Estudio de la perdida de luminiscencia de un concreto fosforescen

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2021 
Estudio de la perdida de luminiscencia de un concreto Estudio de la perdida de luminiscencia de un concreto 
fosforescente fabricado con materiales reciclados fosforescente fabricado con materiales reciclados 
Daniela Valentina Riveros Corredor 
Universidad de La Salle, Bogotá, driveros67@unisalle.edu.co 
Diego Andres Ardila Pantoja 
Universidad de La Salle, Bogotá, dardila59@unisalle.edu.co 
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Riveros Corredor, D. V., & Ardila Pantoja, D. A. (2021). Estudio de la perdida de luminiscencia de un 
concreto fosforescente fabricado con materiales reciclados. Retrieved from 
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ESTUDIO DE LA PERDIDA DE LUMINISCENCIA DE UN CONCRETO 
FOSFORESCENTE FABRICADO CON MATERIALES RECICLADOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DANIELA VALENTINA RIVEROS CORREDOR 
 DIEGO ANDRES ARDILA PANTOJA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2021 
 
Estudio de la Perdida de Luminiscencia de un Concreto Fosforescente Fabricado con 
Materiales Reciclados 
 
 
 
 
Trabajo de Grado Presentado como Requisito para Optar por el Título de Ingeniero 
Civil 
 
 
 
 
Tutor 
Ing. Martín Ernesto Riascos Caipe 
 
 
 
 
 
Universidad de La Salle 
Facultad de Ingeniería 
Programa de Ingeniería Civil 
2021 
 
 
 
Agradecimientos 
 
Los autores expresan sus agradecimientos a: 
 Ingeniero Martin Ernesto Riascos Caipe tutor del trabajo de investigación de grado, 
por su acompañamiento, apoyo, compromiso, paciencia e interés con el proyecto y con 
nosotros, por responder cada duda que surgió en el proceso y por apoyar y confiar en las 
ideas que propusimos para lograr los objetivos planteados, por su compromiso extracurricular 
para la ejecución de los ensayos. 
 Ingeniero Orlando Rincón jurado de la investigación, por darnos un enfoque diferente 
y replantearnos en el desarrollo de la tesis, además de aconsejarnos a experimentar y no 
quedarnos en lo común. 
 A los laboratoristas de suelos y mecánica de materiales de la Universidad de La Salle, 
por su constante apoyo en la realización de los ensayos, por enseñarnos, recordarnos 
conceptos y guiarnos con sus conocimientos y años de experiencia. 
 A Judy Corredor, Lastenia Pantoja, Javier Rivera y Mireya Ardila por brindarnos 
apoyo con los recursos y transporte para los materiales que se utilizaron en el desarrollo de la 
investigación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria 
 
 A Dios en primer lugar por haberme dado la oportunidad de elegir una carrera que me 
gusta y apasiona, por ser siempre mi guía y darme fortaleza en cada momento, por estar 
conmigo y darme la oportunidad de cumplir este sueño, por su infinito amor, porque gracias a 
él he logrado todos mis sueños. 
 A mi madre Judy Patricia Corredor por ser la mejor madre que he podido tener, quién 
desde pequeña con su amor y ternura me guío para salir adelante, siendo ella el mejor ejemplo 
de vida para seguir, enseñándome a ser una mujer fuerte, inteligente, responsable, 
perfeccionista y forjo en mí el amor por el estudio, por su verdadero amor el cual ha sido el 
principal motivo de terminar mi carrera. 
 A Javier Rivera, por haber sido un padre para mí el cual desde pequeño incentivo en 
mis las ganas de investigar y ha respondido todas las dudas y preguntas que le he hecho a lo 
largo de mi vida, por darme las bases que tengo desde el colegio, por su apoyo durante toda mi 
vida y haber sido un apoyo para estudiar mi carrera. 
 A Diego Ardila quien ha sido mi compañero, mi apoyo, mi cómplice y ha estado 
conmigo en los últimos años, me ha guiado en aquello que no he entendido, me ha enseñado a 
tener paciencia, me ha brindado su amor en tiempos buenos y difíciles, me ha hecho la vida 
más alegre con sus ocurrencias y ha sido mi gran equipo en la vida y en este proyecto. 
 A Tobías Corredor mi abuelo, el cual desde su partida ha sido mi fuerza para terminar 
mis estudios, por estar acompañándome desde el cielo y ayudándome para que todo me salga 
bien, por dejar en mis los mejores consejos más sabios que me han podido dar, por enseñarme 
a ser fuerte y valiente. 
 
 A mi abuela Carmen Acosta, Camilo Corredor y familia por ser un apoyo en el 
transcurso de la vida, por haberme apoyado en varios momentos, por cada risa que me han 
brindado y por su infinito apoyo en mis estudios. 
 A Sacha por ser el amor más bonito, quien me ha alegrado la vida, y me ha acompañado 
en todos mis estudios, por estar hasta largas horas de la noche acompañándome en la sala, por 
esperarme todos los días en la puerta y recibirme con la mayor felicidad del mundo, por ser mi 
segundo motivo de terminar mi carrera, por ser mi amor siempre. 
 
 
 
 
 
 
Daniela Valentina Riveros Corredor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria 
 A Dios qué es grande y omnipotente, me dio la fuerza las ganas la inspiración me dio 
la mejor compañera para este proyecto, hizo que no faltara nada en el desarrollo de este, dedico 
primordialmente esta tesis por qué me lleno de alegrías, fortaleza, experiencias, sabiduría y 
virtudes para llevarla a cabo. 
 A mi madre Lastenia Pantoja Guerrero, que me crio con gran esfuerzo, dedicación y 
amor, me educo de la manera más humilde y demostró que sin tener un gran capital económico 
se puede formar una gran persona, me apoyo en cada momento en cada obstáculo de este 
proyecto económica y moralmente del mismo modo con el transporte del vidrio molido que se 
necesitó en el proyecto, me enseño que es el verdadero amor que una madre puede tener hacia 
un hijo. Ya que sin ella ninguno de mis logros personales y profesionales los hubiera podido 
lograr ningún logro sin ayuda de mi madre, quiero que esté orgullosa de mí ya que ella es mi 
motor para poder desarrollar todo en mi vida. 
 A mi compañera de tesis Daniela Valentina Riveros por ese apoyo hombro a hombro, 
que aparte de ser mi compañera de vida es una gran mujer, inteligente, sabia, de carácter, que 
me brindó amor, apoyo, consejos, durante todos los años que duro mi pregrado y vida personal, 
decidió ser mi pareja en las buenas, en las malas y luchar por salir de la mejor manera en este 
proyecto y en cada cosa que nos propongamos. 
 A mi tía Luz Mireya Ardila Solano Un impulso incondicional que al igual que mi mamá 
ayudo con mi crianza de una manera increíble comportándose como una segunda madre 
ayudándome en el transporte de materiales en el proyecto. 
 A mi primo Jhon Sebastian Ardila Camargo por ser mi mano derecha y mi confidente, 
por su apoyo incondicional, por ser una persona leal y confiable, porque quiero ser su ejemplo 
a seguir. 
 
 A mi mejor amigo Kevin Andres Uribe Realpe por sus motivaciones porque me ha 
enseñado que no tenemos que ser adinerados para lograr grandes cosas, cumplir metas, dar los 
mejores consejos y tener lealtad pura hacia una persona. 
 A mi padre Ariolfo Ardila Solano por su alegría infinita,por qué me enseñó a ganarme 
las cosas con el sudor de la frente, porque me enseño lo que es una persona luchadora en su 
ámbito laboral porque me demostró que rendirse no es una opción. 
 Con esfuerzo y sacrificio les dedico este proyecto a las personas más importantes en mi 
vida. 
 A la empresa DAN.LINE que no me ha desamparado ni un solo minuto 
económicamente desde su fundación, me ha enseñado a tratar con todo tipo de personas y a 
recolectar cosas buenas de cada una de ellas, convirtiéndose en la empresa más importante en 
mi vida. 
Diego Andrés Ardila Pantoja 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla de Contenido 
Resumen ...................................................................................................................................... 16 
Introducción ................................................................................................................................ 17 
1. Descripción del Proyecto .................................................................................................... 19 
1.1. Planteamiento del Problema............................................................................................ 19 
1.2. Justificación .................................................................................................................... 20 
2. Objetivos ............................................................................................................................. 21 
2.1. Objetivo General ............................................................................................................. 21 
2.2. Objetivos Específicos ...................................................................................................... 21 
3. Marco Referencia ................................................................................................................ 22 
3.1. Antecedentes ................................................................................................................... 22 
3.1.1. Ventajas de los cementos luminiscentes ..................................................................... 24 
3.1.2. Estudios ....................................................................................................................... 24 
3.1.3. Proyectos ..................................................................................................................... 29 
3.2. Marco Teórico – Conceptual ........................................................................................... 31 
3.2.1. Luminiscencia. ............................................................................................................ 31 
3.2.2. Fotoluminiscencia. ...................................................................................................... 32 
3.2.2.1. Fluorescencia. ......................................................................................................... 33 
3.2.2.2. Fosforescencia ......................................................................................................... 33 
3.2.3. Concreto ...................................................................................................................... 34 
3.2.4. Concreto Translucido .................................................................................................. 35 
3.2.5. Material RCD .............................................................................................................. 36 
3.2.6. Transmisión Óptica ..................................................................................................... 37 
3.3. Marco Científico ............................................................................................................. 39 
3.4. Marco Legal .................................................................................................................... 39 
4. Metodología ........................................................................................................................ 40 
4.1. Fase I. Caracterización de los Materiales ........................................................................ 40 
4.1.1. Análisis Granulométrico de los Agregados Gruesos y Finos. INVE -213-13 ............ 41 
4.1.1.1. Análisis Granulométrico Vidrio Molido. ................................................................ 41 
4.1.1.2. Análisis granulométrico Arena de Río de RCD. ..................................................... 42 
4.1.1.3. Análisis granulométrico Grava RCD. ..................................................................... 43 
4.1.2. Densidad Bulk y Porcentaje de Vacíos de los Agregados en estado suelto y Compacto. 
INVE 217-13 ............................................................................................................................... 45 
4.1.3. Densidad, Densidad, Densidad Relativa (Gravedad Específica) y Absorción del Agregado 
Fino. INVE-222-13 ..................................................................................................................... 48 
4.1.4. Densidad, densidad relativa (gravedad específica) y absorción del agregado grueso. INVE-
223-13. 51 
4.1.5. Valor de azul de metileno en agregados finos. INVE-235-13. ................................... 53 
 
4.1.6. Densidad del cemento hidráulico. INVE-307-13 ........................................................ 55 
4.2. Fase II. Ensayo previo de translucidez al vidrio molido. ................................................ 57 
4.3. Fase III. Diseño de mezcla del núcleo y de la coraza del concreto fosforescente. .......... 61 
4.3.1. Diseño de mezcla núcleo del concreto. ....................................................................... 63 
4.3.2. Diseño de mezcla de la Coraza. .................................................................................. 67 
4.4. Fase IV. Luminiscencia................................................................................................... 69 
4.4.1. Ensayo de humedecimiento y secado de muestras compactadas de suelo – cemento. INVE 
612-13 69 
4.4.1.1. Ensayo #1 de Luminiscencia. .................................................................................. 72 
4.4.1.2. Ensayo #2 de Luminiscencia. .................................................................................. 74 
4.5. Ensayo gabinete UV CAMAG 4. .................................................................................... 75 
4.6. Prueba de verificación RGB. ............................................................................................... 76 
4.6. Prueba de Colorimetría. .................................................................................................. 78 
5. Resultados y Análisis de Resultados. .................................................................................. 81 
5.1. Análisis y resultados del ensayo de resistencia a la compresión del núcleo y de la coraza del 
concreto. ...................................................................................................................................... 81 
5.2. Análisis y resultados del ensayo de Humedecimiento y Secado. .................................... 86 
5.3. Análisis y resultados del ensayo de luminiscencia con ciclos de humedecimiento y secado.
 93 
5.3.1. Ensayo #1 de luminiscencia. ....................................................................................... 93 
5.3.2. Ensayo #2 de Luminiscencia....................................................................................... 98 
5.4. Ensayo gabinete UV CAMAG. ..................................................................................... 100 
5.5. Prueba de verificación RGB. ........................................................................................ 105 
5.6. Análisis Colorimetría de las muestras. .......................................................................... 115 
5.7. Encuesta percepción del público................................................................................... 118 
5.8. APUs Bolardo en Concreto Fosforescente. ................................................................... 125 
6. Conclusiones ..................................................................................................................... 127 
7. Recomendaciones ............................................................................................................. 130 
Referencias Bibliográficas ........................................................................................................ 131 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Tablas 
 
Tabla 1. Límites de Gradación recomendados para agregados Finos .................................................. 43 
Tabla 2. Límites de gradación recomendados para agregado gruesos. ................................................ 44 
Tabla 3. Densidad Bulk de los agregados Método Apisonado. ........................................................... 47 
Tabla 4. Densidad Bulk de los agregados Método Suelto. ................................................................... 47 
Tabla 5. %Vacíos de los agregados...................................................................................................... 48 
Tabla 6. Densidad y absorción arena de río. ........................................................................................ 51 
Tabla 7. Densidad y absorción Grava RCD. ........................................................................................ 53 
Tabla 8. Valor de azul de metileno del vidrio. ..................................................................................... 55 
Tabla 9. Valor de azul de metileno de la arena de río. ......................................................................... 55 
Tabla 10. Le Chatelier cemento blanco. ............................................................................................... 57 
Tabla 11. Le Chatelier cemento gris. ................................................................................................... 57 
Tabla 12. Especificaciones Láser UNIT UT300A ............................................................................... 58 
Tabla 13. Dimensiones cofre de Vidrio para ensayo de translucidez. ................................................. 58 
Tabla 14. Diseños ensayo de translucidez vidrio. ................................................................................ 60 
Tabla 15. Resultados ensayo de translucidez para cada diseño. .......................................................... 61 
Tabla 16. Límites de gradación recomendados para granulometrías continuas. .................................. 62 
Tabla 17. Cantidad aproximada de aire esperado. ............................................................................... 64 
Tabla 18. Determinación del contenido de agua de mezclado. ............................................................ 64 
Tabla 19. Resistencia especifica de diseño a compresión de concreto. ............................................... 65 
Tabla 20. Relación agua – cemento resistencia a la compresión a los 28 días. ................................... 65 
Tabla 21. Contenido de cemento para 1m3 de concreto. ...................................................................... 66 
Tabla 22. Estimación proporción de los agregados del núcleo. ........................................................... 66 
Tabla 23. Diseño de mezcla #1 del núcleo. (Arena de rio y Grava) .................................................... 67 
Tabla 24. Diseño de mezcla #2 del núcleo. (Vidrio - Grava) ............................................................... 67 
Tabla 25. Cilindros para el ensayo de Compresión núcleo del concreto. ............................................ 67 
Tabla 26. Estimación proporción de los agregados de la coraza.......................................................... 68 
Tabla 27. Diseño de mezcla de la coraza. (Vidrio como agregado grueso y fino) ............................... 68 
Tabla 28. Diseño coraza 50% agua y 50% resina con 10%, 20% y 30% de Pigmento Fosforescente. 68 
Tabla 29. Diseño coraza 70% agua y 30% resina con 10%, 20% y 30% de Pigmento Fosforescente. 69 
Tabla 30. Tiempo de carga y descarga ensayo #1 de luminiscencia. ................................................... 72 
Tabla 31. Tiempos de carga y descarga ensayo #2 de luminiscencia. ................................................. 74 
Tabla 32. Resultados ensayo de compresión del núcleo a los 14 días. ................................................ 83 
Tabla 33. Resistencia a la compresión cilindros. ................................................................................. 84 
Tabla 34. Ensayo de Compresión para los dos diseños de los cubos. .................................................. 85 
Tabla 35. Especímenes de 10% de pigmento fosforescentes una hora cargados. ................................ 94 
Tabla 36. Especímenes de 20% de pigmento fosforescentes dos horas cargadas. ............................... 94 
Tabla 37. Especímenes de 30% de pigmento fosforescentes cuatro horas cargadas. ........................... 95 
Tabla 38. Resultados carga y descarga primer ensayo de luminiscencia. ............................................ 96 
Tabla 39. Especímenes cargados dos horas. ........................................................................................ 98 
Tabla 40. Resultados de descarga de cada diseño. ............................................................................. 100 
Tabla 41. Cambio de área de los cubos con 10% de pigmento con 254nm. ...................................... 104 
Tabla 42. Cambio de área de los cubos con 20% de pigmento con 254nm. ...................................... 104 
Tabla 43. Cambio de área de los cubos con 30% de pigmento con 254nm. ...................................... 105 
Tabla 44. Resultados RGB sin ensayo de humedecimiento y secado. ............................................... 106 
 
Tabla 45. Resultados RGB con ensayo de humedecimiento y secado. .............................................. 107 
Tabla 46. Resúmenes de los resultados RGB inicial y final de cada cubo......................................... 108 
Tabla 47. Resultados X, Y, Z de cada cubo. ...................................................................................... 109 
Tabla 48. Coordenadas en CIE iniciales y finales de cada cubo. ....................................................... 109 
Tabla 49. Coordenadas cubos con 10% de pigmento......................................................................... 110 
Tabla 50. Coordenadas cubos con 20% de pigmento......................................................................... 110 
Tabla 51. Coordenadas cubos con 30% de pigmento......................................................................... 111 
Tabla 52. Coordenadas cubos con 10% de pigmento y 50% resina. .................................................. 112 
Tabla 53. Coordenadas cubos con 20% de pigmento y 50% resina. .................................................. 112 
Tabla 54. Coordenadas cubos con 30% de pigmento y 50% resina. .................................................. 113 
Tabla 55. Resultados ensayo colorimetría para los dos diseños de agua - resina. ............................. 115 
Tabla 56. Diferencia total de color de las muestras de 10%, 20% y 30%. ......................................... 118 
Tabla 57. Percepción de brillo o color fosforescente mientras el espécimen es cargado con luz. ..... 119 
Tabla 58. Resultados preguntas abiertas 1. ........................................................................................ 123 
Tabla 59. Resultados preguntas abiertas 2. ........................................................................................ 124 
Tabla 60. Resultados elección del diseño. .........................................................................................124 
Tabla 61. Dimensiones de los dos bolardos analizados. .................................................................... 125 
Tabla 62. Precio real de cada Bolardo. .............................................................................................. 126 
Tabla 63: cantidades para granulometría de vidrio ............................................................................ 138 
Tabla 64: Granulometría vidrio molido masa inicial de 50,7 kg. ...................................................... 138 
Tabla 65: cantidades de arena de rio .................................................................................................. 138 
Tabla 66: Granulometría Arena de Rio .............................................................................................. 138 
Tabla 67: Cantidades de grava natural ............................................................................................... 138 
Tabla 68: Granulometría Grava Natural. ......................................................................................... 138 
Tabla 69: cantidades de graca RCD ................................................................................................... 138 
Tabla 70: Granulometría Grava RCD. ............................................................................................... 138 
Tabla 71: Cantidad requerida del diseño de mezcla del núcleo ........................................................ 138 
Tabla 72: Cantidad requerida del diseño de mezcla de la coraza. .................................................... 138 
Tabla 73: Cantidad requerida del diseño de mezcla empirico .......................................................... 138 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Figuras 
Figura 1. Proceso Luminiscencia ......................................................................................................... 33 
Figura 2. Reflexión de la luz ................................................................................................................ 38 
Figura 3. Absorción de luz ................................................................................................................... 38 
Figura 4. Transmitancia de luz ............................................................................................................. 39 
Figura 5. Vidrio Molido con Máquina de los Ángeles......................................................................... 40 
Figura 6. Ensayo Granulométrico para cada material. ......................................................................... 41 
Figura 7. Método Apisonado para Grava RCD Y Grava Natural. ....................................................... 46 
Figura 8. Método Suelto para la Arena de Río. ................................................................................... 46 
Figura 9. Secado muestra de arena de río RCD. .................................................................................. 48 
Figura 10. Agregado Fino con humedad superficial (Arena de Río y vidrio). .................................... 49 
Figura 11. Agitación manual del Picnómetro. ..................................................................................... 49 
Figura 12. Determinación de la masa del picnómetro, muestra y agua. .............................................. 50 
Figura 13. Material seco al horno. ....................................................................................................... 50 
Figura 14. Muestra de Grava natural y RCD sumergidas 24 horas. .................................................... 51 
Figura 15. Secado sss después de 24horas sumergidos en agua. ......................................................... 52 
Figura 16. Método desplazamiento de agua. ....................................................................................... 52 
Figura 17. Muestra seca al horno. ........................................................................................................ 52 
Figura 18. Preparación de la muestra para el ensayo. .......................................................................... 54 
Figura 19. Papel filtro final para la muestra de cada material. ............................................................ 54 
Figura 20. Frasco Le Chatelier con Kerosene. ..................................................................................... 55 
Figura 21. Masa inicial de cemento blanco. ........................................................................................ 56 
Figura 22. Incorporación del cemento en el frasco de Le Chatelier. ................................................... 56 
Figura 23. Cofre de Vidrio ensayo translucidez vidrio. ....................................................................... 58 
Figura 24. Granulometrías para realizar el ensayo. ............................................................................. 59 
Figura 25. Ensayo de translucidez vidrio tamiz Nº4. ......................................................................... 59 
Figura 26. Ensayo de translucidez vidrio tamiz Nº1/2. ........................................................................ 59 
Figura 27. Ensayo de translucidez vidrio tamiz Nº3/8. ........................................................................ 59 
Figura 28. Especímenes para ensayo de humedecimiento y secado. ................................................... 69 
Figura 29. Medidas primer ciclo de secado, cubo 1 y 2 de 10% de Pigmento Fosforescente con 50% 
de Agua y 50% de Resina. .................................................................................................................... 70 
Figura 30. Medidas primer ciclo de secado, cubo 1 y 2 de 10% y 30% de Pigmento Fosforescente con 
70% de Agua y 30% de Resina. ............................................................................................................ 70 
Figura 31. Medidas primer ciclo de secado, cubo 1 y 2 de 30% de Pigmento Fosforescente con 70% 
de Agua y 30% de Resina. .................................................................................................................... 71 
Figura 32. Cubos antes de cargarse, descargados por más de 24 horas. .............................................. 72 
Figura 33. Cilindros de 10% de pigmento fosforescentes descargados. .............................................. 73 
Figura 34. Cilindros de 20% de pigmento descargados. ...................................................................... 73 
Figura 35. Cilindros de 30% de pigmento descargados. ...................................................................... 73 
Figura 36. Cilindros y cubos ensayo de carga. .................................................................................... 74 
Figura 37. Segundo ensayo de luminiscencia, especímenes cargados. ................................................ 75 
Figura 38. Gabinete UV 4 CAMAG. ................................................................................................... 75 
Figura 39. Ensayo Colorimetría. .......................................................................................................... 81 
Figura 40. Ensayo resistencia a la compresión ensayo #2 núcleo. (Vidrio-Grava) ............................. 82 
Figura 41. Ensayo resistencia a la compresión ensayo #1 núcleo. (Arena-Grava) .............................. 82 
Figura 42. Concreto sin núcleo con diferentes porcentajes de pigmentos. .......................................... 84 
Figura 43. Especímenes de 30% de pigmento fosforescentes cuatro horas cargados. ......................... 95 
 
Figura 44. Especímenes de 20% descargados más de dos horas. ........................................................ 95 
Figura 45. Especímenes de 10% de pigmentos descargados después de 90 minutos. ......................... 97 
Figura 46. Especímenes con un porcentaje de 10% y 20% de pigmento fosforescentea los 90 minutos 
de descarga ............................................................................................................................................ 97 
Figura 47. Especímenes de 10%, 20% y 30% descargados. ............................................................... 97 
Figura 48. Especímenes cargados cinco horas. ................................................................................... 99 
Figura 49. Especímenes cargados cinco horas, descargados más de dos horas. .................................. 99 
Figura 50. Cubos de 10% de pigmento con longitud uv de onda corta de 254nm. ............................ 101 
Figura 51. Cubos de 20% de pigmento con longitud uv de onda corta de 254nm ............................. 101 
Figura 52. Cubos de 30% de pigmento con longitud uv de onda corta de 254nm ............................. 101 
Figura 53. Cubos de 10% de pigmento con longitud uv de onda larga de 366nm. ............................ 102 
Figura 54. Cubos de 20% de pigmento con longitud uv de onda larga de 366nm. ............................ 102 
Figura 55. Cubos de 30% de pigmento con longitud uv de onda larga de 366nm ............................. 102 
Figura 56. Resultados de preguntas abiertas contestadas por cada encuestado. ................................ 122 
Figura 57. Análisis de sentimiento..................................................................................................... 123 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Gráficos 
Gráfico 1. Granulometría vidrio molido. ............................................................................................. 42 
Gráfico 2. Granulometría arena de rio RCD. ....................................................................................... 43 
Gráfico 3. Curva Granulométrica Grava Natural. ................................................................................ 44 
Gráfico 4. Curva Granulométrica Grava RCD. .................................................................................... 45 
Gráfico 5. Curva Granulométrica diseño #1 del núcleo. ...................................................................... 62 
Gráfico 6. Curva Granulométrica diseño #2 del núcleo. ...................................................................... 63 
Gráfico 7. Espacio de color CIE Lab. .................................................................................................. 79 
Gráfico 8. Comparación de muestras de 30% con los dos diseños de resina. ...................................... 80 
Gráfico 9. Ensayo de compresión del núcleo a los 14 días. ................................................................. 83 
Gráfico 10. Ensayo de compresión cilindros sin núcleo. ..................................................................... 85 
Gráfico 11. Ensayo de compresión de los cubos. ................................................................................. 86 
Gráfico 12. Cambio de masa cilindros 10%, 20% y 30% de pigmento fosforescente. ........................ 86 
Gráfico 13. Perdidas de masa de cada cilindro. ................................................................................... 87 
Gráfico 14. Cambio de volumen cilindros de 10%, 20% y 30% de pigmento. .................................... 88 
Gráfico 15. Perdidas cambio de volumen de los cilindros. .................................................................. 88 
Gráfico 16. Cambio de masa cubos de 10%, 20% y 30% de pigmento fosforescente con 50% de agua 
y 50% de resina. .................................................................................................................................... 89 
Gráfico 17. Perdidas de masa de cada cubo. ........................................................................................ 89 
Gráfico 18. Cambio de volumen cubos de 10%, 20% y 30% de pigmento con 50% de agua y 50% de 
resina. .................................................................................................................................................... 90 
Gráfico 19. Perdidas cambio de volumen de los cubos. ....................................................................... 91 
Gráfico 20. Cambio de masa cubos de 10%, 20% y 30% de pigmento fosforescente con 70% de agua 
y 30% de resina. .................................................................................................................................... 91 
Gráfico 21. Perdidas de masa de cada cubo. ........................................................................................ 92 
Gráfico 22. Cambio de volumen cubos de 10%, 20% y 30% de pigmento fosforescente con 70% de 
agua y 30% de resina ............................................................................................................................ 92 
Gráfico 23. Perdidas cambio de volumen de los cubos. ....................................................................... 93 
Gráfico 24. Diagrama CIE cubos 10% de pigmento fosforescente. ................................................... 110 
Gráfico 25. Diagrama CIE cubos 20% de pigmento fosforescente. ................................................... 111 
Gráfico 26. Diagrama CIE cubos 30% de pigmento fosforescente. ................................................... 111 
Gráfico 27. Diagrama CIE cubos 10% de pigmento fosforescente y 50% de resina. ........................ 112 
Gráfico 28. Diagrama CIE cubos 20% de pigmento fosforescente y 50% de resina. ........................ 113 
Gráfico 29. Diagrama CIE cubos 20% de pigmento fosforescente y 50% de resina. ........................ 114 
Gráfico 30. Espectro L*a*b* cubos con 10%, 20% y 30% de pigmento........................................... 116 
Gráfico 31. Espectro L*a*b* cubos con 50% de resina. .................................................................... 116 
Gráfico 32. Espectro L*a*b* cubos con 30% de resina. .................................................................... 117 
Gráfico 33. Percepción de brillo o color fosforescente del espécimen en el cuarto oscuro. .............. 119 
Gráfico 34. Percepción del cambio respecto al porcentaje de pigmento fosforescente. .................... 120 
Gráfico 35. Diseño con mayor brillo, intensidad y duración. ............................................................ 120 
 
 
 
 
 
 
ANEXOS 
Anexo A: Fichas Técnicas De Materiales .......................................................................................... 138 
Anexo B: Especificaciones Ensayos Previos De Translucidez Del Vidrio ........................................ 138 
Anexo C: Especificaciones De Los Diseños De Mezcla Del Concreto ............................................. 138 
Anexo D: Tablas Granulometricas De Cada Material ........................................................................ 138 
Anexo E: Especificaciones De Los Diseños Fabricados .................................................................... 138 
Anexo F: Datos De Ensayo De La Maquina Universal De Fallo A La Compresion ......................... 138 
Anexo G: Evidencia Fotográfica De Molienda De Vidrio Molido .................................................... 138 
Anexo H: Evidencia Fotografica De Ensayos Realizados En El Proyecto ........................................ 138 
Anexo I: Evidencia Fotográfica Encuestas Realizadas ...................................................................... 138 
Anexo J: Evidencia Fotografica De Ensayo Con Camara De Rayos Uv A 360nm Y 254nm ........... 138 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
Resumen 
 Este proyecto muestra el análisis y procedimiento de la innovación de un concreto 
fosforescente bicompuesto con propiedades luminiscentes el cual tiene un núcleo de diseño 
conformado por cemento gris, grava natural como agregados gruesos con una granulometría 
donde predomina una pulgada (1/2in) y como agregado finose usa vidrio molido RCD 
remplazando por tamices a la granulometría de arena de rio RCD con la finalidad de generar 
un menor impacto ambiental y poder estudiar su comportamiento. El vidrio RCD pasa por un 
procedimiento de molienda obteniendo diferentes valores de tamaños desde tamiz #200 hasta 
vidrio del tamaño de 1/2(in). 
 El diseño de la coraza tiene como agregado grueso vidrio con el fin dar mayor 
translucidez al material, la granulometría se hizo únicamente con tres tipos de tamaño 1/2in ; 
3/8 in; Nº4 teniendo en cuenta que la resistencia la generaba el núcleo, por otro lado los 
agregados finos igualmente fueron en vidrio, manejando una cantidad del 10% sobre los 
agregados gruesos de lo que indicaba el diseño, entre otros problemas que se presentan la 
adherencia de el pigmento fosforescente el cual necesitaba un “conductor” que lo permitiera 
ligarse con el cemento, para esto se usó resina acrílica impermeabilizante la cual permitió que 
esta mezcla fuese posible utilizándolo como el 50% y el 30% del agregado líquido, el pigmento 
como el 10%-20%-30% del cemento utilizado. Una vez realizado todo el proceso de 
fabricación el fin es exponer a este concreto a la intemperie para poder analizar su 
comportamiento de la luminiscencia cambiando su porcentaje de pigmento y mirar cual es más 
factible respecto a su durabilidad. 
 
 
 
17 
 
Introducción 
 
 La presente investigación de carácter experimental se enfocó en la elaboración de un 
concreto fosforescente y evaluar la pérdida de luminiscencia ante exposición al medio ambiente 
y respecto al tiempo. El concreto es el material más usado en construcción, en este proyecto se 
usan materiales RCD con el fin de disminuir el impacto ambiental. 
 El material RCD se clasifica en materiales de excavación, construcción y 
mantenimiento y demolición. Estos materiales pueden ser aprovechables en su mayoría, ya que 
también se encuentran en ellos gran variedad de materiales reactivos, contaminados, tóxicos, 
explosivos, entre otros. 
 Se realizó un diseño de mezcla pobre en cemento y en agua con el fin de crear un 
concreto con un porcentaje alto de porosidad que pueda aportar una mejor transmitancia. El 
concreto está compuesto de agregados, cemento y aditivos, a diferencia de otros concretos los 
agregados de este tienen como finalidad permitir el paso de la luz, con este fin se hace uso del 
vidrio reciclado. 
 En esta investigación la fabricación de un concreto bicompuesto donde el elemento que 
más se utiliza es el vidrio para los agregados gruesos y finos, debido a que este pasa por un 
procedimiento de molienda el cual brinda una granulometría completa, resaltando propiedades 
translucidas en agregados gruesos después del procedimiento. 
 Para aportar resistencia al prefabricado se elaboró un núcleo a base de vidrio molido 
como agregado fino y grava natural como agregado grueso. Teniendo en cuenta que el núcleo 
da la resistencia deseada, la coraza como principal componente tiene el vidrio molido ya que 
se usa como agregados gruesos y agregado fino de esa manera tendrá una propiedad 
translucida. 
18 
 
 En la actualidad el mundo está en un constante cambio ambiental, renovando maneras 
de uso de diferentes materiales para generar un impacto ambiental positivo como por ejemplo 
el vidrio reciclado ya que ensayos realizados en esta investigación muestra, que la diferencia 
de resistencia en diseños de mezcla utilizando agregados finos de arena o vidrio molido RCD 
son muy despreciables. Se desea implementar la fosforescencia en un diseño de mezcla con el 
fin de darle propiedades luminiscentes al concreto porque ayudan a generar una mayor 
visibilidad al mismo debido a que este es de uso convencional. 
 . 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
1. Descripción del Proyecto 
1.1. Planteamiento del Problema 
 En la ingeniería cada vez se busca innovar los materiales de construcción de una manera 
la cual resulte más práctica, económica y efectiva con ello se puede señalar que la rama de la 
infraestructura vial y pavimentos es una de las que más se hace conveniente para poder 
reutilizar materiales como los RCD con el fin de ser amigable con el medio ambiente y 
disminuir el impacto negativo que resultan del uso de materiales convencionales. 
 Los costos de construcción cada vez tienden a subir de valor así que se han 
implementado alternativas para que estos disminuyan y generen menos impacto ambiental, ya 
que la producción del concreto aumenta mediante el transcurso del tiempo; “En mayo de 2021, 
la producción de concreto premezclado fue de 396,6 miles de metros cúbicos, lo que significó 
un aumento del 32,8% frente al mismo mes de 2020, en el que se produjeron 298,6 miles de 
metros cúbicos” (DANE, 2021), en el desarrollo de obras se genera una cantidad importante 
de residuos de construcción y demolición (RCD), falta de estudios y de normas técnicas sobre 
esto; ha llevado al desperdicio de estos materiales, de acuerdo a la gestión del RCD obliga a 
todas las entidades públicas y constructoras a reconocer un porcentaje de material reciclado 
sobre el volumen total del material instalado en la obra y no al que se genera, llevando al 
desperdicio de los materiales RCD. 
 Se presenta el mismo caso con los materiales que son llamados no convencionales, en 
este caso el vidrio reciclado el cual puede transmitir varias propiedades al concreto hidráulico 
como es mejorar su resistencia o reemplazando porcentajes de agregados en concretos 
traslucidos. Con este proyecto se busca generar un prefabricado a partir de diferentes materiales 
convencionales y no convencionales con el objetivo de adquirir y adicionarle la propiedad de 
luminiscencia. 
20 
 
 Las vías las cuales se podrá llegar a implementar en un futuro el prefabricado serán 
vías de poca iluminación y riesgosas las cuales van a ser favorecidas, porque este tendrá la 
función de ser un concreto innovador al tener propiedades de translucidez a partir de RCD y 
vidrio reciclado, permitiendo delimitar la carretera, reducir costos, ya que al poseer 
propiedades luminiscentes podrá reemplazar la luminaria convencional o tachas reflectivas 
que son tan comunes en las vías sin afectar de manera negativa el entorno ambiental. 
1.2. Justificación 
 Este proyecto nace de la necesidad de desarrollar materiales que tengan la propiedad 
de la luminiscencia e impulsen su desarrollo en prefabricados que favorezcan la seguridad 
vial. Además, la presente investigación busca diseñar prefabricados a partir de materiales no 
convencionales, tipo residuos de demolición y construcción (RCD) añadiéndoles propiedades 
de luminiscencia. Es necesario realizar obras que lleven a la reducción de dicho impacto, una 
de ellas la utilización de materiales reciclados, el aprovechamiento de materiales desechados 
por la industria, dándoles un nuevo fin. 
 La investigación busca analizar la posibilidad de utilizar vidrio reciclado como 
alternativa en la producción de hormigón, para así lograr un concreto con la propiedad de ser 
translucido el cual añadiéndole pigmento fosforescente se convierta en un material que llegue 
a reemplazar el concreto convencional y el uso de luminaria, para así demostrar en un análisis 
de costo/beneficio que aplicar un concreto translucido luminiscente como señalética vial a 
largo plazo es mucho más rentable que el empleo del concreto y la luminaria convencional, 
evidenciando un compromiso técnico para construir vías más seguras, sostenibles y con un 
impacto positivo al medio ambiente. 
21 
 
2. Objetivos 
2.1. Objetivo General 
 Evaluar la perdida de luminiscencia de un concreto fosforescente a partir de materiales 
reciclados, expuestos a ciclos de humedecimiento y secado que permita ser utilizado en 
prefabricados que favorezca la seguridad vial. 
2.2. Objetivos Específicos 
 Diseñar un concreto luminiscente que sea durable ante exposiciónde agentes 
atmosféricos a partir de materiales reciclados. 
 Determinar la perdida de luminiscencia de un concreto el cual sea expuesto a ciclos de 
humedecimiento y secado. 
 Establecer el grado de percepción de la fosforescencia de este nuevo concreto a través 
de encuestas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
3. Marco Referencia 
3.1. Antecedentes 
 Se seleccionaron inicialmente 307 documento referentes al tema, de los cuales se 
seleccionaron 36 los cuales aportaban el conocimiento objetivo de este trabajo de investigación, 
con estos documentos se diseñó la matriz en Excel, donde se indican título de los documentos, 
tipo de documento, año de publicación, autores, país, idioma, resultados, estos datos configuran 
la base para la redacción del Estado del Arte. 
 Los documentos consultados fueron en los idiomas inglés, español y portugués. La 
realización de la búsqueda se realizó a través de buscadores académicos como Google Scholar, 
Redalyc, World Wide Science, Gale, Science Research, Scielo, Dialnet, libgen, Espacenet. 
Luminiscencia 
 La luminiscencia según Argiz ( 2019) “es la propiedad que tienen algunos cuerpos de 
emitir luz sin producir calor, por tanto, se dice que es una forma de “luz fría”. Esto se debe a 
que la luminiscencia es la emisión de radiación electromagnética que se encuentra situada por 
debajo de la radiación térmica. Por el contrario, la incandescencia es el fenómeno de emisión 
de luz producido por la energía calorífica, ya que todo cuerpo emite una radiación luminosa 
característica cuando alcanza una determinada temperatura”. 
Cementos luminiscentes 
 En 1998 a través el creador de concretos Keith Campbell comenzó a instalar resplandor 
en el concreto oscuro como lo afirma Dizmon (2020), siendo el pionero en incrustar fósforo en 
un sellador acrílico para usar junto con un compuesto de cemento polimérico modificado para 
cubrir el hormigón existente, cubierto con una capa base de color. Este color se convirtió en la 
línea de lechada al aplicar un patrón al concreto, luego, la capa base fue sellada con un sellador 
23 
 
acrílico con fósforo. Esta técnica proporciona la iluminación más brillante en las líneas 
estampadas de la superficie. 
 Una aproximación al concepto sobre cementos luminiscentes se enfoca en (Maldonado, 
2011) “Buscar en la química inorgánica para producir un cemento con propiedad óptica que 
permitieran la trasmisión y la reflexión de la luz, este cemento de menor energía, libera la 
energía acumulada o absorbida en forma de fotones o de luz que, dependiendo de la 
composición química de esos cristales, puede ser azul, amarilla, verde, naranja, etc”. 
 El articulo hecho por la BBC (2016), “la intensidad y color de la fosforescencia en el 
cemento varía de acuerdo con la concentración de los aditivos que permiten el paso de más o 
menos luz. Tras estudiar la composición del cemento Portland, el más usado en el mundo, el 
equipo de investigadores modificó la estructura microscópica. No para hacerlo transparente o 
traslúcido, sino para que pudiera absorber los rayos UV”. 
 En México el investigador José Carlos Rubio Ávalos investigador de la Universidad 
Michoacana de San Nicolás de Hidalgo” (UMSNH) “creó un cemento emisor de luz con el 
objetivo de generar espacios iluminados con energía sustentable y sin costos de mantenimiento, 
el cemento es un cuerpo opaco, no permite el paso de la luz al interior, debemos hacer un 
cambio en su microestructura para que permita el ingreso parcial de la luz hacia el interior y 
pueda tener este comportamiento”. (Carreño, 2016). 
 Siguiendo con los estudios de José Carlos Rubio (Cetem, 2017), “el principal 
inconveniente que se encontró Rubio y su equipo fue la opacidad del cemento. Por eso era 
necesario cambiar su microestructura. Eso permitiría el paso parcial de la luz hacia su interior. 
Una vez superada esa barrera, el resto consistía en volverlo fosforescente. Con el uso de 
aditivos se evita que se formen cristales, creando así un material amorfo que se parece al vidrio. 
Esto hace posible el paso de la luz, pero también permite controlar el color y la intensidad de 
24 
 
la luminiscencia del cemento. La gran ventaja del cemento fosforescente frente a los materiales 
luminiscentes de origen plástico es su durabilidad.” 
 En cuanto al proceso de los cementos luminiscentes se tiene el seguido por José Carlos 
Rubio (Carreño, 2016), “Este invento mexicano se obtiene por un proceso de policondensación, 
pero de materias primas como sílice (arena de río), desechos industriales (industria acerera, por 
ejemplo), álcalis (hidróxidos de sodio o potasio) y agua. La causa se desarrolla a la temperatura 
del ambiente y no requiere hornos o altos consumos de energía y, consecuentemente, la 
contaminación por su elaboración es baja comparada con el cemento Portland tradicional y los 
plásticos sintéticos. 
3.1.1. Ventajas de los cementos luminiscentes 
 Para Oliveira (2020), De los resultados obtenidos por los ensayos y análisis realizados, 
se puede concluir que el cemento luminiscente demostró buenos resultados en relación con su 
luminosidad y baja resistencia a la compresión menor a la requerida. 
 Su uso en la construcción civil podría traer una alta reutilización ecológica y una baja 
reducción del consumo energético por su propiedad de emitir luz y la sustitución del 100% de 
los áridos gruesos y finos por vidrio templado en sus respectivas granulometrías, aportando un 
material de alta calidad. 
 Este puede utilizar en elementos no estructurales como revestimientos para ambientes 
interiores y exteriores en viviendas, comercios, piezas decorativas, bordillos, bancos 
cuadrados, ojo de gato para señalización, aceras. Además, su duración es de 8 a 12 horas de 
luz. 
3.1.2. Estudios 
 Uno de los estudios realizados en China (Bi, Pei, Chen, & et al, 2021) “se prepararon 
materiales compuestos autoluminiscentes a base de cemento (SCCM) dopando polvo 
25 
 
luminiscente y polvo reflectante en materiales a base de cemento, y luego se obtuvieron 
materiales compuestos autoluminiscentes y autolimpiantes a base de cemento (SSCCM) 
mediante tratamiento hidrofóbico en la superficie del SCCM, posteriormente se evaluaron sus 
propiedades mecánicas, propiedades luminosas, hidrofobicidad y mecanismo”. 
 En la India se desarrolló un novedoso material auto sostenible mediante la introducción 
de fotoluminiscentes en las propiedades en hormigón. Siendo el hormigón un material opaco, 
las propiedades de emisión de luz debían ser integrado en vidrio para crear un brillo en la 
superficie oscura. El material de hormigón resultante se ha encontrado que tiene una resistencia 
a la compresión considerable y posee emisores de luz propiedades. La implementación de 
hormigón inducido por fotoluminiscencia tiene un alto potencial para realizar una valiosa 
contribución al desarrollo sostenible en el futuro. (Dipika, Kaaviya, Karthikeyan, & Indhumati, 
2019). 
 En España se realizó una investigación para la construcción de una pieza de hormigón 
luminiscente y particularmente una pieza, construida a partir de dicho material, tal como un 
protector o indicador vial, o con fines decorativos. Parte de hormigón luminiscente, formado a 
partir de áridos, cemento y un material luminiscente, caracterizado porque su estructura está 
compuesta por: - 20% -50% en peso: microáridos, especialmente sílice - 5% -50% en peso: 
sustancia luminiscente; - 20% -50% en peso: cemento y porque también comprende en su 
composición 1% -8% de fibras. (Santolaya, 2019). 
 Una investigación realizada en España (Del Moral, 2019) a partir de un hormigón o 
conglomerante hidráulico, modificado para dotarlo de una estructura dendrítica interna que 
actúa a modo de micro esqueleto conductor de la luminiscencia por el interior del propio 
material, al estar constituida por cualquier material transparente que pueda dejar pasar la luz, 
actuandocomo transportador energético o activante de los pigmentos fotoluminiscentes o como 
26 
 
una acumulación de partículas, dando estas la estructura para que se pueda realizar la 
transferencia energética entre ellas. 
 En Estados Unidos se realizó una investigación donde (Wiese, Washington, Tao, & 
Weiss, 2015), desarrollaron un procedimiento de prueba para cuantificar la magnitud y 
duración de la luminancia de la superficie de concreto revestido; cuantificar la luminancia fue 
clave para evaluar el rendimiento del sellador luminiscente. El sellador luminiscente se excitó 
de manera consistente con un sistema de iluminación de xenón que simulaba la luz solar, un 
fotómetro (instrumento de medición de luz) que midió la luminancia de la superficie de 
hormigón excitada y una unidad de vivienda que evitó que la luz extraña de los alrededores 
influyera en los resultados de la prueba. 
 En la literatura se encontró diferentes investigaciones sobre el Material luminiscente, 
entre ellos uno realizado en Arabia Saudita, el material que brilla en la oscuridad (GiD) según 
(Muhammad, 2019), ”tiene la ventaja de que puede absorber energía en presencia de una fuente 
de luz y emitir la energía absorbida en forma de luz visible en ausencia de luz externa. El 
trabajo de investigación presentado se ocupa del desarrollo, las pruebas y la evaluación del 
impacto ambiental del hormigón GiD. Se han desarrollado nuevos e innovadores bloques de 
hormigón entrelazados que tienen la capacidad de GiD sin la necesidad de ninguna fuente de 
alimentación externa.” 
 Dentro de estos estudios sobre materiales luminiscentes se encontró el realizado en 
Brasil donde (Tonet, 2019) “se realizó la caracterización de diferentes materiales luminiscentes 
para elegir los más mediante pruebas de emisión y desintegración de la luz. El material elegido 
se utilizó para la preparación de esmalte cerámico luminiscente y resina acrílica luminiscente, 
en la proporción del 10% en masa. Se hicieron molduras probetas cilíndricas para ensayos de 
resistencia a la compresión, con diferentes métodos de aplicación del material, que incluyen el 
27 
 
cepillado de resina acrílico luminiscente en estado fresco, en estado endurecido e inserción 
puntual de esmalte cerámico luminiscente, así como el moldeado de probetas prismáticas para 
la prueba de degradación de la luz”. 
 La pintura es otro material que puede complementar el cemento luminiscente (Bi, Pei, 
Chen, & et al, 2021), una investigación cuyo el objetivo principal fue desarrollar y optimizar 
una pintura luminiscente para señalización vial para mejorar la visibilidad de la pintura 
tradicional usada para señalización vial fue desarrollada. Esta pintura se produce con una 
emulsión de un copolímero acrílico que contiene un polvo luminiscente modificado de 
fabricación propia y varios aditivos. Los recubrimientos experimentales se fabricaron a escala 
de laboratorio y se aplicaron con una brocha sobre paneles de hojalata y superficie de hormigón 
asfáltico, esta adherencia y la resistencia al agua a temperatura ambiente cumplen con los 
requisitos básicos para pavimentos. 
 También se han efectuado estudios con materiales como rocas de agregados en Perú 
(Medina & Moreno, 2018)” El propósito de la investigación fue determinar la iluminación de 
las rocas fotoluminiscentes incrustadas en el concreto convencional y evaluar la influencia en 
las propiedades mecánicas del mismo. Para los ensayos se elaboraron probetas patrón y 
probetas con una capa superficial de piedras fotoluminiscentes. Todos los ensayos se realizaron 
tomando en cuenta las recomendaciones de las Normas Técnicas Peruanas (NTP), Ministerio 
de Transportes y Comunicaciones (MTC), el Instituto Americano del Concreto (ACI) y la 
Norma Española (UNE), Los resultados demuestran que el concreto fotoluminiscente fabricado 
en este trabajo cumple con la iluminación mínima a los 10 minutos según la UNE 23035 y su 
tiempo de descarga es mayor a 8 horas”. 
 Otro estudio basado en el mecanismo luminiscente e hidrofóbico publicado en China, 
donde se prepararon materiales de pavimento de cemento supe hidrófobos y luminiscentes 
28 
 
(SLCPM), y se investigaron los efectos de los materiales luminiscentes de resplandor 
prolongado y los materiales hidrófobos sobre las propiedades luminiscentes y la hidrofobicidad 
de SLCPM. (Gao, He, Xiao, Zaosheng, & Dai, 2018). 
 Se tiene el estudio ejecutado en la Universidad Internacional del Ecuador, por (Granja, 
2014), “donde se diseñó un hormigón fluorescente para la señalización de vías terrestres 
interprovinciales, esto se logra a través del uso de pigmento en polvos. La incorporación del 
pigmento se realiza durante la mezcla de los áridos, antes de agregar el cemento y el agua en 
las dosificaciones calculadas por el método ACI 211.1”. 
 En Colombia se realizó un estudio en la Universidad Piloto de Colombia (Cárdenas & 
Buitrago, 2018), sobre” Implementación de material fotoluminiscente en pavimentos para 
tránsito de bicicletas, estableciendo una modificación a las mezclas porosas y mezclas en 
lechada, se elimina el comportamiento drenante dentro de la estructura, evidenciando un 
comportamiento favorable entre el material fotoluminiscente, el asfalto y el uso de una resina 
epóxica, los cuales brindan un tiempo de luminosidad prolongado en la noche y una forma de 
carga por luz natural en el día” 
 A partir de materiales utilizados en Colombia algunos autores identificaron y apreciaron 
el comportamiento de algunas propiedades de mezclas de concreto común comparadas con 
mezclas de concreto con fibra de vidrio (Aguila, 2010) “se tuvo como objetivo estudiar la 
aplicación de fibras de vidrio, carbono y aramida sobre estructuras de concreto, con el fin de 
caracterizar las propiedades de las fibras desde su fabricación y componentes, hasta la 
influencia que presentan en el concreto. En la parte práctica se realizaron ensayos de tensión, 
compresión y flexotensión, todo esto en concretos de alta resistencia. Este estudio encontró 
que, para incrementar la resistencia a la tensión del concreto, el tipo de fibra de vidrio AR es 
el más efectivo, después de hacer las pruebas también con el tipo E y tipo CE.” 
29 
 
 De igual forma, (Sanchez & Sanchez, 1991) “llevaró a cabo un amplio programa 
experimental con el fin de predecir el comportamiento mecánico del concreto a corto y largo 
plazo, con la inclusión fibra de vidrio AR proveniente de diferentes tipos de fabricación, 
además se analizaron los resultados con materiales jóvenes y envejecidos. Los autores 
encontraron que la longitud de las fibras inferiores a 2.5 cm, no son las más eficientes para 
incrementar la resistencia a la tensión, recomendando longitudes superiores a 2.5 cm, además 
encontraron que el tipo de fibra de vidrio AR sufre de una fragilización con la edad, que induce 
una disminución en la resistencia. En el corto plazo se encontró que la adición de arena con el 
fin de reducir la retracción del concreto, hace que disminuya la resistencia a la tensión 
aproximadamente un 20%.” 
 En Perú se realizó un estudio acerca del comportamiento mecánico del concreto 
reforzado con fibra de vidrio donde se observó que “la trabajabilidad representada por una 
disminución porcentual con respecto al concreto patrón de 6.19% y 21.57%, se dedujo que a 
mayores porcentajes de adición de fibra que las usadas en la investigación, la reducción de 
trabajabilidad será aún mayor, lo cual incide directamente en el costo del concreto, puesto que 
se hace necesario el uso adicional de aditivos plastificantes o bien aumentar el agua de amasado 
en conjunto con la dosis de cemento (para mantener constante la relación agua/cemento), a la 
vez que se obliga un mayor control en el proceso de producción de concreto. La pérdida de 
trabajabilidad en el concreto con fibras está acompañada de un efecto que puede ser 
beneficioso, ya que se aumentala cohesión del concreto”. (Alexander, 2015) 
3.1.3. Proyectos 
 Uno de los proyectos más importantes del uso de cementos luminiscentes se encuentran 
cerca de la ciudad de Oss en Holanda donde se encuentra un trayecto de 500 metros de carrera 
inteligente, ya que brilla con luz propia (Rubio, 2014), “el objetivo de estos estudios, liderados 
en muchos casos por el diseñador Daan Roosegaarde y la constructora Heijmans, es conseguir 
30 
 
carreteras más sostenibles, equipadas con luces interactivas, sistemas inteligentes de gestión 
de la energía señales de tráfico que se adapten a las diferentes condiciones de conducción. Entre 
las innovaciones planteadas destaca la de las líneas brillantes, en las que las marcas viales que 
delimitan los carriles están pintadas con una pintura luminiscente que, por su composición, se 
recarga con la luz del día para emitir un intenso verde neón durante la noche, lo que le convierte 
en una alternativa sostenible y segura al alumbrado convencional”. 
 Un proyecto planeado por (Clotet, Ravetllat, Peñin, & Roura, 2020) “en el Parque 
Agrario Pou Boronat en Brasil, donde se diseñará un canal de agua luminiscente, inspirado en 
la bioluminiscencia marina generada por organismo vivos que producen luz, se incorporan 
áridos luminiscentes al hormigón, este revestimiento es capaz de absorber radiación UV para 
después liberar energía con un eficiente sistema de iluminación sostenible”. 
 En España se ha implementado un nuevo material con propiedades fotoluminiscentes 
el cual crea caminos luminosos en los espacios comunes exteriores en una nueva promoción 
de Vía Célere en Rivas (Madrid). El material es recargado mediante en el día absorbiendo los 
rayos UV y esta conserva la iluminación durante 10 horas en la noche. Con el empleo de este 
material se obtiene ahorrar energía, pues no necesita electricidad para la recarga de las luces. 
(Buhl, 2017). 
 La empresa Pro-Teq de origen británico, ha creado el uso de un pavimento de carretera, 
el cual alumbra en la noche, sin ayuda de ninguna herramienta eléctrica, con esto se contribuye 
a darle seguridad a los caminos como ayudar al mejoramiento del medio ambiente, ya que este 
maneja la energía solar, este pavimento es antideslizante, resiste al agua. “Este material ha sido 
llamado, Starpath, siendo utilizado en el parque Christ’s Pieces, ubicado en Cambridge (Reino 
Unido). La instalación se llevó a cabo con asombrosa rapidez, en cuatro horas se efectuaron 
140 metros de vías que ahora se iluminan solas por la noche”. (Matus, 2013), 
31 
 
 “El proyecto es una empresa conjunta entre los laboratorios de garantía de calidad de 
TPA en Pruszków Polonia, se lleva a cabo una investigación sobre el color y el asfalto 
reflectante de la luz, y la empresa constructora europea Strabag. El objetivo es mejorar la 
seguridad de los ciclistas proporcionando soluciones estéticas, económicas y respetuosas con 
el medio ambiente. Los luminóforos, las partículas luminiscentes utilizadas en el material 
asfáltico pueden tener diferentes colores”. (Vormittag, 2019) 
3.2. Marco Teórico – Conceptual 
 
 El concreto Luminiscente es hasta ahora una gran novedad y muy poco conocido, 
aunque se habla desde los años 1998 hasta ahora es cuando investigadores a nivel mundial le 
han dado un mayor enfoque y grado de importancia para la implementación de este a futuro, 
para comprender más a fondo sus características se muestran a continuación fundamentos 
teóricos. 
3.2.1. Luminiscencia. 
 “La luminiscencia de los sólidos fue descrita por primera vez en 1603 por Vincenzo 
Cascariolo de Bolonia, quien calentó polvos de barita natural (sulfato de bario) con carbón y 
encontró que la mezcla resultante en forma de torta brillaba en la noche. Observó que la piedra 
aparentemente se “cargaba” de luz solar por el día y brillaba durante horas en la oscuridad. Por 
esto le llamó lapis Solaris” (piedra del Sol). “La piedra fue estudiada también por los científicos 
italianos Galileo Galilei y Gulio Lagulla. Por su aspecto poroso también la denominaron 
spongia solis” (esponja solar), en la suposición de que absorbiera la luz. “En 1652, sin embargo, 
Nicolás Zucchi demostró, por medio de filtros ópticos, que el color de la luz emitida durante la 
noche era la misma que cuando la piedra era expuesta a luz blanca o de otros colores, como 
azul o verde. En 1640, Fortuni Liceti escribió la primera monografía acerca de la piedra de 
Bolonia a la que los griegos llamaban litosforo o piedra de fósforo, donde fósforo significa 
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“dador de luz”. A partir de Cascariolo se designó como fosforescentes a las sustancias que 
presentaban la propiedad de brillar durante largo tiempo después de excitadas.” (Henríquez, B, 
s.f.) 
 “La emisión de luminiscencia ocurre después de que un material apropiado haya 
absorbido energía procedente de una fuente de energía, que puede ser en forma de radiación de 
frecuencia alta en relación a la de emisión, es decir, ultravioleta o rayos X, o en otras formas, 
como haces de electrones, reacciones químicas, etc. La eficiencia de la luminiscencia depende 
del grado de transformación de la energía de excitación en luz.” (Harvey, 1957) 
3.2.2. Fotoluminiscencia. 
Es producida por la radiación electromagnética incidiendo sobre la materia, desde luz visible 
hasta ultravioleta. La longitud de onda de la luz emitida generalmente es igual o mayor que la 
de la luz incidente (es decir, de igual o menor energía). Esta diferencia de energía se transforma 
en energía de vibración no radioactiva de los átomos o iones. 
 Este hecho se enuncia mediante la regla de Stokes conforme a la cual la luz luminiscente 
se caracteriza por tener mayor longitud de onda (menor energía) que la luz absorbida por el 
cuerpo y la luz que provoca la luminiscencia. 
 Se distinguen dos fenómenos diferentes según el tiempo de duración de la emisión 
fotoluminiscente. “La emisión de luz que ocurre durante el tiempo que dura la excitación y 
hasta 10–8s después de la excitación es llamada fluorescencia, mientras que el brillo que 
continúa más de 10–8s es conocido como fosforescencia o, en la literatura anglosajona también” 
(Expósito, 2013) 
 Los pigmentos luminiscentes con carga fosforescente se han ido implementando en el 
uso de marcación para áreas peligrosas, como lo son salidas de emergencia y señalización de 
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interruptores, señalización de seguridad para exteriores e interiores o señalización para 
vehículos y peatones. 
Figura 1. Proceso Luminiscencia 
 
Fuente. https://thetuzaro.files.wordpress.com/2012/03/figura-3_1.jpg?w=375&h=405 
3.2.2.1. Fluorescencia. 
 La fluorescencia es una forma de fotoluminiscencia que describe el proceso de emisión 
de fotones por un material en el cual las moléculas pasan por un proceso de absorción de 
radiación electromagnética, pasando la molécula a un estado excitado, donde para relajarse 
puede transferir la energía en forma de calor o emitiendo energía a una mayor longitud de onda. 
3.2.2.2. Fosforescencia 
 La fosforescencia es una forma de fotoluminiscencia la cual una vez excitada tiende a 
tener un tiempo prolongado de horas de luminosidad, se lleva a cabo mediante una secuencia 
de procesos: 1) absorción y excitación, 2) transferencia de energía, y 3) emisión. Cuando el 
material tiene una estructura ordenada o bien conocida (átomos o moléculas en forma de gas, 
un cristal no muy complejo) es posible caracterizar los niveles y bandas de excitación, y por 
tanto, las transiciones existentes y sus vidas medias. (Franz, 1999) 
34 
 
3.2.3. Concreto 
 El Concreto es uno de los materiales de construcción más usados a nivel mundial, o 
también llamado hormigón, resulta de una mezcla de agregados finos y gruesos, comúnmente 
grava y arena, agua y cemento, adquiriendo propiedades pétreas al mezclarse y solidificarse 
con un aglutinante, o cementante, contando con altas propiedades de resistencia a la 
compresióny durabilidad, es una de las mayores fuentes de residuos de construcción, 
permitiendo ser utilizado, en grandes edificaciones, brindando estabilidad y además gran 
apariencia física. 
 El desarrollo del concreto propiamente dicho como material de construcción comenzó 
hacia principios del siglo pasado, poco después de la obtención de la patente del “Cemento 
Portland” (pulverización de tres partes de piedra caliza por una de arcilla) (1824) y 
posteriormente se afianzó con la invención del concreto reforzado hacia 1861. (Niño., 2010) 
 El concreto puede ser mezclado a mano o en mezcladoras mecánicas, que al estar en 
estado fresco puede ser trabajado o moldeado en diferentes formas, y así se conserva durante 
la colocación y la compactación. Estas propiedades son las más importantes en el estado ya 
que permiten tener una mejor trabajabilidad y la cohesión. Cuando el concreto ya no está 
blando, se conoce como fraguado del concreto, teniendo lugar después de la compactación y 
durante el acabado. “Después de que el concreto ha fraguado empieza a ganar resistencia y se 
endurece. Las propiedades del concreto endurecido son resistencia y durabilidad.” (Uribe, 
2004). 
 
 
 
35 
 
3.2.4. Concreto Translucido 
 
 “Las primeras investigaciones acerca de concretos translúcidos datan del año 1999 
cuando los investigadores Bill Price, Aron Losonczi y Will Wittig iniciaron una gran búsqueda 
de materiales que pudieran ser adicionados a los cementos usados tradicionalmente y que 
adicional a que no afectaran su resistencia, aportaran propiedades de translucidez a la muestra 
final.” (Fandiño & Perdomo, 2020) 
 El arquitecto Aron Losonczi fue el encargado de patentar el concreto translúcido en el 
país de Alemania, el uso de este material aumenta con el transcurso del tiempo a lo mismo que 
sus avances para mejoras experimentales. Este primer prototipo contenía cemento y al mismo 
tiempo fibras ópticas de diferentes diámetros que se subdividan en capas dando como resultado 
un concreto donde se pueden evidenciar siluetas y figuras a través de la estructura. Otro nombre 
que recibe es Light Traslucent Concrete y se utiliza hasta con 20 metros de longitud con una 
densidad de 2.100 kg/m₃, se adicionan resinan y fibras que reemplazan la grava y la arena. El 
90% de la resistencia máxima se obtiene a los 7 días. (Fandiño & Perdomo, 2020) 
 El concreto translúcido es un elemento muy poco conocido, este término se hace muy 
poco familiar a la hora de realizar un análisis sobre sus implementaciones en la historia. Pero 
a pesar de ser poco conocido existen algunos científicos y profesionales en el tema que han 
realizado investigaciones y análisis sobre este producto. 
 Su realización es igual a la del concreto tradicional, se emplea cemento, resinas, fibras 
ópticas, agua y aditivo. Gracias a ello, se presenta un avance en la construcción de plataformas 
marinas, presas, escolleras y taludes ya que los materiales no se deterioran y en un 30% es más 
liviano que el convencional. (Materiales y aplicación, s.f.) 
 El concreto translúcido es un material “novedoso ya que tiene la luminosidad de un 
cristal arenado, lo que significa que a través de él pasa la luz permitiendo ver formas, luces y 
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colores. Es un concreto quince veces más resistente y se caracteriza por no presentar absorción 
de agua. El concreto traslúcido al permitir el paso de la luz solar, contribuye a la disminución 
de uso de la luz artificial, lo que redunda en ahorro energético.” (Osorio, 2020) 
 “El concreto translúcido puede emplearse en mobiliarios, techos, columnas, paredes y 
pavimentos. Aunque todavía es un material experimental y no hay edificios completos 
construidos con este material. La unión de los bloques y losas se realiza mediante un aglutinante 
común, de características transparentes para mantener las condiciones de translucidez, o 
dispuestos en conjunto con el apoyo de un marco o armazón estructural. Pudiéndose lograr 
desde elementos decorativos, muros y pilares iluminados, hasta mobiliario público y privado 
iluminados por dentro.” (Global, 2017) 
3.2.5. Material RCD 
 
 En la determinación de materiales reciclables que son utilizados como remplazo de 
diferentes proporciones para la mezcla de concreto, se escogieron los RCD (Residuos de 
Construcción y Demolición) y vidrio reciclados para analizar las propiedades que le aportan al 
concreto y utilizarlos en base a las normas exigidas en Colombia, de tal manera garantizar la 
resistencia requerida para la mezcla de concreto de cualquier obra civil. 
 Estos materiales son utilizados como nuevos agregados para llegar a mitigar en 
determinados porcentajes el impacto ambiental que estos causan, dándoles nuevamente uso el 
cual permite un beneficio y favorece con el desarrollo de la infraestructura de un país. 
 Los Residuos de Construcción y Demolición por sus siglas “RCD” procedente del 
resultado de escombros de obras tienen diferentes usos y ventajas, uno de ellos es la reducción 
en costos en cuanto a su producción y utilización, aprovechar los RCD genera un beneficio al 
medio ambiente ya que no se generará en grandes cantidades, reduciendo el consumo de tiempo 
37 
 
y energía en transporte, utilizándolo como agregados para base o sub base, donde se puede 
obtener una mayor resistencia. 
 El implemento de este material permite evitar el uso del agregado natural que es una 
fuente agotable, y este al momento de procesarlo tiene una manipulación más limpia que el 
agregado natural. 
 “Los RCD pueden reutilizar como material no convencional en la mezcla de concreto, 
los cuales se deben pasar por un proceso de trituración y así poder implementarlos como 
aditamento a los agregados, para poder determinar si pueden aportar las propiedades necesarias 
que se exigen la Norma Técnica Colombiana (NTC) y la NSR-10, se realizan diferentes 
ensayos por medio de cilindros de concreto con la mezcla realizada con materiales no 
convencionales (RCD), los cuales se llevan a falla a los 3, 7, 14, y 28 de realizados y dejados 
en el proceso de curado para así poder obtener y preservar sus propiedades y cumplir con su 
máxima resistencia.” (Rincon & Figueroa, 2020) 
3.2.6. Transmisión Óptica 
 
 Reflexión: Se expone que en el momento en que un rayo de luz hace contacto con una 
superficie tiene un cambio de dirección vectorial el cual tiene el mismo grado de inclinación 
respecto al eje normal, de acuerdo a las siguientes leyes de reflexión: 
 El rayo incidente, el reflejado y el eje normal a la superficie en el punto de incidencia 
están en el mismo plano 
 El eje normal es perpendicular a la superficie 
 El ángulo del rayo incidente iˆ y el de reflexión rˆ son iguales. 
 
 
38 
 
Figura 2. Reflexión de la luz 
 
Fuente. (significados.com/refraccion-de-la-luz/, 2021) 
Absorción de luz: 
 Es la propiedad mediante la cual un cuerpo puede retener o captar parte de la energía 
que le es suministrada, cada material tiene un índice de refracción diferente lo cual hace que la 
intensidad de luz que se le ejerce al cuerpo disminuya cuando penetre el material y a su vez 
genere un reflejo, por lo tanto, se obtiene una intensidad ejercida, una intensidad absorbida y 
una intensidad reflejada. 
Figura 3. Absorción de luz 
 
 
 
 
 
Fuente: propia 
Transmisión de luz: 
 La transmitancia óptica de un rayo de luz es la capacidad que tiene este rayo de penetrar 
y traspasar un material en determinado tiempo esto depende de la intensidad de la luz emitida 
y la propiedad translucida del material. 
 
 
 
Material de concreto 
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Figura 4. Transmitancia de luz 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: propia 
3.3. Marco Científico 
 
 El presente trabajo de grado es elaborado en base a una investigación de tipo 
Experimental, al no haber en el país otro proyecto realizado con las propiedades del concreto 
a las que queremos llegar, el proyecto se sustentará en pruebas