Novasinergia 2022, 5(2), 158-173. https://doi.org/10.37135/ns.01.10.09 http://novasinergia.unach.edu.ec
Artículo de Investigación
Diseño de un mortero a partir de la caracterización de cal producida y
comercializada por 5 proveedores en Ecuador
Design of a mortar from the characterization of lime produced and marketed by 5 suppliers in
Ecuador
Paulina Viera1,2 , Mirian Acero1*
1Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Universidad Central del Ecuador, Quito, Ecuador, 170403
2Universidad Politécnica de València, Valencia, España
*Correspondencia: maceror@uce.edu.ec
Citación: Viera, P., & Acero, M.,
(2022). Diseño de un mortero a partir
de la caracterización de cal produ-
cida y comercializada por 5 provee-
dores en Ecuador. Novasinergia. 5(2).
158-173.
https://doi.org/10.37135/ns.01.10.09
Recibido: 21 enero 2022
Aceptado: 09 junio 2022
Publicación: 05 julio 2022
Novasinergia
ISSN: 2631-2654
Resumen: Se conoce poco sobre aplicaciones y uso de la cal hidratada
que actualmente se produce en Ecuador. La cal hidratada se usa con
poca frecuencia como material en la industria de la construcción. La
presente investigación enfoca su estudio en 6 muestras de cal hidrata-
das comercializadas localmente. Se determinó su desempeño en base
a la norma nacional NTE INEN 488 en los morteros de pega para
mampostería. Estas pruebas iniciales permitieron identificar la cal con
la cual se obtiene el mortero con la mayor resistencia a la compresión.
A partir de ahí, se trabajó un diseño de mortero que incorpore esta cal
y llegue a la resistencia establecida por la norma NTE INEN 2518. Se
obtuvo un mortero de 3.5 MPa a los 28 días, catalogado en la norma
como un mortero tipo O, para uso en mamposterías no portantes y
revocos. Con estos resultados se espera aportar al conocimiento de las
características de la cal ecuatoriana, para facilitar su incorporación en
la construcción de edificaciones locales.
Palabras clave: Cal, cal artesanal, cal industrial, mortero de cal, resis-
tencia a la compresión.
Copyright: 2022 derechos otorgados
por los autores a Novasinergia.
Este es un artículo de acceso abierto
distribuido bajo los términos y con-
diciones de una licencia de Creative
Commons Attribution (CC BY NC).
(http://creativecommons.org/licen-
ses/by/4.0/).
Abstract: Little is known about the applications and use of hydrated lime
currently produced in Ecuador. The present research focuses its study on 6
samples of hydrated lime marketed locally. Their performance was deter-
mined based on the national standard NTE INEN 488 in masonry mortars.
These initial tests made it possible to identify the lime with which the mortar
with the highest compressive strength is obtained. We worked on a mortar
design that incorporates this lime and reaches the resistance established by
the NTE INEN 2518 standard. A mortar of 3.5 MPa at 28 days was cata-
loged in the standard as a type O mortar for use in non-load-bearing masonry
and plastering. These results are expected to contribute to the knowledge of
Ecuadorian lime and facilitate its incorporation in the construction of local
buildings.
Keywords: Artisanal lime, compressive strength, industrial lime, lime, lime
mortar.
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 159
1. Introducción
La industria cementera del Ecuador ocupa el tercer lugar en Latinoamérica con el mayor
consumo de cemento per cápita, acercándose a los 6.6 millones de toneladas anuales (Astudillo,
2013). La contaminación que causa la producción del cemento de acuerdo a estudios realizados
por el “Centro Británico Chatham House”, representa un 8% aproximadamente del total de las
emisiones de CO2 por año (Rodgers, 2018). Según el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos
(INEC), el cemento es uno de los materiales más usados en el sector de la construcción. Princi-
palmente para elaborar hormigón, morteros de pega para mampostería y enlucidos (INEC,
2019). La cal al igual que el cemento es un aglomerante que puede ser usado para elaborar
morteros.
El acelerado crecimiento poblacional conlleva una búsqueda de materiales que requieran me-
nor uso de recursos y a su vez garanticen su confiabilidad. Sin embargo, varios materiales em-
pleados desde hace siglos han ido perdiendo importancia, aún cuando son materiales nobles
que pueden tener diferentes aplicaciones en el sector de la construcción (Yepes, 2016). Tal es el
caso de la cal que ha quedado relegada ante el surgimiento del cemento. Usedo (2015), men-
ciona que es difícil conocer el inicio del empleo de la cal como material de construcción, sin
embargo, se han encontrado restos de cal en Jericó (Cisjordania, Palestina) que datan hace unos
10000 años de antigüedad es decir muy anterior al cemento (1824). Usedo también menciona
que en la época romana se puede identificar varias edificaciones que fueron realizadas utili-
zando una mezcla de cal, yeso y agregados como piedras, baldosas o escombros de ladrillos.
La producción de cal genera menor contaminación con respecto a la del cemento, ya que como
se indicó anteriormente dentro del 8% de emisiones de CO2 por año, el 50% representa a la
calcinación de la caliza, arcilla y minerales para producir el clinker y el 50% restante corres-
ponde a posteriores procesos hasta obtener el cemento (Rodgers, 2018). Por tanto, para conse-
guir únicamente la cal se puede afirmar que el proceso de producción contamina un 50% menos
que la emitida por el cemento, a esto se suma que el fraguado de la cal se realiza mediante
absorción del CO2, por tanto, se convierte en un material sostenible (Hermida, 2021).
A partir de la invención del cemento se ha ido reduciendo el uso de la cal, debido a la exposición
a nivel mundial del cemento Portland como aglomerante en las mezclas de hormigón de im-
portantes edificaciones. Desde principios del siglo XX la industria cementera ha tenido un cre-
cimiento rápido, a causa del desarrollo de nuevas técnicas de construcción, normativas y bue-
nas prácticas, esto ha determinado que la cal fuera olvidada en las generaciones futuras (Meza,
2004).
Sin embargo, en la actualidad se considera a la cal como una opción para la construcción no
solo por su reducción de emisiones de CO2, sino también al usar menor energía en su calcina-
ción, esto implica una mínima contracción y por lo tanto evita agrietamientos en los morteros.
Así también al tener un lento fraguado se reduce la aparición de micro fisuras ya que el mortero
de cal va adaptándose a las deformaciones estructurales durante su endurecimiento (Galván &
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 160
Velázquez, 2010). En el Ecuador subsiste una industria de la cal que se mantiene gracias a que
este material se usa en procesos de refinación del azúcar y tratamiento de suelos para la agri-
cultura (Indami, 2021). Existe muy pocas referencias de las características de los morteros rea-
lizados con las muestras de cal industriales (producidas en fábricas) y ninguna con respecto a
morteros con muestras de cal artesanales (producidas en hornos familiares).
El objetivo de este trabajo fue estudiar el desempeño de la cal hidratada producida de forma
artesanal e industrial en 5 localidades del Ecuador, como parte de un mortero para mamposte-
ría, determinando la resistencia a la compresión del mortero a los 7, 28 y 56 días.
2. Metodología
Este estudio experimental se realizó en base a los procedimientos y parámetros especifi-
cados en las normas INEN. Para ello se usaron los laboratorios del Instituto Ecuatoriano del
Cemento y del Hormigón (INECYC).
2.1. Toma de muestras de cal
Se ubicaron los proveedores de cal que actualmente comercializan el producto a nivel
nacional. Encontrando 3 de producción artesanal y 2 de producción industrial (Tabla 1). De
estos 5 proveedores se tomaron 6 muestras de cal, dado que uno de ellos (Incoreg) produce dos
tipos diferentes (Incoreg I – T-30 tipo A e Incoreg II – T-30 tipo B).
En visita al sitio de almacenamiento y distribución de cada empresa se procedió a tomar de
forma aleatoria un saco de cal de 25 kg de los que se encontraban listos para ser comercializa-
dos. -77.831147
Tabla 1: Ubicación de las caleras estudiadas.
Calera
Tipo de producción
Provincia
Localidad
Coordenadas
Latitud
Longitud
La Paz
Artesanal
Carchi
La Paz
0.502003
-77.8311388888889
San Juan
Artesanal
Chimborazo
Shobolpamba
-1.618456956816458
-78.8021103763692
San José
Artesanal
Chimborazo
Licán
-1.6586690789074525
-78.69765765819757
Incoreg
Industrial
Chimborazo
Riobamba
-1.6803237416681414
-78.63196126102488
Indami
Industrial
Guayas
Guayaquil
-2.193468157941284
-80.05427993033408
Una vez que las muestras fueron identificadas figura 1 se procedió a determinar la cal que pre-
sentaba mejores condiciones para la producción de una mezcla que llegue a la resistencia esta-
blecida por la norma para mortero de pega de mampuestos. En la figura 1 se esquematiza el
procedimiento seguido para este fin.
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 161
Figura 1: Metodología sobre el procedimiento para el diseño final del mortero de cal.
2.2. Caracterización física y química de las muestras de cal
El análisis físico de las muestras de cal hidratadas estudiadas se realizó bajo la normativa
NTE INEN 2589 (2011). Se determinó su peso específico (relación entre la masa y un volumen
unitario de los sólidos) este dato es necesario para el diseño de mezclas. También se realizó el
ensayo de residuos que cuantifica el porcentaje retenido en el tamiz N°30, mediante lavado por
dos tamices uno de una abertura de 600m (N°30) colocado sobre otro de abertura 63 m. Este
porcentaje de acuerdo a la norma NTE INEN 247 (2015), no debe exceder de 0.5%. Este requisito
únicamente lo cumplen las muestras de cal hidratadas obtenidas de un proceso industrializado
como son Incoreg I (Incoreg, 2021) e Indami (Indami, 2019). Sin embargo, la norma específica
que, en el caso de sobrepasar este requisito, la cal no debe presentar erupciones o descamacio-
nes durante el proceso del ensayo, lo cual se cumplió en todas las muestras de cal.
En un mortero en estado fresco es necesario conocer su consistencia normal (porcentaje de agua
necesaria con respecto a la masa del cementante) para determinar su trabajabilidad. La consis-
tencia normal se obtiene mediante el ensayo especificado en la norma NTE INEN 242 (2016).
Los resultados muestran que la cal de la localidad de “La Paz” requiere mayor cantidad de
agua para tener una consistencia normal adecuada esto puede deberse a una mejor retención
de agua.
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 162
Considerando que, autores como Galván & Velázquez (2010) y Calabuig (2015), mencionan que
la resistencia de un mortero de cal se ve mayormente afectada por el contenido de óxidos de
calcio y magnesio. Se determinó que este contenido (%) para las muestras de cal de producción
artesanal debido a que no tenían una hoja técnica que muestre esta información. Esto se realizó
mediante el ensayo de espectrofotometría de absorción atómica en el laboratorio de la Facultad
de Ingeniería Química. La norma NTE INEN 247 (2015) específica un contenido mínimo del
95% de contenidos de óxidos de calcio y magnesio para todas las muestras de cal hidratada.
2.3.Diseño de mortero
Mezclas de prueba
Para evaluar cuál de las muestras de cal estudiadas aporta más resistencia a la compre-
sión de un mortero, se elaboró mezclas normalizadas (NTE INEN 247 (2015)) compuestas de
una parte de cal y 2.5 partes de arena de Ottawa. Con estos morteros se realizaron 18 cubos (de
50 centímetros de arista) tres por cada muestra de cal (6), con una relación agua/cemento (a/c)
adecuada para obtener un flujo de 110 5%. Los cubos fueron ensayados para evaluar su resis-
tencia a la compresión a una edad de siete días. Los valores promedios más altos se obtuvieron
con las muestras de cal de Indami e Incoreg (CI1, CI2) en el caso de las muestras de cal de
producción industrial y La Paz (CA3) en el caso de las muestras de cal artesanales, las tres con
un promedio de 0.30 MPa. Nótese que los morteros realizados con las muestras de cal Incoreg
2 (CI3) y San Juan (CA1) no registran resistencia durante el ensayo a compresión.
Una vez que se obtienen los mejores resultados con las muestras de la cal procedente de La Paz
(producción artesanal) e Indami (producción industrial), éstas fueron escogidas para determi-
nar con ellas y con la arena procedente de la cantera Pintag, una mezcla estándar que cumpla
con las especificaciones de la norma NTE INEN 2518 (2010), para morteros de pega de mam-
puesto.
Mortero estándar
Se elaboró morteros estándar con la cal procedente de Indami (CI1) y La Paz (CA3), con
la dosificación sugerida en la norma NTE INEN 488 (2009). La cual especifica cantidades de
materiales para respectivos números de especímenes [cubos de mortero endurecido de 50 mm
de arista] y una relación agua - cemento de acuerdo al cementante empleado, en este caso la cal
califica como “otros”, por tanto, la relación “agua – cementante” fue de 0.92 con un flujo de
114% para la cal de La Paz (CA3) y 0.90 con un flujo de 110% para la cal de Indami (CI1). Se
elaboran 18 especímenes que fueron ensayados a 7, 28 y 56 días.
Obteniendo mejores resistencias a la compresión con la cal procedente de La Paz alcanzando a
los 56 días un valor de 2.63 MPa. Se determina que ninguno de los dos morteros compuestos
por arena y cal (CI1 y CA3) alcanza el valor mínimo de resistencia a la compresión a los 28 días
para un mortero tipo M2.5 con un valor de 2.5 MPa. Sin embargo, se procedió a buscar mejorar
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 163
la mezcla. Es así que utilizando la cal procedente de La Paz (CA3) se rediseño el mortero por el
método de Densidad Óptima de Garzón (2010), este método fue desarrollado en la Universidad
Central del Ecuador y emplea valores de peso específico y densidades aparentes del agregado
para calcular un porcentaje de vacíos que es llenado con pasta del cementante en la estructura
del mortero. Se añadió el 10 y 20% de cemento para evaluar el efecto que tiene éste, en los
valores de la resistencia a la compresión y tiempos de fraguado del mortero.
Mortero de diseño
En la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-MP (2015), muestra varias dosifi-
caciones de acuerdo a la resistencia a la compresión mínima requerida a los 28 días y clasifica
al mortero según la misma. Entre los morteros que únicamente pueden ser empleados en mam-
postería no reforzada se tiene al mortero M5 y M2.5 con resistencias a los 28 días de 5 y 2.5 MPa
respectivamente.
Con este antecedente la mezcla que se diseña en este estudio tiene como objetivo alcanzar re-
sistencia mínima de 2.5 MPa, que la norma NTE INE 2518 (2010), define también como un mor-
tero tipo O. Se obtienen las siguientes cantidades de materiales para un metro cúbico de mor-
tero: cemento: 363.72 kg/m3, agua: 1370.32 kg/m3, arena: 309.16 kg/m3.
Se elaboró tres especímenes por cada edad de ensayo que son 1, 3, 7 y 28 días (total 12 cubos de
arista de 50 mm), como establece la norma NTE INEN 488 (2009). De esta manera se evalúo su
desempeño en la resistencia a la compresión. Para el número de especímenes (12) requeridos
se obtuvo las siguientes cantidades: cemento: 606.2 g, agua: 515.3 g, arena: 2283.7 g.
Para tener un estándar con respecto a los morteros que se comercializan para pega de mampos-
tería, que es el ámbito al que se enfoca esta investigación se tomó un mortero industrializado
premezclado que se encuentra fácilmente en las ferreterías del mercado local (Pegablock). Por
tanto, la relación a/c del mortero diseñado es la que proporciona un flujo similar al obtenido
con el mortero industrializado. Es importante mencionar que la cantidad de agua determinada
bajo el método de densidad óptima (515.3 g), produce una mezcla sin trabajabilidad, por tanto,
se añadió un 23% más de agua en relación a la determinada, obteniendo una cantidad final de
agua de 634.2 g. Esto para que el mortero desarrolle un flujo de acuerdo a la normativa corres-
pondiente (NTE INEN 488, 2009).
Una vez obtenido la dosificación correspondiente se elaboró morteros de cal añadiendo 10% y
20 % de cemento hidráulico tipo HS para mejorar los tiempos de fraguado y evitar inconve-
nientes en obra. Así también se consideró el empleo de un aditivo acelerante de fraguado con
la finalidad de aportar con un mejor desempeño. Se empleó el acelerante Master Rosca 160
(MR-160) distribuido para la ciudad de Quito por la empresa Master Builders. De acuerdo a
especificaciones de este fabricante se recomienda un aporte máximo del 10% con respecto al
peso del cementante, sin embargo, se realizó cubos de morteros con adición de varios porcen-
tajes del acelerante (3, 6, 8 y 10%) que fueron ensayados a 7 y 28 días. Se observa que la mayor
resistencia a la compresión se obtuvo con el porcentaje máximo de adición de acelerante
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 164
recomendado por el fabricante que es el 10%.
Finalmente se obtienen cuatro tipos de morteros con el diseño de mezcla definitivo; I sin adición
de cemento, II con 10% de cemento, III con 20% de cemento y IV con 20% de cemento más 10%
del acelerante MR-160, como se indica en la tabla 2.
Tabla 2: Dosificación volumétrica de los morteros realizados.
Tipo de mortero
Cal
Arena
Cemento
Aditivo
I
1
3.8
--
--
II
1
3.8
10%
--
III
1
3.8
20%
--
IV
1
3.8
20%
10%
3. Resultados
A continuación, en la tabla 3, se muestran los resultados de la caracterización física como
son, peso específico, determinación del porcentaje de residuo en el tamiz N° 30, y consistencia
normal de las muestras de cal estudiadas (seis). También se indica los porcentajes en peso de
óxidos de calcio y magnesio obtenidos para las 3 muestras de cal artesanales mediante el ensayo
de espectrofotometría de absorción atómica y los datos obtenidos de hojas técnicas de las tres
muestras de cal industriales (las hojas técnicas son obtenidas de las páginas web de cada em-
presa, Indami (https://indami.com.ec/ y Incoreg: https://www.incoreg.com/ ).
Tabla 3: Datos obtenidos de la caracterización física y química de la cal hidratada.
Procedencia de cal
Caracterización física
Caracterización química
Peso específico (kg/m3)
% Retenido
Consistencia Normal
Óxidos de calcio y magnesio (%)
La Paz
2406
23.2
48%
38
San Juan
2336
5.4
42%
36
San José
2374
4.7
40%
34
Incoreg I
2335
0.1
47%
65
Incoreg II
2505
13.1
42%
60
Indami
2339
0.0
43%
62
Se observa que la cal de la Paz tiene un porcentaje de retenido mayor que las muestras de cal
estudiadas, esto podría deberse a que no existió un proceso de calcinación y trituración óptimo,
que permita que la cal tenga una finura adecuada. Esto es más notable en las muestras de cal
procedente de caleras artesanales, ya que no existe control de temperatura de calcinación. Ade-
más, de ello, se nota que las muestras de cal de La Paz, san José y San Juan, contienen bajos
porcentajes de óxidos de calcio y magnesio, lo que corrobora el hecho de que no se controla la
temperatura de calcinación, por tanto, existirá material sin reaccionar (caliza no calcinada) (Gal-
ván & Velázquez, 2010).
En la tabla 4, se encuentran los valores de resistencia a la compresión del mortero estándar
elaborado con las muestras de cal (Indami y La Paz) y arena de Pintag.
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 165
Tabla 4: Resistencia a la compresión de cal hidratada en MPa
Procedencia de cal
a/c
Flujo
(%)
Edad de ensayo (días)
7
28
56
La Paz
0.90
114
0.62
1.32
2.63
Indami
0.92
110
0.53
1.22
1.76
Como se observa la tabla 4 y en la figura 2, el mortero realizado con la cal procedente de La Paz
alcanza mayores resistencias a la compresión con una relación agua-cemento similar al de la
cal Indami. Sin embargo, ambos morteros como se puede apreciar tienen baja resistencia inicial,
la misma que mejora en un 100% a los 28 días. Así mismo, el mortero de cal va adquiriendo
mayor resistencia a medida que le tiempo avanza ya que, la cal aérea endurece mediante la
absorción de CO2 ambiental (Guixeras & Aragno, 2015).
Figura 2: Gráfica comparativa de esfuerzo de compresión vs edad, de las muestras de cal de Indami y La Paz.
La tabla 5, muestra los valores de resistencia a la compresión a los 7 y 28 días de un mortero de
cal elaborado con cal procedente de La Paz, arena de Pintag y diferentes porcentajes de acele-
rante MR-160, que determina un mejor desempeño con el máximo porcentaje recomendado por
el fabricante que es 10%. Se observa con estos resultados que existe un incremento en la resis-
tencia a la compresión al emplear acelerante de fraguado, que si bien es cierto ha sido diseñado
para utilizarlo en morteros de cemento (Master Builders, 2020), se comprueba que surge efecto
aún en morteros que contienen cal, porque aumenta la resistencia inicial.
Tabla 5: Resistencia a la compresión añadiendo diferentes porcentajes de acelerante MR-160 en un mortero realizado con cal
de “La Paz”.
Cantidad de acelerante,
%
Resistencia a la compresión en MPa para cada edad de
ensayo, días
7
28
3%
0.43
2.11
6%
0.46
2.50
8%
0.47
2.52
10%
0.54
2.66
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 7 14 21 28 35 42 49 56
La Paz Indami
Resistencia a compresión, MPa
Edad (días)
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 166
Los datos correspondientes a la relación agua/cemento con su respectivo flujo, obtenidos para
cada uno de los tipos de morteros se indican en la tabla 6. También se observa los resultados
obtenidos en cuanto a la resistencia a la compresión para 1, 3, 7 y 28 días de ensayo expresados
en MPa. De estos resultados se observa que el mejor desempeño se obtuvo con el mortero tipo
IV en el cual se añadió 20% de cemento y 10% del acelerante MR-160, logrando un valor de 3.50
MPa que cumple con las especificaciones de resistencia a la compresión de la norma NTE INEN
2518 (2010) para un mortero tipo O, con una resistencia superior al mortero M2.5. Esto deter-
mina que de forma experimental se obtiene una mezcla que cumple con la Norma Ecuatoriana
de la Construcción para morteros que incorporan cal.
Tabla 6: Resistencia a la compresión en MPa, de los morteros elaborados.
Tipo de mor-
tero
a/c
Flujo,
%
Edad del mortero para el ensayo de
resistencia a la compresión, días
1
3
7
28
I
0.9
112
--
0.33
0.37
1.02
II
0.99
108
--
0.43
0.47
1.30
III
1.04
106
0.35
0.75
1.17
1.85
IV
1.04
106
0.39
1.30
2.59
3.50
Nota: La relación agua/cemento (a/c), es aquella necesaria que proporciona un flujo de 110 5%.
Como se puede observar en la figura 3, los morteros a las diferentes edades mantienen un in-
cremento de resistencia conforme aumenta el cemento y el tiempo de fraguado.
Figura 3: Resistencia a la compresión a 1, 3, 7 y 28 días.
En la figura 4 se observa la diferencia entre los diferentes morteros realizados, entre el mor-
tero I y II no existe una diferencia significativa pues, su única variación es el reemplazo del
10% de cemento, sin embargo, entre el mortero I y III hay una diferencia significativa en las
resistencias obtenidas puesto que se reemplaza a la cal por cemento en un 20% y por ende las
resistencias mejoran.
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 167
Figura 4: Diferencias entre las resistencias obtenidas con los diferentes morteros.
En la figura 5 se presenta la gráfica “Resistencia vs Edad”, dónde se compara los resultados. Se
observa que el mortero tipo IV a los 7 días de ensayo tiende acercarse a los resultados obtenidos
con el producto industrializado, sin embargo, a los 28 días de ensayo se observa una diferencia
en menos del 50%, pero cumple con la resistencia especificada para un mortero tipo O según la
normativa NTE INEN 2518 (2010).
Figura 5. Resistencia a la compresión con el diseño definitivo (Morteros: I sin adición de cemento, II con 10% de cemento, III
con 20% de cemento y IV con 20% de cemento más 10% del acelerante MR-160)
Como se observa en la figura 5, el mortero industrializado alcanza una mejor resistencia a la
compresión a los 28 días. De acuerdo al fabricante y la hoja técnica proporcionada este es un
mortero cementicio modificado con aditivos de alta calidad (Intaco, 2021), menciona que. En
este sentido al contener un mayor porcentaje de cemento en su composición, alcanzará mayor
resistencia a la compresión.
Es importante mencionar que en esta investigación se utilizó cemento hidráulico tipo HS (re-
sistente a los sulfatos). Esta selección obedece a que la cal aumenta la permeabilidad de morte-
ros (Viera, Morillo & Parión, 2022), por lo que la alta finura de este cemento permitirá una
mezcla más compacta, contrarrestando el efecto de la cal (Unacem, 2018). Investigaciones
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 168
anteriores como la de Viera, Morales & Monzó (2019), demostraron que los morteros de ce-
mento de uso general IP con adiciones de cal, presenta un comportamiento de baja resistencia
a la compresión inicial que va aumentando a medida que el tiempo transcurre, lo cual es cohe-
rente con los resultados mostrados en la figura 5.
4. Discusión
Del estudio del análisis químico se encuentra que, ninguna de las muestras de cal ensa-
yadas bajo el método de espectrofotometría de absorción atómica, cumple con el parámetro de
contenido de óxidos de calcio y magnesio. En caso de incumplimiento de este parámetro, la
misma normativa NTE INEN 247 (2015), redirecciona a la norma española UNE EN 459-1
(2016), en la cual, la cal es clasificada en base a la resistencia a la compresión que desarrolla
como parte de un mortero. Así también considera los materiales que conforman el mortero,
para establecer otra clasificación.
Los resultados obtenidos en cuanto a la resistencia a la compresión de los morteros diseñados
con el método de “Densidad óptima” y ensayados a sus edades correspondientes (1, 3, 7 y 28
días), se puede observar también la representación de las desviaciones estándar, que al pasar
el tiempo de fraguado va reduciendo su rango por tanto los valores obtenidos de resistencia a
la compresión son válidos. También se puede mencionar que no existen valores atípicos a ex-
cepción en el día uno, ya que algunos morteros no desarrollaron resistencia. Los valores obte-
nidos corroboran lo especificado por otros investigadores como Galván & Velázquez (2010),
que mencionan que la cal es un cementante débil y más aún si las muestras de cal han tenido
alguna alteración que afecte directamente a su contenido real de hidróxido de calcio.
Así también, como se evidenció en los resultados, el valor de resistencia a la compresión se
incrementó conforme se añade cemento. Esto tienen lógica dado que al realizar el estudio de
las muestras de cal de producción artesanal se evidenció un bajo contenido de óxidos de calcio,
por tanto, las resistencias mejoran cuando se añade este otro aglomerante que es el cemento.
Lo cual tiene concordancia con lo expresado por otros investigadores como Mac (2021), en este
estudio se menciona que el cemento tiende a fraguar más rápido ya que contienen componentes
de sílice altamente reactivo, que, al contacto con el agua, endurecen rápidamente. Sin embargo,
como menciona Guixeras & Aragno (2015) la cal puede seguir aumentando su resistencia con
el paso de los años dependiendo de la dificultad de acceso al CO2, hasta 6 meses o incluso
durante años o siglos.
Así mismo se nota que el acelerante de fraguado si tiene efecto en el mortero que incluye un
80% de cal. Aun cuando según especificaciones del fabricante del acelerante está diseñado para
morteros de cemento (Master Builders, 2020). Como se puede apreciar en la sección de resulta-
dos (Figura 3), los morteros III y IV se diferencia en su dosificación únicamente en que el IV
contiene 10% de acelerante de fraguado, por lo que hay una mejora de resistencia en este úl-
timo. Esto es muy importante ya que da pie para realizar nuevas investigaciones acerca de
cómo mejorar tiempos de fraguado en la cal, pues se conoce que estos morteros de cal tienen
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 169
resistencias bajas (Zhang, 2011). Esto determina que para poder aplicar estos morteros en la
construcción se debería seguir investigando con el fin de mejorar la resistencia inicial de los
morteros que incluyen cal, y lo cual no sea un impedimento para la aceptación de este material
entre los constructores.
A pesar del aumento de diferencia de resistencias entre los 7 y 28 días del mortero de mejor
desempeño IV y el mortero industrializado, pues como se ha venido mencionando la cal tiene
un lento fraguado dado que la cal aérea endurece mediante la absorción de CO2, se resalta el
hecho de aportar a una construcción sustentable pues como se mencionó anteriormente la cal
hidratada reduce la producción de CO2, esto es corroborado por Arguello & Cuchí (2008) quie-
nes emplearon cal hidratada para viviendas de bajo coste y determinaron un impacto menor
en un 22% con respecto al uso del cemento para el mismo fin.
Según la norma europea UNE EN-459-1 (2016), la cal puede ser clasificada en base a su valor
de resistencia obtenida, en este caso la cal de La Paz y sus adiciones (cemento y aditivo acele-
rante) con resistencia obtenida de 3.5 MPa a los 28 días, estaría dentro la clasificación de cal
formulada FL 2. Así también la norma UNE EN 459-1 (2016) en su apartado de cales formuladas
menciona que todas las adiciones deben ser declaradas por el productor.
Por último, se debe recalcar que se realizaron pruebas químicas de las cales artesanales, ya que
no disponían de hoja técnica de donde se pueda obtener esta información y de estos estudios
se determinó que ninguna cumple con la cantidad de óxidos de calcio y magnesio según lo
especifica la norma. Esto hace pensar que se requiere controles más rigurosos respecto a la
producción de este material para que tenga un mejor desempeño en cuanto a las propiedades
mecánicas.
5. Conclusiones
De los resultados del análisis químico de la cal hidratada estudiada y que se produce
artesanalmente, se tiene que no cumple con lo establecido por la norma nacional en cuanto a
contenido de óxidos de calcio y magnesio. Siendo este un indicador de calidad que sugiere falta
de pureza del material comercializado. Esto ha originado que para poder obtener un mortero
que cumpla con la resistencia mínima especificada en la norma para pega de mampuestos en
paredes no estructurales se haya tenido que recurrir a adiciones de cemento de hasta en un
20%. Sin embargo, de los morteros analizados la mayor resistencia a la compresión se alcanza
con una cal de producción artesanal (CA3), 8% por encima del mortero realizado con cal de
producción industrial, este resultado es muy llamativo ya que el contenido de óxidos de calcio
es directamente proporcional a la resistencia a la compresión.
También se ha comprobado en este estudio que el mortero que se ha diseñado con contenido
de cal del 80% adquiere una resistencia a la compresión hasta los 7 días comparable con un
mortero premezclado que se comercializa en el país para pega de mampuestos. Aun cuando el
mortero premezclado al cabo de 20 días supera a nuestro diseño hasta en un 50%. Esto puede
deberse una falta de calidad en la cal y a que este material puede seguir ganando resistencia a
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 170
través del tiempo, incluso años, debido a la absorción de CO2. Cabe mencionar que debido a el
tamaño de muestra tanto en selección de materiales y elaboración de especímenes, representa
una de las principales limitaciones de la investigación, no se realiza un análisis estadístico a
fondo, por lo tanto, es importante ampliar el campo de estudio a otras caleras o empresas que
produzcan cal hidratada.
Esto pone de manifiesto la necesidad de continuar analizando la cal que se produce localmente
y sus posibles aplicaciones en la construcción ya que es una industria que necesita ser regulada
para dar confianza al constructor en su uso como una alternativa de aglomerante más susten-
table.
Contribuciones de los autores
En concordancia con la taxonomía establecida internacionalmente para la asignación
de créditos a autores de artículos científicos (https://casrai.org/credit/). Los autores declaran
sus aportes en la siguiente matriz de contribuciones:
Viera, P.
Acero, M.
Conceptualización
Análisis formal
Investigación
Metodología
Recursos
Validación
Redacción – revisión y edición
Conflicto de Interés
Los autores declaran que en el desarrollo del presente artículo no existen conflictos de
intereses ni personales ni de ningún tipo por parte de los autores.
Referencias
Argüello, T & Cuchí, A. (2008). Análisis del impacto ambiental asociado a los materiales de
construcción empleados en las viviendas de bajo coste del programa 10x10 Con Techo-
Chiapas del CYTED. Informes de la Construcción, 60(509), 25–34.
https://doi.org/10.3989/ic.2008.v60.i509.588
Astudillo, G. (2013). En Ecuador, el consumo de cemento crece a ritmo sostenido. Revista Líde-
res. Recuperado de: https://www.revistalideres.ec/lideres/ecuador-consumo-cemento-
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 171
crece-ritmo.html
Calabuig, R. (2015). Efecto de la adición de cal en las propiedades mecánicas y durabilidad de hormigo-
nes con altos contenidos en cenizas volantes silíceas (Tesis doctoral). Valencia:España. Uni-
versitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59468
Galván, M. & Velázquez, R. (2011). Cal, un antiguo material como una renovada opción para
la construcción. Ingeniería, investigación y tecnología. 12(1). Recuperado de:
http://www.scielo.org.mx/pdf/iit/v12n1/v12n1a10.pdf
Garzón, M. (2010). Investigación sobre el Módulo de Elasticidad del Hormigón. UCE. Quito,
pág., 47.
Guixeras M. & Argano, S. (2015). Po qué la cal: cual, cuando y como. Recuperado de:
https://www.raco.cat/index.php/UNICUM/article/viewFile/287955/376099
Hermida, A. (2021). Cemento y crisis climática: cómo el material supremo calienta el planeta.
El Confidencial. https://www.elconfidencial.com/medioambiente/ciudad/2021-02-15/ce-
mento-gases-efecto-invernadero-calentamiento_2944723/
Incoreg. (2021). Ficha técnica de cal hidratada. Nombre comercial del producto Cal T-30, Tipo
II. Recuperado de: https://38e87eb9-c7e6-461e-bd1f-9474f80a03ca.file-
susr.com/ugd/c8ac60_6328c65506d543719486de9c5f9f87d2.pdf
Indami. (2019). Ficha técnica de cal hidratada. Indamical Premium. Recuperado de: https://in-
dami.com.ec/wp-content/uploads/2019/06/Ficha-Indamical-Premium.pdf
Indami. (2021). Su aplicación en los diversos sectores de la producción. Recuperado de:
https://indami.com.ec/
INEC. (2019). Ecuador en cifras. Recuperado de: https://www.ecuadorencifras.gob.ec/edifica-
ciones/
Intaco (2021). Ficha técnica de mortero Pegablock. Recuperado de: https://www.in-
taco.com/ecuador/wp-content/uploads/sites/8/2020/10/ft_pegablok_tipo_n_ec.pdf
Mac, E. (2021). Diferencias entre cal y cemento. Revista eHow en español. Recuperado de:
https://www.ehowenespanol.com/diferencia-cal-hidratada-cal-viva-info_548324/
Master Builders (2020). MasterRoc SA 160. Recuperado de: https://www.master-builders-solu-
tions.com/es-ec/products/masterroc/masterroc--sa-160
Meza, F. (2004). Estudio del mortero de mediana a baja resistencia de cemento con adición de cal aérea
(Tesis de grado), Universidad Nacional de Ingeniería Perú. Recuperado de:
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 172
https://alicia.concytec.gob.pe/vufind/Re-
cord/UUNI_b814c635de18f7b25ad0ce3aa763c25d/Descriptiontabnav
Norma Ecuatoriana de la Construcción - NEC-SE-MP. (2015). Mampostería Estructural. Recu-
perado de: https://www.habitatyvivienda.gob.ec/wp-content/uploads/down-
loads/2014/08/NEC-SE-MP.pdf
NTE INEN 242. (2016) Determinación de la Consistencia. Ecuador: INEN, 2016. Recuperado de:
https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/nte_inen_242-1.pdf
NTE INEN 247. (2015). Cal hidratada para uso en mampostería. Ecuador: INEN, 2015. Recupe-
rado de: https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/NTE_INEN_247.pdf
INTE INEN 488. (2009). Determinación de la resistencia a la compresión de morteros en cubos
de 50 mm de arista. Ecuador: INEN, 2015. Recuperado de: https://www.normaliza-
cion.gob.ec/buzon/normas/488.pdf
NTE INEN 2518. (2010). Morteros para unidades de mampostería. Ecuador: INEN, 2010. Recu-
perado de: https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/2518.pdf
NTE INEN 2589. (2011). Métodos de ensayo para el análisis físico. INEN, 2011. Recuperado de:
https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/2589.pdf
Rodgers, L. (2018). La enorme fuente de emisiones de CO2 que está por todas partes y que qui-
zás no conocías. BBC News. Recuperado de: https://www.bbc.com/mundo/noticias-
46594783
UNE-EN 459-1. (2016). Cales para la construcción. Parte 1: Definiciones, especificaciones y criterios de
conformidad.
Usedo, R. (2015). Estudio y análisis de la utilización de la cal para patrimonio arquitectónico (Tesis de
Masterado). Valencia:España. Universidad Politécnica de Valencia. Recuperado de:
https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/60200/Memoria.pdf
Viera, P., Morillo, D., & Parión, J. (2022). Influencia de fibras naturales y sintéticas en la per-
meabilidad de morteros de cemento - arena, y cemento, cal y arena. FIGEMPA: Investi-
gación y Desarrollo, 13(1), 59–71. https://doi.org/10.29166/revfig.v13i1.3410
Viera, P., Morales, L., & Monzó J. (2020). Diseño y caracterización de un compósito a base de cal,
cemento y fibras naturales para edificaciones. Recuperado de: https://www.resear-
chgate.net/publication/343539697_Diseno_y_caracterizacion_de_un_compo-
sito_a_base_de_cal_cemento_y_fibras_naturales_para_edificaciones
Yepes, V. (2016). Evolución histórica de los materiales. Obtenido de PoliBlog UPV:
Novasinergia 2022, 5(2), 158-173 173
https://victoryepes.blogs.upv.es/2016/07/29/evolucion-historica-de-los-materiales/
Zhang, H. (2011). Air Hardening Binding Materials. Woodhead Publishing Series in Civil and
Structural Engineering, Building Materials in Civil Engineering. Pages 29-423.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9781845699550500037
