130 Cátedra Villarreal | Lima, perú | V. 13 | N. 2 |julio - diciembre| 2025 | e- issn 2311-2212
concreto
Filiación institucional: Universidad Nacional Federico Villarreal,
Correspondencia:
ORCID:
ABSTRACT
Keywords:
RESUMEN
Palabras clave:
131Cátedra Villarreal | Lima, perú | V. 13 | N. 2 |julio - diciembre| 2025 | e- issn 2311-2212
Introducción
Cuando la economía crece, se produce el incremento
de servicios y bienes producidos (Erazo, 2022), durante
décadas recientes el Perú ha venido experimentando
un destacado crecimiento macroeconómico, siendo un
referente en América Latina, por la implementación de
políticas de desarrollo y una gestión económica para
crecer y controlar sus gastos (Flores & Tolentino, 2023);
en tal sentido el sector construcción viene impulsando
la economía y el empleo, enfrentando retos ambientales
por el impacto ecológico que ocasiona producir concreto
utilizando cemento, además del problema generalizado
el concreto autorreparable surge como alternativa
innovadora empleando bacterias incorporadas que
forman calcitas, permitiendo su autorreparación
(Asgharpour et al., 2024).
Elaborar concreto genera emisiones de dióxido
de carbono (CO2) y consume recursos naturales
(Mohammadi & Ramezanianpour, 2023). Asimismo,
con el incremento de costos por la reparación
necesaria (Hadhinata et al., 2022). También la adición
El denominado “concreto verde”, constituye una
alternativa sustentable fundamentada en la adición
de componentes y tecnologías que reducen su huella
ambiental (Jing et al., 2025). En particular el uso de
bacterias del género Bacillus , como BS, ha demostrado
propiedades mecánicas y químicas del mortero de
cemento”, cuyo objetivo fue investigar cómo afecta las
propiedades del mortero, para lo cual aisló 48 cepas
bacterianas, las que fueron cultivadas, añadiéndose al
concreto bacterias en 5% y 10% en peso, los resultados
evidenciaron el incremento en la resistencia a la
compresión después de 28 y 56 días en comparación con
la mezcla control, respaldando el uso de bacterias en la
elaboración de materiales de construcción respetuosos
con el medio ambiente.
Sukumaran et al., (2025), en su artículo “Hormigón
bacteriano: el futuro de las infraestructuras autocurativas
y sostenibles”, cuyo objetivo fue investigar la mejora de
la durabilidad en el concreto y propiedades mecánicas,
incluyendo bacterias como Bacillus Licheniformis,
Bacillus Flexus, Pseudomonas stutzeri, Escherichia coli
compresión, durabilidad y resistencia a agentes
ambientales; con buenos resultados, incluyó la prueba
de asentamiento demostrando que las cepas bacterianas
dan mayores valores de asentamientos mejorando
su rendimiento en estado fresco, lo que contribuye a
desarrollar una construcción con mayor sostenibilidad,
construcciones.
Akindahunsi et al., (2021), examina la
aplicación de células de una bacteria ureólica para
aumentar la compresión del concreto, comparando
concretos adicionando bacterias con los fabricados
convencionalmente, elaboró probetas cúbicas de
concreto con 105, 107 y 109 células/ml de bacterias
además del grupo control con cero o sin bacterias,
encontrando que la calcita formada por BS, en un medio
adecuado con una fuente de calcio aumenta en 27%, 26%,
14% y 13% la resistencia a la compresión del concreto
para una concentración de 105 células/ml, ensayados
a la edad de 7, 14, 28 y 56 días, revelando que la calcita
bacteriana produce mejores resultados al ensayo a la
compresión que el concreto convencional.
Zamba & Mohammed, (2023), abordaron la
utilización de bacterias para incrementar la durabilidad
y propiedades mecánicas del concreto, investigaron el
BS como bacteria incorporándola en 108 células/ml de
concentración, elaboraron 66 probetas, probándose sus
propiedades mecánicas a los 7, 14, 28 y 56 días, además de
observar especímenes agrietados usando un microscopio
óptico 3D revelando la formación de considerable
Mostraron como resultado que adicionando bacterias
propiedades mecánicas y durabilidad, debido a que la
bacteria BS genera precipitación de calcita; asimismo,
los resultados de esfuerzo de compresión aumentaron
en 19.55% en comparación con el grupo control a los 28
días de curado.
Mahmood et al., (2022), en la investigación publicada
“Biohormigón autocurable con BS encapsulado en
nanopartículas de óxido de hierro” cuyo objetivo fue
y microescala; usaron como medio de inmovilización las
técnicas entre ellas la compresión de las muestras a los
como aquella equivalente al 80% de la compresión ultima,
resultando que la bacteria usada contribuyó a mejorar
la resistencia a la compresión acelerando la curación de
las grietas. Demostró que el uso de nanopartículas de
óxido de hierro mantuvo vivo el BS hasta la formación
de las fracturas. La formación de calcita por la actividad
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Tan et al., (2023) , en su trabajo de investigación
“Portadores de agentes curativos en hormigón
actuales materiales portadores de agentes biológicos
en concreto autocurativo, indica que el concreto se
agrieta fácilmente aumentando su permeabilidad y
acelerando la corrosión, las propiedades mecánicas del
concreto se pueden mejorar curando las grietas, en este
sentido la aplicación de carbonato de calcio inducido
por microbios viene recibiendo bastante atención; sin
embargo, este agente biológico difícilmente soporta el
alto contenido de álcali y calcio en el concreto, por lo que
requiere protección.
La curación del concreto llamado autóloga
(perteneciente a uno mismo) es el resultado de la
carbonatación del Ca(OH)2 en el mismo que no ha
participado hidratándose después de agrietarse,
(0.06 mm) como máximo. Para la protección de los
agentes biológicos se viene usando polímeros orgánicos,
agregados porosos, microcápsulas entre otros.
Finalmente, concluye indicando que los investigadores
han optimizado y probado varios portadores de agentes
biológicos curativos; sin embargo, se vienen usando
microcápsulas de resina epóxica, gel de silicona,
partículas de arcilla expandida, espuma de poliuretano;
no obstante, estos portadores pueden ser mejorados
para lograr mayor profundidad y velocidad de curación.
para obtener el grado de doctor en ingeniería civil
autorreparación de grietas del concreto”, cuyo objetivo
en el autocurado de grietas y el aumento de la resistencia
a la carga de compresión del concreto, partiendo de un
análisis documental de experimentos realizados; el
método utilizado fue documental, preseleccionando 19
artículos de 250 encontrados; encontrando en promedio
0.378 mm, como sellado autónomo en bacterias
aplicadas directamente y un incremento de 14.90% en
la resistencia a la compresión para bacterias aplicadas
directamente y de 0.65 mm como sellado autónomo
y un 17.16% de mayor resistencia a la compresión para
bacterias con protección, concluyendo que adicionar BS
En resumen, la presente investigación cuantitativa
propiedades del concreto tradicional aplicando BS .
Método
Se consideró apropiado realizar una investigación
con enfoque cuantitativo, de tipo aplicado, con alcance
explicativo buscando la relación causal entre las variables
estudiadas. Se empleo un diseño cuasiexperimental.
propiedades del concreto por la adición de BS sin
encapsular,
Mediante este enfoque cuasiexperimental adecuado
para evaluar los efectos de la intervención en los grupos
de estudio sin asignación aleatoria de los participantes
(Hernandez-Sampieri & Mendoza Torres, 2018). Se
manipuló la variable independiente correspondiente a la
las propiedades del concreto como la resistencia a la
compresión, el asentamiento o slump, el contenido de
se apoyó en mediciones numéricas derivadas de
procedimientos normalizados y se estructuro con el
objeto de generar resultados susceptibles de aplicación
en el ámbito de la ingeniería civil.
La muestra fue igual a la población, estando
conformada por las probetas y los especímenes
elaborados, seleccionados a través de un muestreo por
conveniencia considerando las limitaciones para realizar
el muestreo aleatorio probabilístico, elaborándose
60 probetas cilíndricas de 6” x 12” ; 12 sin aplicación
llamada grupo control o sin tratamiento, 12 con 187 ml/
m3 de BSN (tratamiento 01), 12 con 312 ml/m3 de BSN
(tratamiento 02), 12 con 187 ml/m3 de BSI (tratamiento
03) y 12 con 312 ml/m3 de BSI (tratamiento 04); se
midieron las propiedades del concreto fresco como
temperatura, porcentaje de vacíos y el asentamiento, se
evaluó también la resistencia a la compresión a los 7, 14,
21 y 28 días de curado.
El BSN usado fue Biosafe empleado generalmente
para combatir enfermedades fúngicas en la agricultura
con una concentración de 2x104 UFC/ml (informe
emitido por el laboratorio de ecología microbiana
y biotecnología de la Universidad Nacional Agraria
La Molina) y BSI adquirido al proveedor Gen Lab
del Perú (ATCC*11774, presentación en tambor de 6
laboratorio para su utilización), con una concentración
de 2x107 UFC/ml (informe emitido por el laboratorio
de microbiología y parasitología de la Universidad
Nacional San Luis Gonzaga de Ica); además se fabricaron
60 especímenes cilíndricos pequeños (de 102 mm de
diámetro por 33 mm de altura), divididos en los mismos
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Figura 1
Procedimiento desarrollado en la investigación cuasiexperimental
físicos a las 24 horas de su elaboración, las cuales fueron
observadas hasta los 365 días, considerando que a los 28
el cono de Abrams, para medir el asentamiento; equipo
medidor de contenido de aire tipo B (de presión), para
medir el porcentaje de aire; la prensa hidráulica, para
medir la resistencia a la compresión, además de un
El estudio se dividió en las siguientes etapas,
elaboración de probetas, medición de las propiedades
físicas del concreto, ensayo de probetas, control de la
etapa se elaboraron las probetas de concreto utilizando
agregados de la provincia de Ica, cemento tipo I, agua
potable con las respectivas dosis de BS. Posteriormente
en la segunda etapa se midieron las propiedades del
concreto fresco como el asentamiento, contenido de
vacíos; en la tercera etapa, se ensayaron probetas a
diferentes edades para determinar la evolución de la
resistencia a la compresión hasta los 28 días de curado.
En la cuarta y última etapa se procedió a medir el
cuadros comparativos.
El procedimiento para desarrollar la investigación se
secuencia lógica de las actividades realizadas durante la
investigación.
En la presente investigación se integró el uso de
Chat GPT, un modelo de lenguaje de IA desarrollado
por OpenAI, para generar ideas, consulta y apoyo
esta integración coincide por lo señalado por Toledo-
Espinoza (2024), quien destaca el potencial de dicha
herramienta como apoyo en la elaboración de textos
académicos.
Resultados
la trabajabilidad del concreto fresco se analizaron los
3, ambas ilustran que el asentamiento de la mezcla en
estado fresco sin aplicar BS fue de 1.50 pulgadas, para
las mezclas con aplicación de BSN y BSI se observó un
incremento en el asentamiento con aplicación de 187 ml/
m3, en sentido contrario se pudo observar un descenso
con la aplicación de 312 ml/m3. Considerando la prueba
estadística no paramétrica H de Kruskall Wallis resultó
sobre el asentamiento de la mezcla de concreto.
concreto sobre el porcentaje de vacíos del concreto
tradicional con resistencia a la compresión de 210
muestran que el porcentaje de vacíos disminuye para las
proporciones de 187 ml/m3 tanto de BSN como para el
BSI, la misma prueba mencionada en el párrafo anterior
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la hipótesis de igualdad de promedios de los porcentajes
de vacíos obtenidos para las mezclas con o sin adicionar
BS.
Para analizar como varía la resistencia a la compresión
del concreto al aplicar BS en los mismos grupos de
los 28 días el promedio de resistencia obtenida con 187
ml/m3 de BSN fue de 12.74% mayor que el de la mezcla
control, el análisis de varianza (ANOVA) determinó que
las medias de los grupos no son iguales para los valores
hallados de resistencia a la compresión en el concreto,
aplicando la prueba Post Hoc de Tukey podemos
de resistencia a la compresión indican diferencias
con el grupo control, de otra manera no sucede lo mismo
cuando comparamos los grupos con aplicación de BSN
y BSI.
de concreto con BS en las proporciones antes indicadas
sobre la capacidad de autorreparación, encontramos
que la aplicación de 312 ml/m3 de BSN presentó una
autorreparación en cinco de los sesenta especímenes
elaborados.
Gráco para Slump o asentamiento con BS
Figura 3
Gráco para muestras independientes de Slump con BS./
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Figura 4
Gráco para porcentajes de vacios con BS
Gráco para muestras independientes con BS
Figura 6
Gráco para resistencia a la compresión del concreto con BS.
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Discusión
La presente investigación logra establecer relaciones
de causa y efecto al aplicar BSN y BSI sin encapsular en
cantidades de 187 ml/m3 y 312 ml/m3, en las propiedades
físicas y mecánicas del concreto. Del mismo modo,
propiedades físicas y mecánicas del concreto tradicional
elaborado, del mismo modo Ibrahim et al., (2025)
con aplicación del BS, se incrementa después de 28 y
56 días al adicionar bacterias en 5% y el 10% en peso.
Una concentración bacteriana del 5% logro mejorar
Cuando se aplicó 187 ml/m3 de BSI los valores del
asentamiento se incrementaron en 66.67% respecto a la
mezcla control, en cambio cuando aplicamos 312 ml/m3
se reduce el incremento a 43.33%, también Sukumaran
et al., (2025) encontró que añadir bacterias mejora
la construcción sostenible con un incremento de la
trabajabilidad, el aumento lo atribuye a la actividad
microbiana mejorando la hidratación.
En los ensayos realizados se pudo observar que
al aplicar 187 ml/m3 de BSI, el porcentaje de vacíos
disminuye en un 24.33%, pero no se encontró evidencia
Cuando aplicamos 187 ml/m3 de BSN la resistencia
a la compresión a los 28 días se incrementó en 12.74%
respecto al concreto sin aplicación alguna, igualmente
cuando aplicamos 312 ml/m3 de BSI este incremento fue
de 8.65%, en el mismo sentido Akindahunsi et al., (2021),
reportó incrementos de hasta un 27% en la resistencia
a la compresión para concentraciones de 105 células/
ml ensayados a los 7, 14, 28 y 56 días, atribuible a que
la calcita bacteriana mejora la resistencia, Zamba &
Mohammed, (2023) en su investigación sobre la mejora
de las propiedades del concreto adicionando bacterias
propiedades mecánicas en el orden del 19.55% a los 28
días de edad al compararlo con el grupo control.
Sobre la autorreparación, encontramos diferencia
BSN (concentración de 2 x 104 UFC/ml) en comparación
con la mezcla patrón a una edad de 365 días solo en cinco
especímenes de los sesenta elaborados con BS (12 del
grupo control, 12 con 187 ml/m3 de BSI, 12 con 312 ml/
m3 de BSI, 12 con 187 ml/m3 de BSI y 12 con 312 ml/m3
de BSI) , lo que indica que esta proporción contribuye a
la probabilidad que haya bacterias activas de carbonato
de calcio, las que no evidenciaron cerramiento de
365 días, en concordancia con Tan et al., (2023) quien
señala la necesidad de mejorar portadores para lograr
lo señalado en este estudio también coincide con lo
señalado por Zamba & Mohammed, (2023) cuando
propiedades mecánicas y durabilidad por la generación
de calcita.
Conclusión
Se observó un incremento promedio del 66.67%
en el asentamiento del concreto al aplicar 187 ml/m3
de BSI en comparación con la mezcla control, lo que
a la presencia de bacterias en la mezcla, al incrementar
asentamiento se redujo a 43.33%.
La mezcla con 187 ml/m3 de BSI presentó una
disminución del 24.33% en el porcentaje de vacíos
respecto a la mezcla control, sin embargo, el análisis
estadístico indico que no existen diferencias
mezclas con incorporación de bacterias y aquellas sin
adición de BSI.
El análisis estadístico evidenció diferencias
el concreto con adición de BS y el grupo control. En
particular la resistencia promedio obtenida a los 28
días con 187 ml/m3 de BSN fue de 12.74 % por encima
a la del grupo control, el promedio encontrado a los 28
días con la aplicación 312 ml/m3 de BSI fue 8.65% mayor
que el grupo control. Estos hallazgos pueden atribuirse
a la producción de carbonato de calcio (CaCO3) lo que
concreto.
En cuanto a la autorreparación se encontró diferencia
con 312 ml/m3 de BSN a la edad de 365 días.
Contribuciones: Máximo Edilberto Huayanca
Hernández (autor principal único). Conceptualización,
curación de datos, análisis formal, investigación,
metodología, administración del proyecto, recursos,
redacción borrador original, redacción revisión y
edición.
El autor declara respetar
los principios éticos de investigación y estar libre de
El presente artículo forma parte de una tesis.
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