Aplicación de visión artificial como posible indicador para evalu

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Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
11-2017 
Aplicación de visión artificial como posible indicador para Aplicación de visión artificial como posible indicador para 
evaluación del deterioro y cambios físicos de concretos evaluación del deterioro y cambios físicos de concretos 
adicionados con ceniza volante adicionados con ceniza volante 
Andrés Javier Murillo Novoa 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Boris Monroy Gachancipa 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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Murillo Novoa, A. J., & Monroy Gachancipa, B. (2017). Aplicación de visión artificial como posible 
indicador para evaluación del deterioro y cambios físicos de concretos adicionados con ceniza volante. 
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Aplicación de Visión Artificial Como Posible Indicador Para 
Evaluación del Deterioro y Cambios Físicos de Concretos 
Adicionados con Ceniza Volante 
 
 
 
 
Andrés Javier Murillo Novoa 
Boris Monroy Gachancipa 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad de La Salle 
Facultad de Ingeniería, Área Curricular de Ingeniería Civil 
Bogotá, Colombia 
2017 
2 
 
 
Aplicación de Visión Artificial Como Posible Indicador Para 
Evaluación del Deterioro y Cambios Físicos de Concretos 
Adicionados con Ceniza Volante 
 
 
 
Andrés Javier Murillo Novoa 
Boris Monroy Gachancipa 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de: 
Ingeniero Civil 
 
 
Director: 
IC-MIC-PhD Orlando Rincón Arango 
 
 
Línea de Investigación: 
Materiales para Construcción y Desarrollo Sostenible 
 
 
Grupo de Investigación: 
Semillero de Investigación, descubrimos lo complejo mirándolo como niños -ASOMBRO- 
 
 
 
Universidad de La Salle 
Facultad de Ingeniería, Área Curricular de Ingeniería Civil 
Bogotá, Colombia 
2017 
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Nota de aceptación: 
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Firma del presidente de jurado 
 
 
 
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Firma del jurado 1 
 
 
 
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Firma del jurado 2 
Bogotá D.C Noviembre 2017 
4 
 
Dedicatorias 
 
Este trabajo de grado se lo quiero dedicar a mis padres Cristina Novoa y Rafael 
Murillo, para darles las gracias de corazón por sus enseñanzas, su ejemplo, apoyo y amor. 
Por su dedicación constante y acompañamiento en todas las etapas de mi vida y creer en mí 
hoy soy un profesional. 
A mi novia Aliz Castiblanco, gracias por todos los momentos que hemos pasado 
juntos, en los cuales he disfrutado su compañía, apoyo y amor. A mis amigos de la 
universidad gracias por ayudarme y estar a mi lado a lo largo de la carrera, conocerlos y 
brindarme su amistad, ya que sin ustedes el construir conocimientos no hubiera sido lo 
mismo. 
Andrés Javier Murillo Novoa 
 
 Este trabajo de grado es dedicado a Dios que ha brindado la oportunidad de terminar 
esta etapa de mi vida, el cual le dedico por completo mi carrera y mi trabajo. 
A mi madre Yeimy Farah Valbuena y mi abuela Adriana Valbuena que han sido un 
pilar importante en mi vida y su apoyo incondicional que me han fortalecido mis 
pensamientos y mi vida, gracias por escucharme y darme ánimos. 
A la familia Monroy Bastidas y Jorge Sarmiento por ser quienes han estado a mi lado 
brindando todo el apoyo necesario para cumplir con mi meta. A mis grandes amigos y amigas 
a los cuales han estado en entera disposición de escucharme y apoyarme. ¡Gracias! 
Boris Monroy Gachancipa 
5 
 
 
Agradecimientos 
 
Los autores quieren expresar su más sincero agradecimiento a todas las personas que 
hicieron posible la realización de este proyecto de grado ya que de una u otra manera 
intervinieron para culminar con este proceso. 
Agradecemos primeramente a Dios, el que en todo momento está con nosotros 
ayudándonos a aprender de nuestros errores y a no cometerlos otra vez, por permitirnos 
concluir una de nuestras metas, y de esta manera poder convertirnos hoy en día en 
profesionales y por guiarnos en esta etapa de nuestras vidas. 
A nuestras familias, compañeros y amigos, agradecemos por preocuparse y ayudarnos 
de manera totalmente desinteresad, ya que gracias al apoyo, compañerismo y amistad han 
aportado en nosotros una gran motivación y ganas de seguir adelante con nuestras carreras 
profesionales. 
Estamos muy agradecidos con la Universidad de La Salle por habernos acogido 
durante estos años y por abrirnos las puertas para poder ser parte de ella en nuestro proceso 
de aprendizaje, así como también a los diferentes docentes que nos brindaron sus 
conocimientos y apoyo para continuar adelante cada día. 
Nuestro agradecimiento también va dirigido a quien fuese nuestro director de tesis el 
Ingeniero Orlando Rincón Arango por habernos brindado la oportunidad de recurrir a su 
capacidad y conocimiento científico, así como también por habernos tenido la paciencia, 
dedicación y tiempo durante todo el desarrollo de la tesis. 
6 
 
Queremos expresar nuestro agradecimiento al Ingeniero de minas Néstor Manuel 
Pacheco, padre de nuestro compañero y amigo David Pacheco, ya que gracias a él nos fue 
posible adquirir una de nuestras materias primas como lo fue la ceniza volante para la 
realización de nuestro proyecto, la cual fue entregada desinteresadamente y con fines 
investigativos. 
Agradecer a la gente y personal del laboratorio de ingeniería civil, por ser excelentes 
compañeros de trabajo y facilitarnos la realización de los ensayos. A Luis Eduardo Borja 
Vargas por estar presente en todo el proceso y ser una constante guía, a Camilo Gómez 
Martínez por colaborarnos en la culminación de nuestros ensayos. 
Ya para finalizar también queremos expresar nuestro agradecimiento a todos aquellos 
que olvidamos mencionar, pero que formaron parte de los cimientos de este proyecto de 
grado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
Resumen 
 
El empleo de ceniza volante como aditivo ha sido un tema de estudio por más de 30 
años, tiempo durante el cual se han desarrollado variedad de investigaciones enfocadas 
principalmente en la caracterización, observaciones de cambios en sus propiedades y análisis 
de su desempeño en el tiempo. Sin embargo, una de las grandes debilidades que ha sido 
reportada por diferentes investigadores es la falta de suficiencia de los métodos tradicionales 
de evaluación para ser usados comoindicadores fiables para la evaluación del deterioro de 
mezclas de concreto. Es por este motivo que la aplicación de la visión artificial como 
herramienta complementaria a los métodos tradicionales de caracterización resulta atractiva 
y prometedora para ayudar a superar dicha deficiencia. El objetivo principal de este proyecto 
es realizar un estudio de los cambios físicos y deterioro de concretos adicionados con cenizas 
volantes provenientes de termoeléctricas colombianas aplicando las metodologías 
tradicionales de valoración de propiedades físicas y durabilidad del concreto; y determinar la 
viabilidad de la implementación de la visión artificial mediante los cambios de color para ser 
usado como un posible indicador para mapear su evolución. 
 
Si bien, el uso de las cenizas volantes en el concreto es beneficioso para el medio 
ambiente, por la reducción de cantidades requeridas de cemento Portland un importante 
contribuyente de CO2. Adicionalmente, mejoran el rendimiento en algunos aspectos, pero 
también tienen algunas desventajas pues la adición de cenizas volantes presenta algunos 
problemas de interacción durante el proceso de mezcla, entre las cuales se destacan las 
siguientes: afecta los tiempos de fraguado y las resistencias iniciales son bajas; para vigas 
8 
 
elevadas y losas donde el encofrado a menudo necesita ser removido rápidamente, se debe 
evitar añadir ceniza volante a la mezcla de concreto de estos elementos. Debajo de las 
estructuras de soporte de hormigón para las tuberías de uso público, evitar el uso de cenizas 
volantes para el concreto en contacto con el metal o tuberías de hierro dúctil. En el caso de 
mezclas para fachadas de hormigón arquitectónico o prefabricado debido a las afectaciones 
sobre el color final de la mezcla y su uniformidad, ha llevado a evitar su uso. Debido a que 
es más difícil controlar el color del concreto que contienen cenizas volantes que uno que solo 
contenga cemento Portland. Lo anterior pone de presente la utilidad del presente estudio para 
evaluar a través de técnicas no subjetivas dichas variaciones y poder establecer de forma 
clara los niveles de afectación de acuerdo con los niveles de adición, adicionalmente evaluar 
la bondad para detectar zonas comprometidas en concreto estructural. 
 
Es así como la selección del uso de concretos adicionados con ceniza para esta 
investigación se fundamenta en la necesidad de ampliar sus posibilidades de aplicación de 
este material de desecho para ser usado en elementos de fachadas, mobiliario urbano y 
elementos para conducción de aguas. Evaluando la viabilidad de aplicación de una técnica 
que permita una tasación consistente de los cambios y alteraciones de acuerdo con las 
tonalidades resultantes contrastándola con los datos de desempeño mecánico de la mezcla, 
las durabilidades observadas bajo diferentes dosificaciones de ceniza y la madurez del 
concreto. 
 
 
Palabras Claves: Concreto, Ceniza Volante, Visión Artificial, Durabilidad y Madurez. 
9 
 
Abstract 
 
The use of fly ash as an additive has been a topic of study for more than 30 years, 
during which time a variety of researches have been developed focusing mainly on the 
characterization, observations of changes in its properties and analysis of its performance 
over time. However, one of the great weaknesses that has been reported by different 
researchers is the lack of sufficiency of traditional methods of evaluation to be used as 
reliable indicators for the evaluation of the deterioration of concrete mixtures. It is for this 
reason that the application of the artificial vision as a complementary tool to the traditional 
methods of characterization is attractive and promising to help overcome this deficiency. The 
main objective of this project is to carry out a study of the physical changes and deterioration 
of concrete added with fly ash from Colombian thermoelectric plants applying the traditional 
methodologies for the evaluation of physical properties and durability of the concrete; and to 
determine the feasibility of the implementation of artificial vision through color changes to 
be used as a possible indicator to map its evolution. 
 
Although the use of fly ash in concrete is beneficial to the environment, by reducing 
the required amounts of Portland cement a major contributor of CO2. In addition, they 
improve the performance in some aspects, but also have some disadvantages because the 
addition of fly ash presents some problems of interaction during the mixing process, among 
which the following are highlighted: affects the set times and the initial resistances are low; 
for raised beams and slabs where formwork often needs to be removed quickly, it should be 
avoided to add fly ash to the concrete mix of these elements. Beneath the concrete support 
10 
 
structures for public use pipes, avoid the use of fly ash for concrete in contact with metal or 
ductile iron pipes. In the case of mixtures for facades of architectural or prefabricated 
concrete because on the final color of the mixture and its uniformity, has led to avoid its use. 
Because it is more difficult to control the color of concrete containing fly ash than one 
containing only Portland cement. The foregoing stresses the usefulness of the present study 
to evaluate non-subjective techniques such variations and to be able to establish clearly the 
levels of affectation according to the levels of addition, additionally to evaluate the goodness 
to detect zones compromised in structural concrete. 
 
Thus, the selection of the use of concrete added with ash for this investigation is based 
on the need to expand its possibilities of application of this waste material to be used in 
elements of façades, urban furniture and elements for water conduction. Evaluating the 
feasibility of applying a technique that allows a consistent evaluation of the changes and 
alterations according to the resulting shades, contrasting with the mechanical performance 
data of the mixture, the durability observed under different ash dosages and the concrete 
maturity. 
 
 
 
 
 
 
 
Keywords: Concrete, Fly Ash, Artificial Vision, Durability y Maturity. 
11 
 
Tabla de Contenido 
 
Introducción .......................................................................................................................... 27 
1. Problema........................................................................................................................ 29 
1.1 Línea ...................................................................................................................... 29 
1.2 Titulo ...................................................................................................................... 29 
1.3 Descripción del Problema ...................................................................................... 29 
1.4 Formulación del Problema ..................................................................................... 30 
1.5 Justificación ........................................................................................................... 30 
1.6 Objetivos ................................................................................................................ 31 
Objetivo General. .......................................................................................................... 31 
Objetivos Específicos. ................................................................................................... 32 
2. Antecedentes ................................................................................................................. 33 
3. Aspectos Generales ....................................................................................................... 47 
3.1 Marco Teórico – Conceptual ................................................................................. 47 
Generalidades del concreto........................................................................................... 47 
Composición del concreto y términos. ...................................................................... 47 
Componentes del concreto......................................................................................... 49 
Cemento. ................................................................................................................ 49 
Agregados. ............................................................................................................. 54 
Agua. ...................................................................................................................... 55 
Patologías del concreto. ............................................................................................. 56 
Patologías debidas al cemento. .............................................................................. 57 
Patologías debidas a los áridos. ............................................................................. 58 
Patologías debidas al agua. .................................................................................... 58 
Patologías debidas a los aditivos. .......................................................................... 59 
Ataque químico al concreto. .................................................................................. 59 
Agua de mar. .......................................................................................................... 60 
Generalidades de la ceniza volante. .............................................................................. 60 
Tipos de ceniza volante. ............................................................................................ 61 
Ceniza volante clase F. .......................................................................................... 61 
Ceniza volante clase C. .......................................................................................... 62 
Ceniza volante clase N. .......................................................................................... 62 
12 
 
Clasificación de la ceniza volante. ............................................................................ 62 
Composición química de la ceniza volante. .............................................................. 64 
Ceniza volante en el concreto. ................................................................................... 65 
Durabilidad del concreto con ceniza volante. ............................................................ 66 
Generalidades de la visión artificial. ............................................................................. 66 
Visión artificial. ......................................................................................................... 67 
Sensores. ................................................................................................................ 67 
Iluminación. ........................................................................................................... 68 
Análisis de imágenes digitales. .............................................................................. 68 
Pre procesado. ........................................................................................................ 68 
Segmentación. ........................................................................................................ 68 
Descripción. ........................................................................................................... 69 
Reconocimiento. .................................................................................................... 69 
Aspectos de la visión artificial................................................................................... 69 
Evaluador sensorial visual. .................................................................................... 69 
Visión Fotópica. ..................................................................................................... 70 
Reproducción cromática. ....................................................................................... 70 
Índice de reproducción cromática. ......................................................................... 70 
Visión defectuosa del color. ................................................................................... 70 
Condiciones de observación. ................................................................................. 70 
Color. ......................................................................................................................... 71 
Matiz. ..................................................................................................................... 71 
Saturación. ............................................................................................................. 72 
Luminancia. ........................................................................................................... 73 
Iluminantes D. ........................................................................................................ 73 
Espacio de color......................................................................................................... 74 
Sistema de color C.I.E. .............................................................................................. 75 
Diagrama de cromaticidad C.I.E. ........................................................................... 76 
Sistema de color RGB. .............................................................................................. 77 
Generalidades de la durabilidad del concreto. .............................................................. 78 
Influencia del medio ambiente sobre la durabilidad. ................................................. 79 
Ataque por sulfatos. ................................................................................................... 80 
13 
 
Aspectos de la durabilidad. ........................................................................................ 82 
Vida útil de proyecto. ............................................................................................. 82 
Vida útil de servicio. .............................................................................................. 82 
Vida útil total. ........................................................................................................ 83 
Vida residual. ......................................................................................................... 83 
Generalidades de la madurez del concreto. ................................................................... 83 
Madurez de un concreto. ........................................................................................... 84 
Importancia de la madurez. ....................................................................................... 87 
Beneficios clave de la madurez del concreto............................................................. 88 
3.2 Marco Normativo ................................................................................................... 89 
4. Diseño Metodológico .................................................................................................... 91 
4.1 Selección de los Materiales .................................................................................... 92 
Selección de la ceniza volante. ...................................................................................... 92 
Selección del cemento gris. ........................................................................................... 93 
Selección del cemento blanco. ...................................................................................... 95 
Selección de los agregados. ........................................................................................... 96 
4.2 Caracterización de los Materiales Constituyentesdel Concreto ............................ 97 
Caracterización del agua. .............................................................................................. 97 
Caracterización de la ceniza volante. ............................................................................ 98 
Caracterización del cemento gris. ................................................................................. 99 
Caracterización del cemento blanco. ........................................................................... 100 
Caracterización del agregado grueso........................................................................... 100 
Caracterización del agregado fino. .............................................................................. 101 
4.3 Diseño de Mezcla de Concreto de 21MPa (3000 psi) de Resistencia ................. 102 
Selección del asentamiento. ........................................................................................ 103 
Selección del tamaño máximo del agregado. .............................................................. 104 
Estimación del contenido de aire. ............................................................................... 104 
Estimación del contenido de agua de mezclado. ......................................................... 105 
Estimación de la resistencia de diseño. ....................................................................... 105 
Selección de la relación agua – cemento. .................................................................... 106 
Cálculo del contenido de cemento. ............................................................................. 108 
Estimación de las proporciones de los agregados. ...................................................... 108 
14 
 
Procedimiento gráfico de combinación de agregados. ................................................ 111 
Proporciones de los materiales constituyentes de concreto para 1m3. ........................ 118 
4.4 Proporciones de los materiales constituyentes de concreto por Bachada ............ 118 
Cantidades de Obra Cemento Gris. ............................................................................. 120 
Cantidades de Obra Cemento Blanco.......................................................................... 121 
4.5 Elaboración de los Especímenes .......................................................................... 122 
Separación de los Materiales por Bachada. ................................................................. 122 
Preparación de los Moldes por Bachada. .................................................................... 123 
Mezcla de los Materiales por Bachada. ....................................................................... 124 
Ensayo del Asentamiento. ........................................................................................... 124 
Llenado de los Moldes por Bachada. .......................................................................... 125 
Almacenamiento de los Especímenes en sus Primeras 24 Horas................................ 125 
Proceso de Desencofrado por Bachada. ...................................................................... 126 
Proceso de Curado por Bachada.................................................................................. 127 
4.6 Ensayo de Durabilidad ......................................................................................... 128 
Montaje del Ensayo. .................................................................................................... 128 
Descripción de los Análisis de Durabilidad. ............................................................... 129 
4.7 Ensayo de Madurez – Resistencia........................................................................ 131 
Montaje del Ensayo. .................................................................................................... 131 
Descripción de los Análisis de Madurez – Resistencia. .............................................. 132 
4.8 Ensayo de Visión Artificial .................................................................................. 133 
Montaje del Ensayo. .................................................................................................... 133 
Descripción de los Análisis de Visión Artificial. ........................................................ 134 
5. Desarrollo Ingenieril ................................................................................................... 139 
5.1 Visión Artificial de Concretos Adicionados con Ceniza Volante ....................... 139 
Visión Artificial Para Concreto de Cemento Gris 7 Días de Curado y Adición de 0%, 
10%, 20% y 25% de Ceniza Volante. ......................................................................... 140 
Obtención de las áreas de las placas, de vacíos y de afectaciones por sistema semi 
asistido CAD para cemento gris 7 días de curado. .................................................. 140 
Histogramas para cemento gris 7 días de curado. ................................................... 142 
Visión Artificial Para Concreto de Cemento Blanco 7 Días de Curado y Adición de 
0%, 10%, 20% y 25% de Ceniza Volante. .................................................................. 144 
Obtención de las áreas de las placas, de vacíos y de afectaciones por sistema semi 
asistido CAD para cemento blanco 7 días de curado. ............................................. 144 
15 
 
Histogramas para cemento blanco 7 días de curado. ............................................... 146 
Parámetros Estadísticos de Espacio de Color de la Región de Interés........................ 148 
Diagramas de Cromaticidad de Concretos Adicionados con Ceniza Volante de 7 Días 
de Curado. ................................................................................................................... 155 
Clasificación por Cartas Munsell. ............................................................................... 156 
5.2 Durabilidad de Concretos Adicionados con Ceniza Volante ............................... 157 
Ensayo NT Build–492 Para Concreto de Cemento Gris y 0% de Ceniza Volante. .... 158 
Ensayo NT Build–492 Para Concreto de Cemento Gris y 10% de Ceniza Volante. .. 159 
Ensayo NT Build–492 Para Concreto de Cemento Gris y 20% de Ceniza Volante. .. 160 
Ensayo NT Build–492 Para Concreto de Cemento Gris y 25% de Ceniza Volante. .. 161 
Ensayo NT Build–492 Para Concreto de Cemento Blanco y 0% de Ceniza Volante. 162 
Ensayo NT Build–492 Para Concreto de Cemento Blanco y 10% de Ceniza Volante.
 ..................................................................................................................................... 163 
Ensayo NT Build–492 Para Concreto de Cemento Blanco y 20% de Ceniza Volante.
 ..................................................................................................................................... 164 
Ensayo NT Build–492 Para Concreto de Cemento Blanco y 25% de Ceniza Volante.
 ..................................................................................................................................... 165 
Recapitulación de los Resultados Obtenidos de Durabilidad...................................... 166 
Comparación Entre los Métodos de Medición de la Profundidad de Penetración de Ion 
Cloruro Para Concreto con Cemento Gris y Blanco. .................................................. 167 
5.3 Madurez – Resistencia de Concretos Adicionados con Ceniza Volante ............. 168 
Método Madurez – Resistencia Para Concreto de Cemento Gris y 0% de Ceniza 
Volante. ....................................................................................................................... 169 
Método Madurez – Resistencia Para Concreto de Cemento Gris y 10% de Ceniza 
Volante. .......................................................................................................................171 
Método Madurez – Resistencia Para Concreto de Cemento Gris y 20% de Ceniza 
Volante. ....................................................................................................................... 173 
Método Madurez – Resistencia Para Concreto de Cemento Gris y 25% de Ceniza 
Volante. ....................................................................................................................... 175 
Método Madurez – Resistencia Para Concreto de Cemento Blanco y 0% de Ceniza 
Volante. ....................................................................................................................... 177 
Método Madurez – Resistencia Para Concreto de Cemento Blanco y 10% de Ceniza 
Volante. ....................................................................................................................... 179 
Método Madurez – Resistencia Para Concreto de Cemento Blanco y 20% de Ceniza 
Volante. ....................................................................................................................... 181 
16 
 
Método Madurez – Resistencia Para Concreto de Cemento Blanco y 25% de Ceniza 
Volante. ....................................................................................................................... 183 
Recapitulación de los Resultados Obtenidos del Método Madurez – Resistencia. ..... 185 
6. Análisis de Resultados ................................................................................................ 189 
6.1 Durabilidad de Concretos Adicionados con Ceniza Volante ............................... 189 
6.2 Madurez – Resistencia de Concretos Adicionados con Ceniza Volante ............. 191 
6.3 Visión Artificial de Concretos Adicionados con Ceniza Volante ....................... 192 
7. Conclusiones ............................................................................................................... 198 
8. Recomendaciones y Trabajo Futuro ............................................................................ 202 
9. Participación en Encuentros ........................................................................................ 203 
10. Bibliografía .............................................................................................................. 204 
Anexos ................................................................................................................................ 206 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
Lista de Tablas 
 
Tabla 1 
Estado del arte de los estudios e investigaciones sobre concretos adicionados con ceniza 
volante. ................................................................................................................................. 34 
Tabla 2 
Resultados promedios de ensayos realizados al concreto sin adición, con sustitución de 
cemento por ceniza volante, y con sustitución de arena por ceniza volante. ....................... 41 
Tabla 3 
Resultados promedio IAR de las cenizas volantes. .............................................................. 43 
Tabla 4 
Composición del cemento portland. ..................................................................................... 52 
Tabla 5 
Composición típica de los cementos portland. ..................................................................... 52 
Tabla 6 
Porcentajes típicos de intervención de los óxidos. ............................................................... 53 
Tabla 7 
Clasificación general del agregado según su tamaño. .......................................................... 55 
Tabla 8 
Tolerancias de concentraciones de impurezas en el agua de mezclas. ................................. 56 
Tabla 9 
Intervalos de composición química de ceniza dependiendo del tipo de carbón. .................. 63 
Tabla 10 
Requerimientos químicos indicados en ASTM C-618. ........................................................ 64 
Tabla 11 
Requerimientos físicos indicados en ASTM C-618. ............................................................ 64 
Tabla 12 
Composición química de la ceniza volante. ......................................................................... 65 
Tabla 13 
Cantidad de especímenes de concreto de acuerdo con el tipo de ensayo, visión artificial, 
durabilidad y madurez-resistencia. ....................................................................................... 91 
Tabla 14 
Ventajas y beneficios del cemento gris. ............................................................................... 94 
Tabla 15 
Ventajas y beneficios del cemento blanco. ........................................................................... 96 
Tabla 16 
Tolerancias de concentraciones de impurezas en el agua de mezcla. .................................. 98 
Tabla 17 
Caracterización de la ceniza volante. ................................................................................... 99 
Tabla 18 
Caracterización del cemento gris. ......................................................................................... 99 
Tabla 19 
Caracterización del cemento blanco. .................................................................................. 100 
18 
 
Tabla 20 
Caracterización del agregado grueso. .................................................................................101 
Tabla 21 
Caracterización del agregado fino. ..................................................................................... 102 
Tabla 22 
Asentamientos recomendados para diversos tipos de construcción y sistemas de colocación 
y compactación. .................................................................................................................. 103 
Tabla 23 
Cantidad aproximada de aire esperado en concreto sin aire incluido para diferentes tamaños 
máximos del agregado. ....................................................................................................... 104 
Tabla 24 
Requerimiento aproximado de agua de mezclado para diferentes asentamientos y tamaños 
máximos de agregado, con partículas de forma redondeada y textura lisa, en concreto sin 
aire incluido. ....................................................................................................................... 105 
Tabla 25 
Resistencia requerida de diseño cuando no hay datos que permitan determinar la desviación 
estándar. .............................................................................................................................. 106 
Tabla 26 
Correspondencia entre la resistencia a la compresión a los 28 días de edad y la relación 
agua-cemento para los cementos colombianos, portland tipo I, en concretos sin aire 
incluido. .............................................................................................................................. 107 
Tabla 27 
Volumen de agregado grueso por volumen unitario de concreto. ...................................... 109 
Tabla 28 
Peso seco y volumen absoluto de los materiales constituyentes por metro cubico de 
concreto de resistencia de 21 MPa ó 3000 psi. ................................................................... 111 
Tabla 29 
Limites de gradación recomendadas para granulometrías continuas en porcentaje que pasa 
para distintos tamaños máximos de agregado. ................................................................... 112 
Tabla 30 
Porcentaje que pasa de agregado fino y grueso, y su requisito ASTM C33....................... 113 
Tabla 31 
Peso seco y volumen absoluto de los materiales constituyentes para un metro cubico de 
concreto ajustado por el método gráfico............................................................................. 118 
Tabla 32 
Volumen por bachada de los especímenes. ........................................................................ 119 
Tabla 33 
Peso seco y volumen de los materiales constituyentes para las bachadas de 0% y 10% de 
ceniza volante, con cemento gris. ....................................................................................... 120 
Tabla 34 
Peso seco y volumen de los materiales constituyentes para las bachadas de 20% y 25% de 
ceniza volante, con cemento gris. ....................................................................................... 120 
19 
 
Tabla 35 
Peso seco y volumen de los materiales constituyentes para las bachadas de 0% y 10% de 
ceniza volante, con cemento blanco. .................................................................................. 121 
Tabla 36 
Peso seco y volumen de los materiales constituyentes para las bachadas de 20% y 25% de 
ceniza volante, con cemento blanco. .................................................................................. 121 
Tabla 37 
Descripción de cada una de las bachadas. .......................................................................... 122 
Tabla 38 
Correlación de los resultados obtenidos en el ensayo NT Build – 492 .............................. 131 
Tabla 39 
Datos de las áreas de las placas de cemento gris 7 días de curado con sus respectivas áreas 
de vacíos y de afectación. ................................................................................................... 141 
Tabla 40 
Datos de las áreas de las placas de cemento blanco 7 días de curado con sus respectivas 
áreas de vacíos y de afectación. .......................................................................................... 145 
Tabla 41 
Clasificación de concretos adicionados con ceniza volante por medio de las cartas Munsell.
 ............................................................................................................................................ 157 
Tabla 42 
Resumen y comparación entre los dos métodos para obtener el coeficiente de difusión de 
ion cloruro y su clasificación. ............................................................................................. 166 
Tabla 43 
Datos de madurez y resistencia a la compresión de concreto con cemento gris y 0% de 
adición de ceniza volante. ................................................................................................... 170 
Tabla 44 
Datos de madurez y resistencia a la compresión de concreto con cemento gris y 10% de 
adición de ceniza volante. ................................................................................................... 172 
Tabla 45Datos de madurez y resistencia a la compresión de concreto con cemento gris y 20% de 
adición de ceniza volante. ................................................................................................... 174 
Tabla 46 
Datos de madurez y resistencia a la compresión de concreto con cemento gris y 25% de 
adición de ceniza volante. ................................................................................................... 176 
Tabla 47 
Datos de madurez y resistencia a la compresión de concreto con cemento blanco y 0% de 
adición de ceniza volante. ................................................................................................... 178 
Tabla 48 
Datos de madurez y resistencia a la compresión de concreto con cemento blanco y 10% de 
adición de ceniza volante. ................................................................................................... 180 
Tabla 49 
Datos de madurez y resistencia a la compresión de concreto con cemento blanco y 20% de 
adición de ceniza volante. ................................................................................................... 182 
20 
 
Tabla 50 
Datos de madurez y resistencia a la compresión de concreto con cemento blanco y 25% de 
adición de ceniza volante. ................................................................................................... 184 
Tabla 51 
Datos de madurez – resistencias de concreto con cemento gris y blanco para porcentajes de 
adición de ceniza volante de 0%, 10%, 20% y 25%. .......................................................... 187 
Tabla 52 Parámetros de color para concreto de cemento gris. ........................................... 197 
Tabla 53 Parámetros de color para concreto de cemento blanco. ...................................... 197 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
Lista de Figuras 
 
Figura 1 Determinación de la penetración del ion cloruro en hormigón endurecido. .......... 36 
Figura 2 Descascaramiento de una losa de concreto con ceniza volante. ............................ 37 
Figura 3 Cambios de color en una losa de concreto con ceniza volante. ............................. 38 
Figura 4 Agrietamiento en una losa de concreto con ceniza volante. .................................. 38 
Figura 5 Cambio en la apariencia visual en una losa de concreto con ceniza volante. ........ 39 
Figura 6 Apariencia visual en concretos con diferentes soluciones. .................................... 40 
Figura 7 Celda de inmersión. Recuperado de “Determinación del coeficiente de difusión 
aparente del ión cloruro en concreto expuesto a ambientes con cloruros”. .......................... 43 
Figura 8 Montaje del ensayo y lectura de la profundidad de penetración. ........................... 45 
Figura 9 Resultado del ensayo de permeabilidad rápida a cloruros. .................................... 46 
Figura 10 Componentes del concreto. .................................................................................. 48 
Figura 11 Espectro cromático visible. .................................................................................. 72 
Figura 12 Variación en saturación de un color. .................................................................... 72 
Figura 13 Variación en brillo de un color. ........................................................................... 73 
Figura 14 Espacio de color sRGB, AdobeRGB y ProPhotoRGB representados por 
triángulos blancos. ................................................................................................................ 74 
Figura 15 Diagrama de cromaticidad. .................................................................................. 75 
Figura 16 Regiones de color aproximadas del diagrama de cromaticidad C.I.E. ................. 76 
Figura 17 Modelo RGB. ....................................................................................................... 77 
Figura 18 Curva de temperatura vs tiempo de un concreto que varía durante los primeros 
días de su vida. ..................................................................................................................... 85 
Figura 19 Grafica de temperatura vs tiempo de cilindros de concretos curados a 
temperaturas diferentes para tiempos diferentes con la misma madurez. ............................ 87 
Figura 20 Curva de madurez – resistencia que indica la resistencia para cualquier madurez 
sin importar la temperatura de curado. ................................................................................. 88 
Figura 21 Selección de la ceniza volante.............................................................................. 93 
Figura 22 Selección del cemento gris. .................................................................................. 93 
Figura 23 Selección del cemento blanco. ............................................................................. 95 
Figura 24 Selección del agregado grueso. ............................................................................ 97 
Figura 25 Selección del agregado fino. ................................................................................ 97 
Figura 26 Procedimiento grafico para encontrar las proporciones en que deben mezclarse 
los agregados. ..................................................................................................................... 114 
Figura 27 Bachada, cantidad de especímenes de acuerdo con las variables de adición de 
ceniza volante y tipo de cemento. ....................................................................................... 119 
Figura 28 Separación de los materiales por bachada. ......................................................... 122 
Figura 29 Limpieza de los moldes para los especímenes cilíndricos. ................................ 123 
Figura 30 Engrasado de los moldes de cada uno de los especímenes cilíndricos. ............. 123 
Figura 31 Mezcla de los materiales para producir concreto. .............................................. 124 
Figura 32 Fluidez del concreto. .......................................................................................... 124 
Figura 33 Llenado de los moldes de los especímenes cilíndricos de concreto................... 125 
Figura 34 Almacenamiento de los especímenes de concreto. ............................................ 126 
22 
 
Figura 35 Especímenes de concreto desencofrados. .......................................................... 126 
Figura 36 Proceso de curado de los especímenes de concreto. .......................................... 127 
Figura 37 Montaje del ensayo de durabilidad NT Build – 492. ......................................... 129 
Figura 38 Montaje del ensayo de madurez – resistencia. ................................................... 132 
Figura 39 Montaje del ensayo de visión artificial. ............................................................. 134 
Figura 40 Flowchart of steps involved in image analysis. The color figures next to the 
flowchart boxes show examples of different steps. ............................................................ 135 
Figura 41 Procedimiento de análisis de imágenes anivel global o imagen completa por 
medio de la aplicación de la visión artificial. ..................................................................... 137 
Figura 42 Procedimiento de análisis de imágenes a nivel de región de interés por medio de 
la aplicación de la visión artificial. ..................................................................................... 138 
Figura 43 Áreas de las placas, de vacíos y de afectaciones para cemento gris 7 días de 
curado y: A- 0% de adición de ceniza volante. B- 10% de adición de ceniza volante. C- 
20% de adición de ceniza volante. D- 25% 0% de adición de ceniza volante. .................. 140 
Figura 44 Porcentaje de adición de ceniza volante vs porcentaje de área de vacíos para 
cemento gris 7 días de curado. ........................................................................................... 141 
Figura 45 Porcentaje de adición de ceniza volante vs porcentaje de área de afectación para 
cemento gris 7 días de curado. ........................................................................................... 142 
Figura 46 Histogramas para cemento gris, 7 días de curado región de interés y: A- 0% de 
adición de ceniza volante. B- 10% de adición de ceniza volante. C- 20% de adición de 
ceniza volante. D- 25% 0% de adición de ceniza volante. ................................................. 143 
Figura 47 Áreas de las placas, de vacíos y de afectaciones para cemento blanco 7 días de 
curado y: A- 0% de adición de ceniza volante. B- 10% de adición de ceniza volante. C- 
20% de adición de ceniza volante. D- 25% 0% de adición de ceniza volante. .................. 144 
Figura 48 Porcentaje de adición de ceniza volante vs porcentaje de área de vacíos para 
cemento blanco 7 días de curado. ....................................................................................... 145 
Figura 49 Porcentaje de adición de ceniza volante vs porcentaje de área de afectación para 
cemento blanco 7 días de curado. ....................................................................................... 146 
Figura 50 Histogramas para cemento blanco, 7 días de curado región de interés y: A- 0% de 
adición de ceniza volante. B- 10% de adición de ceniza volante. C- 20% de adición de 
ceniza volante. D- 25% 0% de adición de ceniza volante. ................................................. 147 
Figura 51 Parámetros estadísticos de cemento gris y blanco, de 7, 42 y 92 días de curado vs 
porcentaje de adición de ceniza volante: A- Rojo promedio. B- Verde promedio. C- Azul 
promedio. D- Grises promedio. ......................................................................................... 148 
Figura 52 Parámetros estadísticos de cemento gris y blanco, de 7, 42 y 92 días de curado vs 
porcentaje de adición de ceniza volante: A- Matiz H promedio. B- Saturación S promedio. 
C- Valor V promedio. ......................................................................................................... 149 
Figura 53 Parámetros estadísticos de cemento gris y blanco, de 7, 42 y 92 días de curado vs 
porcentaje de adición de ceniza volante: A- Max Rojo bin. B- Max Verde bin. C- Max Azul 
bin. D- Max Gris bin. ........................................................................................................ 150 
Figura 54 Parámetros estadísticos de cemento gris y blanco, de 7, 42 y 92 días de curado vs 
porcentaje de adición de ceniza volante: A- Max Matiz H bin. B- Max Saturación S bin. C- 
Max Valor V bin. ................................................................................................................ 151 
23 
 
Figura 55 Parámetros estadísticos de cemento gris y blanco, de 7, 42 y 92 días de curado vs 
porcentaje de adición de ceniza volante: A- Max Rojo (%). B- Max Verde (%). C- Max 
Azul (%). D- Max Gris (%). .............................................................................................. 152 
Figura 56 Parámetros estadísticos de cemento gris y blanco, de 7, 42 y 92 días de curado vs 
porcentaje de adición de ceniza volante: A- Max Matiz H (%). B- Max Saturación S (%). 
C- Max Valor V (%). .......................................................................................................... 153 
Figura 57 Parámetros estadísticos de cemento gris y blanco, de 7, 42 y 92 días de curado vs 
porcentaje de adición de ceniza volante: A- Entropía Rojo. B- Entropía Verde. C- Entropía 
Azul. D- Entropía Gris. ..................................................................................................... 154 
Figura 58 Diagrama de cromaticidad CIE Lab de cemento gris y 7 días de curado para 
porcentajes de adición de ceniza volante de 0%, 10%, 20% y 25%................................... 155 
Figura 59 Diagrama de cromaticidad CIE Lab de cemento blanco y 7 días de curado para 
porcentajes de adición de ceniza volante de 0%, 10%, 20% y 25%................................... 156 
Figura 60 Grafica del coeficiente de migración no estacionario para concreto con cemento 
gris y blanco, y sus respectivos porcentajes de adición de ceniza volante. ........................ 166 
Figura 61 Grafica de la comparación entre los métodos de medición de la profundidad de 
penetración del ion cloruro para concreto con cemento gris. ............................................. 167 
Figura 62 Grafica de la comparación entre los métodos de medición de la profundidad de 
penetración del ion cloruro para concreto con cemento blanco. ........................................ 167 
Figura 63 Cemento gris y 0% de adición de ceniza volante y: A- Curva de madurez. B- 
Resistencia a la compresión. ............................................................................................... 169 
Figura 64 Curva madurez-resistencia de concreto con cemento gris y 0% de adición de 
ceniza volante. .................................................................................................................... 170 
Figura 65 Cemento gris y 10% de adición de ceniza volante y: A- Curva de madurez. B- 
Resistencia a la compresión. ............................................................................................... 171 
Figura 66 Curva madurez-resistencia de concreto con cemento gris y 10% de adición de 
ceniza volante. .................................................................................................................... 172 
Figura 67 Cemento gris y 20% de adición de ceniza volante y: A- Curva de madurez. B- 
Resistencia a la compresión. ............................................................................................... 173 
Figura 68 Curva madurez-resistencia de concreto con cemento gris y 20% de adición de 
ceniza volante. .................................................................................................................... 174 
Figura 69 Cemento gris y 25% de adición de ceniza volante y: A- Curva de madurez. B- 
Resistencia a la compresión. ............................................................................................... 175 
Figura 70 Curva madurez-resistencia de concreto con cemento gris y 25% de adición de 
ceniza volante. .................................................................................................................... 176 
Figura 71 Cemento blanco y 0% de adición de ceniza volante y: A- Curva de madurez. B- 
Resistencia a la compresión. ............................................................................................... 177 
Figura 72 Curva madurez-resistencia de concreto con cemento blanco y 0% de adición de 
ceniza volante. .................................................................................................................... 178 
Figura 73 Cemento blanco y 10% de adición de ceniza volante y: A- Curva de madurez. B- 
Resistencia a la compresión. ............................................................................................... 179 
Figura 74 Curva madurez-resistenciade concreto con cemento blanco y 10% de adición de 
ceniza volante. .................................................................................................................... 180 
24 
 
Figura 75 Cemento blanco y 20% de adición de ceniza volante y: A- Curva de madurez. B- 
Resistencia a la compresión. ............................................................................................... 181 
Figura 76 Curva madurez-resistencia de concreto con cemento blanco y 20% de adición de 
ceniza volante. .................................................................................................................... 182 
Figura 77 Cemento blanco y 25% de adición de ceniza volante y: A- Curva de madurez. B- 
Resistencia a la compresión. ............................................................................................... 183 
Figura 78 Curva madurez-resistencia de concreto con cemento blanco y 25% de adición de 
ceniza volante. .................................................................................................................... 184 
Figura 79 Curvas de temperatura vs tiempo de concreto con cemento gris para porcentajes 
de adición de ceniza volante de 0%, 10%, 20% y 15%. ..................................................... 185 
Figura 80 Curvas de temperatura vs tiempo de concreto con cemento blanco para 
porcentajes de adición de ceniza volante de 0%, 10%, 20% y 15%................................... 185 
Figura 81 Curvas de resistencia de concreto con cemento gris para porcentajes de adición 
de ceniza volante de 0%, 10%, 20% y 25%. ...................................................................... 186 
Figura 82 Curvas de resistencia de concreto con cemento blanco para porcentajes de 
adición de ceniza volante de 0%, 10%, 20% y 25%. .......................................................... 186 
Figura 83 Curvas de madurez – resistencia de concreto con cemento gris para porcentajes 
de adición de ceniza volante de 0%, 10%, 20% y 25%. ..................................................... 187 
Figura 84 Curvas de madurez – resistencia de concreto con cemento gris para porcentajes 
de adición de ceniza volante de 0%, 10%, 20% y 25%. ..................................................... 188 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
Lista de Ecuaciones 
 
Ecuación 1 Coeficiente de difusión. ..................................................................................... 35 
Ecuación 2 Coeficiente de migración en estado no estable. ................................................. 42 
Ecuación 3 Nurse-Saul. ........................................................................................................ 86 
Ecuación 4 Arrhennius. ........................................................................................................ 86 
Ecuación 5 Resistencia de diseño de la mezcla. ................................................................. 106 
Ecuación 6 Interpolación lineal. ......................................................................................... 107 
Ecuación 7 Cálculo del contenido de cemento. .................................................................. 108 
Ecuación 8 Peso del agregado grueso................................................................................. 109 
Ecuación 9 Volumen absoluto del agregado grueso. .......................................................... 110 
Ecuación 10 Porcentaje de agregado fino........................................................................... 114 
Ecuación 11 Porcentaje de agregado grueso. ..................................................................... 115 
Ecuación 12 Volumen absoluto del agregado. ................................................................... 115 
Ecuación 13 Densidad aparente de la mezcla de los agregados. ........................................ 116 
Ecuación 14 Peso seco de los agregados combinado. ........................................................ 116 
Ecuación 15 Peso seco del agregado grueso. ..................................................................... 117 
Ecuación 16 Peso seco del agregado fino. .......................................................................... 117 
Ecuación 17 Volumen del agregado grueso. ...................................................................... 117 
Ecuación 18 Volumen del agregado fino. .......................................................................... 117 
Ecuación 19 Coeficiente de migración no estacionario...................................................... 130 
Ecuación 20 Madurez de Nurse – Saúl. .............................................................................. 132 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
 
Lista de Anexos 
 
Anexo A: Participación del V Encuentro Institucional de Semilleros de Investigación. ... 207 
Anexo B: Participación del XV Encuentro Regional de Semilleros de Investigación, Nodo 
Bogotá – Cundinamarca. .................................................................................................... 210 
Anexo C: Análisis Granulométrico de Agregados Gruesos y Finos de Ceniza Volante sin 
Procesar. ............................................................................................................................. 213 
Anexo D: Análisis Granulométrico de Agregados Gruesos y Finos de Ceniza Volante 
Procesada. ........................................................................................................................... 216 
Anexo E: Análisis Granulométrico por Medio del Hidrómetro de Ceniza Volante. .......... 219 
Anexo F: Método de Ensayo para Determinar la Densidad del Cemento Hidráulico Gris.
 ............................................................................................................................................ 222 
Anexo G: Método de Ensayo para Determinar la Densidad del Cemento Hidráulico Blanco.
 ............................................................................................................................................ 224 
Anexo H: Análisis Granulométrico de Agregados Gruesos. .............................................. 226 
Anexo I: Gravedad Específica y Absorción de Agregados Gruesos. ................................. 229 
Anexo J: Densidad Bulk (Peso Unitario) y Porcentaje de Vacíos de los Agregados Gruesos 
Compactados o Sueltos. ...................................................................................................... 231 
Anexo K: Análisis Granulométrico de Agregados Finos. .................................................. 233 
Anexo L: Gravedad Específica y Absorción de Agregados Finos. .................................... 236 
Anexo M: Densidad Bulk (Peso Unitario) y Porcentaje de Vacíos de los Agregados Finos 
Compactados o Sueltos. ...................................................................................................... 238 
Anexo N: Imágenes de Placas de Concreto con Cemento Gris y Blanco y Porcentajes de 
Adición de Ceniza Volante de 0%, 10%, 20% y 25% Para Ensayo de Visión Artificial. .. 240 
Anexo O: Imágenes de Cilindros de Concreto con Cemento Gris y Blanco y Porcentajes de 
Adición de Ceniza Volante de 0%, 10%, 20% y 25% Para Ensayo de Durabilidad. ......... 257 
Anexo P: Registro de Datos de Temperaturas de Concreto con Cemento Gris y Blanco y 
Porcentajes de Adición de Ceniza Volante de 0%, 10%, 20% y 25%. .............................. 261 
Anexo Q: Registro de Datos de Resistencias de Concreto con Cemento Gris y Blanco y 
Porcentajes de Adición de Ceniza Volante de 0%, 10%, 20% y 25%. .............................. 267 
 
 
 
 
 
 
 
 
27 
 
Introducción 
 
En el ámbito de la Ingeniería Civil la gran mayoría de las estructuras se encuentran 
elaboradas a partir de concreto el cual es el material más común en las construcciones y cuya 
función es la de resistir esfuerzos a compresión.El proceso de producción de concreto se da 
mediante la mezcla de tres componentes básicos como lo son el cemento, los agregados 
pétreos y el agua. Otro componente puede llegar a ser un aditivo el cual podría utilizarse 
ocasionalmente dependiendo de las necesidades de aplicación, esto con el fin de obtener 
mayores beneficios en las construcciones, y a la vez favorecer al desarrollo de nuevas 
alternativas en el mejoramiento del concreto. 
El concreto es el material más utilizado en la construcción y esto se debe a sus 
propiedades y versatilidad, ya que puede llegar a moldearse en diferentes formas y a su vez 
ser de tipo estructural y no estructural en cuanto al sistema de la estructura. 
El aditivo para implementar en este proyecto conocido como ceniza volante, después 
de un proceso de combustión en los hornos, se generan partículas que a medida que salen de 
esta zona se enfrían rápidamente de 1500°C a 200°C en pocos segundos solidificándose en 
partículas esféricas en el fondo de la cámara de combustión formando la ceniza volante. 
La ceniza volante considerada anteriormente como desechos que quedaban de la 
combustión del carbón en el proceso de generación de energía eléctrica y a su vez uno de los 
contaminantes del medio ambiente, hoy en día es incluida en la producción de nuevos 
materiales tales como el concreto. 
En Colombia, las cenizas volantes pueden llegar a considerarse un recurso en la 
construcción ya que esta posee propiedades cementantes debido a su contenido de óxidos y 
28 
 
a su vez la forma esférica de sus partículas contribuye al sellado de poros generando un 
material menos permeable y por lo tanto un concreto más durable. 
En esta investigación se estudió y evaluó la aplicación de la visión artificial en el 
deterioro y cambios físicos de concretos adicionados con cenizas volantes colombianas, para 
de esta manera poder determinar si este método puede llegar a considerarse un indicador 
confiable como un nuevo método de ingeniería. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
 
1. Problema 
1.1 Línea 
 
 La presente investigación se encuentra enmarcado en el proyecto de investigación 
aplicación de visión artificial para la caracterización de materiales de construcción y/o 
materiales industriales que se está desarrollando en el grupo de investigación Indetec del 
programa de ingeniería civil, el cual lidera el Ingeniero Orlando Rincón Arango y se 
desarrolló dentro del semillero de investigación “ASOMBRO”. 
El objetivo de esta investigación fue analizar la viabilidad de optimizar la 
cuantificación o evaluación del deterioro y cambios físicos de concretos adicionados con 
ceniza volante colombiana por medio de la aplicación de la visión artificial. 
1.2 Titulo 
 
Aplicación de Visión Artificial Como Posible Indicador Para Evaluación del 
Deterioro y Cambios Físicos de Concretos Adicionados con Ceniza Volante. 
1.3 Descripción del Problema 
 
Los métodos tradicionales para la determinación del deterioro y durabilidad de 
concretos, tiene una gran incertidumbre asociada debido a que la valoración puede ser 
subjetiva debido al uso de la percepción sensorial, específicamente el uso de visión y de esta 
manera generar un mayor margen de error en el momento en que se está evaluando. Es aquí 
donde radica la importancia de la implementación de la visión artificial como un posible 
indicador de los cambios físicos y apariencia visual de concretos adicionados con ceniza 
volante, ya que este sistema puede llegar a no ser subjetivo y por el contrario estandarizar 
parámetros de medición como en profundidad de penetración y áreas superficiales afectadas 
30 
 
por agentes externos. La incorporación de materiales suplementarios, tales como la ceniza 
volante, puede llegar a contribuir a la reducción de la permeabilidad y deterioro, y por ende 
se puede llegar a generar un incremento en la durabilidad de estos concretos. Investigaciones 
previas han podido demostrar que la adición de cenizas volantes como sustituto parcial del 
cemento en las mezclas de concreto contribuye adicionalmente en las propiedades mecánicas, 
como por ejemplo un aumento significativo en la resistencia especificada a la compresión. 
Esta investigación se enfocará en el estudio de la aplicación de la visión artificial como una 
herramienta para poder evaluar el deterioro, la apariencia visual y los cambios físicos que se 
pueden llegar a presentar en concretos que posean una adición de ceniza volante. 
1.4 Formulación del Problema 
 
¿Puede ser aplicada la visión artificial como un método de ingeniería para la 
evaluación del deterioro y cambios físicos de concretos adicionados con cenizas volantes? 
1.5 Justificación 
 
 La necesidad de realizar este proyecto de investigación sobre concretos adicionados 
con cenizas volantes, se fundamenta en la necesidad de innovar en el área de técnicas de 
laboratorio de materiales y apropiar nuevas tecnologías que permitan reducir las 
incertidumbres derivadas del uso de criterios sensoriales y de juicio a posteriori por parte de 
los operadores. Situaciones que derivan en incertidumbres asociadas con la subjetividad de 
la evaluación realizada debido al nivel de experticia y/o sesgos que el operador tenga. Es así 
como la implementación de la visión artificial surge como una posible herramienta para poder 
ayudar a solucionar este tipo de inconvenientes. El presente proyecto hace parte del proyecto 
de investigación sobre implementación de visión artificial como herramienta para laboratorio 
31 
 
en control de calidad que lidera el ingeniero Orlando Rincón profesor de la universidad de 
La Salle, y dentro de este se usaran las herramientas “algoritmos”, metodologías y técnicas 
desarrolladas, con el fin de observar la viabilidad y bondades para evaluar el deterioro y 
cambios físicos en las mezclas adicionadas con ceniza volante. Teniendo en cuenta las 
dificultades previamente descritas de los métodos tradicionales para la determinación de 
durabilidad, con una fuerte influencia de las habilidades visuales, resulta significativa la 
implementación de un nuevo método paralelo a los tradicionales, el cual podría proveer 
indicadores significantes para la evaluación de los materiales antes, durante y después del 
proceso de mezclado, y a su vez podría utilizarse para poder diferenciar las diferentes zonas 
afectadas en concreto endurecido. 
En términos de la durabilidad es necesario adelantar esta investigación debido a que 
la presencia del ion cloruro en las estructuras tiene un rol importante en el deterioro de las 
mismas, también se debe considerar como con diferentes tipos de cementos producidos en 
Colombia es el cambio en la durabilidad, y como podrían ser sus cambios en apariencia 
visual, cambios físicos derivados de los cambios en patrones de durabilidad dependientes de 
la cantidad adicionada. 
1.6 Objetivos 
 
Objetivo General. 
 
✓ Evaluar la viabilidad de la aplicación de la visión artificial en concretos 
adicionados con ceniza volante, mediante pruebas y ensayos de laboratorio con 
cilindros para determinar el deterioro y cambios físicos. 
 
32 
 
Objetivos Específicos. 
 
✓ Analizar la bondad de implementar la colorimetría por medio de la visión artificial 
para la estimación de cambios físicos en concretos con y sin adición de cenizas 
volantes. 
✓ Juzgar los descriptores de imágenes de primer orden como posibles indicadores 
complementarios en la determinación de la durabilidad de concretos, mediante el 
ensayo de laboratorio para la determinación del coeficiente de migración del ion 
cloruro de concretos adicionados con cenizas volantes. 
✓ Verificar las afectaciones producidas por adiciones de ceniza volante colombiana 
en el desempeño, por medio de prácticas de laboratorio para estimar la relación 
entre la temperatura, el tiempo y el aumento de la resistencia. 
 
33 
 
2. Antecedentes 
 
 
Los concretos adicionados