoras. Es esencial contar con operadores experimentados y bien formados, preferentemente certificados, y con supervisión técnica competente en terreno.
8.2 Servicios
8.2.1 Electricidad
Debe proveerse una fuente eléctrica confiable y con toma de tierra para los equipos que lo requieran. Considerar los ciclos de trabajo y el uso de fuentes eléctricas para otros equipos.
8.2.2 Agua
La calidad y temperatura del agua afectan el comportamiento del shotcrete. Debe ser preferentemente potable y estar entre 18 y 25°C. Es importante contar con presión y disponibilidad suficiente para amasado, curado, limpieza y preparación del sustrato.
- Usar agua de amasado según NCh1498.
- Si hay dudas sobre la calidad, realizar análisis físico-químico y pruebas comparativas.
- Cuidado con aguas sulfatadas o con cloruros (ver ACI 201.2R).
- Consultar ACI318-1 si persisten dudas.
8.2.3 Iluminación
La iluminación adecuada mejora la seguridad y permite a los operadores proyectar con el espesor correcto y menor rebote.
8.2.4 Ventilación
En áreas cerradas, la ventilación es esencial para diluir y eliminar polvo, humos y contaminantes generados durante la aplicación. En minería subterránea, la ventilación de calidad es crítica.
8.2.5 Aire comprimido
Se requiere un suministro constante de aire comprimido limpio y seco, con presión y volumen adecuados según el equipo y condiciones de operación.
- Shotcrete húmedo: aprox. 12 m³/min a 6-7 bar (88-102 psi).
- Shotcrete seco: aprox. 15 m³/min a 3-6 bar (44-88 psi).
8.3 Formación y entrenamiento del personal
La formación y entrenamiento son esenciales para la calidad del shotcrete. El operador debe estar entrenado y supervisado por un profesional acreditado, con conocimiento profundo de operación, mantenimiento, seguridad y calidad. Existen programas de certificación internacionales (ACI, EFNARC) y en Chile el ICH ofrece instrucción y certificación.
8.4 Seguridad
8.4.1 Generalidades
Se deben cumplir todas las regulaciones de salud y seguridad ocupacional. Es fundamental la competencia y formación del personal, inducciones legales y de la industria, y un plan de seguridad completo que incluya:
- Evaluaciones de riesgos.
- Seguridad y análisis ambiental.
- Declaraciones de método de trabajo seguro.
- Programa de limpieza y manejo de residuos.
- Mantenimiento de equipos.
- Manejo de herramientas y equipos.
- Procedimientos de calidad del sustrato.
- Manipulación de productos químicos.
- Identificación de equipos y supervisores.
- Manejo de explosivos y gases.
- Programa de muestreo e inspecciones.
8.4.2 Recomendaciones mínimas de protección personal
- Casco de seguridad homologado.
- Calzado de seguridad con punta reforzada (botas pantaneras recomendadas).
- Chaleco o buzo con elementos reflectantes.
- Máscaras contra polvo, respiradores, protección ocular y auditiva.
- Protección de la piel (cremas barrera en países como Australia y Sudáfrica).
- En obras subterráneas: cascos con ventilación y lámpara estándar.
8.5 Sustratos y preparación de las superficies
8.5.1 Generalidades
La preparación depende de la condición y naturaleza del sustrato. Se deben sellar o desviar flujos de agua antes de la proyección. Todos los sustratos deben estar limpios, libres de polvo, aceite, agua excesiva y otros contaminantes. Un sello superficial puede ayudar a minimizar la pérdida de humedad.
8.5.2 Preparación del sustrato
Es crítica para el desempeño del shotcrete. En minería y obras civiles, el sustrato suele ser roca o suelo. Todo material suelto debe ser removido antes de la aplicación.
8.5.3 Acuñamiento (scaling)
Se utilizan métodos mecánicos o “hydroscaling” (chorro de agua a alta presión) para eliminar roca suelta y polvo. La superficie debe estar húmeda (sin agua libre) antes de la proyección.
8.5.4 Moldajes
- No rígidos: Usados cuando la apariencia posterior no es importante (ej. malla metálica).
- Rígidos: Madera o acero recubiertos con desmoldante, bien apoyados para evitar vibración.
8.5.5 Otras superficies
- Tierra/suelo: Compactar y preparar adecuadamente, instalar barrera contra humedad si es necesario.
- Roca: Limpiar con agua y aire comprimido, o chorro de arena húmeda.
- Moldajes de madera: Usar desmoldante si serán retirados.
- Acero: Eliminar óxido, aceites y contaminantes antes de aplicar.
- Hormigón: Retirar material suelto o deteriorado, limpiar y aplicar puente de adherencia si es necesario.
- Albañilería: Humedecer previamente por su alta absorción.
- Superficies congeladas: No proyectar en estas condiciones.
8.6 Temperatura en el punto de aplicación
No aplicar shotcrete si la temperatura está bajo 5°C o sobre 35°C, salvo que se tomen precauciones especiales y bajo supervisión de un especialista.
8.7 Condiciones de viento o corrientes de aire
El viento puede dificultar la proyección y aumentar el riesgo de grietas por secado rápido. Usar pantallas cortaviento y retardadores de evaporación, y aplicar curado lo antes posible.
8.8 Condiciones de lluvia
No colocar shotcrete durante la lluvia o si se espera lluvia inminente, salvo protección adecuada. La lluvia puede afectar la apariencia y resistencia final.
8.9 Encapsulamiento de la armadura
La armadura debe estar bien amarrada y posicionada para facilitar el encapsulamiento y minimizar el rebote. La boquilla debe moverse en diferentes ángulos para asegurar el recubrimiento.
8.10 Control del nivel y alineamiento de la proyección
Se debe controlar el espesor y perfil del shotcrete usando alambres guía, calibres de profundidad, moldes o guías láser.
8.11 Rebote
El rebote es el material que no se adhiere y salta de la superficie. No debe reutilizarse. El porcentaje de rebote depende de la experiencia del operador, distancia y ángulo de la boquilla, presión de aire, diseño de la mezcla, trabajabilidad, tipo de materiales finos, rugosidad de la superficie y profundidad de la capa.
8.12 Juntas de construcción o expansión
Las juntas deben realizarse con bordes inclinados y superficie escobillada. Antes de recomenzar la proyección, lavar y humedecer la cuña. Para juntas impermeables, evitar tapones internos que atrapan rebote. Se pueden inducir fisuras mediante cortes controlados.
8.13 Curado
El shotcrete requiere un curado más efectivo que el hormigón convencional. Métodos de curado:
- Curado húmedo (arpillera, lona, plástico, etc.).
- Compuestos de curado de membrana líquida (no recomendados en túneles o capas sucesivas).
- Agentes de curado interno.
- Curado natural (si la humedad relativa es ≥85%).
Evitar el secado rápido y mantener la temperatura de la superficie ≥5°C durante el curado. En minería subterránea, el curado es difícil por las condiciones ambientales.
8.14 Tratamiento de retrasos (demoras)
En caso de retrasos, aplicar estabilizador en la dosis recomendada y evitar mezclar continuamente. Registrar cualquier adición de agua o aditivo. Proteger la mezcla de altas temperaturas, viento y evaporación.
8.15 Inspección de riesgos antes de la proyección
Antes de la proyección, inspeccionar el área de trabajo, evaluar riesgos de caída de rocas, ventilación, acceso restringido y condiciones del sustrato. Verificar la ausencia de explosivos sin detonar, suelos sueltos, filtraciones y desplazamientos.
8.16 Otras consideraciones
Realizar mapeo geotécnico o fotografía antes de la proyección. Controlar el exceso de agua y considerar drenajes si es necesario.
8.17 Shotcrete manual
8.17.1 Puesta en marcha
Revisar conexiones, tuberías, presión de aire y lubricar las líneas con lechada de cemento. Verificar el tiempo de mezclado y asentamiento antes de la descarga. Calibrar la dosis de acelerante en la boquilla y realizar pruebas previas.
8.17.2 Aplicación manual
La boquilla debe estar entre 0,6 y 1,0 m de la superficie, dirigida perpendicularmente. El movimiento debe ser circular u ovalado. Comenzar desde las secciones inferiores y avanzar hacia arriba. Aplicar capas delgadas si es necesario y mantener la inclinación de la cuña superior a 45° para evitar contaminación por rebote.
8.17.3 Terminaciones
- Naturales: Acabado irregular dado por la boquilla, adecuado para muchas aplicaciones.
- Decorativas: Se coloca un espesor mayor, se deja fraguar y se recorta al nivel de la guía, luego se alisa con llana o esponja para un acabado de alta calidad.
8.17.4 Algunas aplicaciones
- Muro de contención: Proyección en paneles secuenciales entre pilas, desde la base hacia arriba, nivelando y alisando la superficie.
- Piscina: Proyección desde la base de las paredes hacia arriba, cortando y enrasando, luego sobre el suelo y terminando detalles a mano.
- Canales y tranques: Proyección en superficies inclinadas, cortando y alisando progresivamente hasta completar muros y suelos.
8.18 Aplicación robotizada (mecanizado)
La proyección robotizada se usa ampliamente en minería y túneles, permitiendo mayor volumen, seguridad y control de calidad. El operador guía un brazo con boquilla, manteniendo ángulo y distancia uniformes. Los equipos modernos incorporan sistemas de medición en tiempo real y control programado de bombeo y dosificación de acelerante.
8.18.1 Puesta en marcha
El hormigón se suministra mediante camión mixer o agitador, descargando en la tolva del equipo. Todo el personal debe estar atento a los riesgos de aplastamiento y mantener comunicación visual. Lubricar la bomba y líneas antes de la proyección.
8.18.2 Procedimiento de la proyección
- Actividades previas: Recubrir el equipo con desmoldante, revisar boquilla y líneas, comprobar presión y dosis de acelerante.
- Técnica de proyección: Mantener la boquilla a 1-2 m de la superficie y perpendicular. Proyectar primero en fisuras y fallas, luego en zonas de sombra, y finalmente en capas uniformes de 25 mm. Esperar entre capas para asegurar adherencia.
- Control de espesor: Usar sondas, puntas o escáner láser para verificar el espesor. En túneles, se puede usar un panel de ensayo para habilitar el reingreso.
8.18.3 Limpieza del equipo
Limpiar inmediatamente después de la proyección, desmontando la boquilla y soplando las líneas con aire y agua hasta que salga limpia. Inspeccionar cilindros y limpiar a alta presión, aplicando aceite desmoldante en partes móviles.
8.18.4 Aplicación de métodos especializados
- Shotcrete remoto en shaft: Uso de plataformas o equipos de control remoto para proyección en pozos verticales, con sistemas de cámaras y brazos montados en anillos.
- Shotcrete en TBM: Incorporación de boquillas manuales o robotizadas en tuneladoras para proyección durante la excavación.
