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Vol. 5 N° 2, julio-diciembre 2026 (155-175)
ISSN: 2960-8317
155
Artículo de investigación
Evaluación al impacto, al fuego y al aislamiento acústico de
paneles de yeso con fibras de vidrio para mampostería
Evaluation of the impact, fire, and acoustic insulation performance of gypsum
panels reinforced with fiberglass fibers for masonry applications
Iván Alexander Robalino Rodríguez*
Universidad Nacional de Chimborazo
Riobamba - Ecuador
ivan.robalino@unach.edu.ec
https://orcid.org/0009-0004-1936-8961
Andrea Natalí Zarate Villacrés
Universidad Nacional de Chimborazo
Riobamba - Ecuador
andrea.zarate@unach.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-7183-2862
Marcelo David Guerra Valladares
Universidad Nacional de Chimborazo
Riobamba - Ecuador
marcelo.guerra@unach.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-4119-4959
Julio Andrés Fiallos Iglesias
Universidad Nacional de Chimborazo
Riobamba - Ecuador
julio.fiallos@unach.edu.ec
https://orcid.org/0009-0009-2145-5809
Cristian Andrés Marcillo Zapata
Universidad Nacional de Chimborazo
Riobamba - Ecuador
cristian.marcillo@unach.edu.ec
https://orcid.org/0009-0000-2552-903X
*Correspondencia:
ivan.robalino@unach.edu.ec
Cómo citar este artículo:
Robalino, I., Zarate, A., Guerra, M., Fiallos,
J., & Marcillo, C. (2026). Evaluación al
impacto, al fuego y al aislamiento acústico
de paneles de yeso con fibras de vidrio para
mampostería. Esprint Investigación, 5(2), 155-
175. https://doi.org/10.61347/ei.v5i2.355
Recibido: 10 de junio de 2026
Aceptado: 17 de julio de 2026
Publicado: 23 de julio de 2026
Resumen: La presente investigación evaluó el comportamiento de elementos
constructivos para paredes, considerando paneles de gypsum estándar, paneles
resistentes a la humedad y bloques de hormigón, combinados con recubrimientos de
fibra de vidrio (Fleece, Rugosa y Acústica). Se desarrolló un estudio experimental,
comparativo y descriptivo mediante tres ensayos adaptados para analizar su desempeño
frente al impacto, la reacción al fuego y el aislamiento acústico, definiendo el número de
probetas según cada ensayo. Los resultados evidenciaron que la incorporación de
recubrimientos influye significativamente en el comportamiento de los elementos. El
recubrimiento Acústica presentó el mejor desempeño en resistencia al impacto y
aislamiento acústico. En cuanto a la reacción al fuego, ninguna combinación mostró
mejoras relevantes. Se concluye que la composición y el gramaje de los recubrimientos
pueden mejorar considerablemente las prestaciones de los paneles de gypsum,
permitiéndoles alcanzar un comportamiento comparable al del bloque de hormigón sin
recubrimiento.
Palabras clave: Aislamiento acústico, fibra de vidrio, propagación de llama, resistencia
al impacto.
Abstract: This study evaluated the performance of wall construction elements, including
standard gypsum boards, moisture-resistant gypsum boards, and concrete blocks combined with
fiberglass wall coverings (Fleece, Textured, and Acoustic). An experimental, comparative, and
descriptive approach was conducted using three adapted tests to assess impact resistance, fire
reaction, and sound insulation performance, with the number of specimens determined according
to each test. The results demonstrated that fiberglass coverings significantly influence the
performance of the evaluated elements. Among the coverings, the Acoustic finish exhibited the
best performance in terms of impact resistance and sound insulation. Regarding fire resistance,
none of the combinations showed significant improvements. The findings indicate that the
composition and basis weight of fiberglass coverings can substantially enhance the performance
of gypsum boards, enabling them to achieve performance comparable to that of uncoated concrete
blocks.
Keywords: Acoustic insulation, fiberglass, flame spread, impact resistance.
Copyright: Derechos de autor 2026 Iván
Alexander Robalino Rodríguez, Andrea
Natalí Zarate Villacrés, Marcelo David
Guerra Valladares, Julio Andrés Fiallos
Iglesias, Cristian Andrés Marcillo Zapata.
Esta obra está bajo una licencia internacional
Creative Commons Atribución-
NoComercial 4.0.
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1. Introducción
En la construcción, lo más común es utilizar ladrillo o bloque para el armado de paredes, porque son
algunos de los materiales más antiguos utilizados por la humanidad, con registros que datan
aproximadamente del año 7000 a. C. Sin embargo, a finales del siglo XX e inicios del siglo XXI han
surgido nuevos productos que buscan sustituir parcialmente la mampostería tradicional (Brick
Industry Association, 2017; Mamlouk & Zaniewski, 2018).
La construcción de paredes con ladrillo o bloque presenta varios desafíos que afectan la eficiencia
de los proyectos. La colocación de estos materiales requiere un trabajo manual detallado que limita el
ritmo de ejecución. Además, son materiales pesados, lo que incrementa la carga total sobre la
estructura. Por ello, la implementación de otros materiales para el cerramiento de interiores permite
reducir hasta un 14 % el costo de la obra, específicamente en edificios de al menos cuatro pisos
(Chiquito & Domínguez, 2023; Souza, 2020).
En este contexto, los paneles de gypsum han destacado por su capacidad para proporcionar
acabados lisos y por ser materiales más ligeros, lo que facilita su transporte y manipulación en obra.
Estas características contribuyen a una mayor rapidez en la ejecución de los trabajos, pues su montaje
en seco constituye un proceso más limpio que únicamente requiere perfiles metálicos sobre los cuales
se atornillan las planchas, reduciendo los tiempos de instalación en comparación con la mampostería
tradicional. Adicionalmente, la implementación de gypsum como cerramiento interior contribuye a
reducir las huellas de CO₂ y H₂O respecto al uso de bloques o ladrillos (Morsali et al., 2024; Santa Cruz
Astorqui & del Río Merino, 2007).
La combinación de fibra de vidrio con paneles de gypsum constituye una opción favorable para
alcanzar condiciones y características similares a las ofrecidas por otros elementos constructivos, dado
que este material proporciona distintos beneficios según el uso requerido. Puede ofrecer ventajas
estéticas y funcionales e incluso emplearse como refuerzo estructural (CASACOR Publisher, 2025).
En este contexto, se plantea la evaluación de tres propiedades fundamentales de los elementos
constructivos: resistencia al impacto, comportamiento frente al fuego y aislamiento acústico,
considerando paneles de gypsum con y sin incorporación de fibra de vidrio, y comparándolos con
elementos de mampostería tradicional. La información, los datos técnicos y los antecedentes expuestos
en este estudio fueron obtenidos y adaptados principalmente de la tesis de grado de Robalino y
Marcillo (2026), titulada Evaluación al impacto, al fuego y al aislamiento acústico de paneles de yeso
con fibras de vidrio para mampostería.
Los elementos prefabricados han incrementado su presencia en el sector de la construcción,
especialmente los paneles de gypsum. Este producto se utiliza ampliamente como pared o separador
de ambientes y constituye un material prefabricado destinado principalmente a espacios interiores,
elaborado a partir de un núcleo incombustible compuesto principalmente de yeso (Santa Cruz
Astorqui & del Río Merino, 2007).
El uso de elementos prefabricados, como los paneles de gypsum, mejora la eficiencia de la mano de
obra debido a que su instalación corresponde a un método constructivo en seco que agiliza el proceso.
Sin embargo, en comparación con la mampostería tradicional, presenta ciertas deficiencias. El gypsum
exhibe un comportamiento frágil ante los impactos o las cargas puntuales, por lo que es propenso a
fracturarse. Además, cuando se requiere separar ambientes y garantizar el aislamiento acústico, los
bloques y ladrillos pueden presentar un mejor desempeño debido a su mayor masa. Respecto al fuego,
el gypsum muestra un comportamiento aceptable gracias a la liberación del agua químicamente
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combinada en su núcleo, lo que limita la propagación de las llamas; aun así, debe considerarse que los
bloques requieren temperaturas más elevadas para reaccionar ante el fuego (Merli et al., 2023; Santa
Cruz Astorqui & del Río Merino, 2007).
La fibra de vidrio tiene diferentes aplicaciones. Entre sus principales beneficios se encuentran su
ligereza y resistencia mecánica. Un ejemplo de su aplicación son los polímeros reforzados con fibra de
vidrio, utilizados como alternativa para fortalecer estructuras de hormigón armado deterioradas por
la corrosión del acero (Alvarado et al., 2021).
Las fibras de vidrio pueden presentarse en forma tejida y no tejida. Las primeras se caracterizan por
poseer filamentos entrelazados en direcciones perpendiculares, lo que favorece su resistencia mecánica
en orientaciones específicas y reduce su desgaste y fatiga en comparación con las fibras no tejidas. Estas
últimas están constituidas por filamentos orientados aleatoriamente y fusionados mediante un
aglutinante, lo que permite distribuir homogéneamente los esfuerzos. Cabe destacar que la fibra de
vidrio por sí sola no es combustible; sin embargo, su comportamiento puede cambiar cuando se
combina con otros elementos para formar un material compuesto (Mallick, 2007).
Generalmente, los recubrimientos elaborados con fibra de vidrio se consideran materiales
compuestos con baja reactividad al fuego, donde la pirólisis desempeña un papel fundamental. La
pirólisis es un proceso termoquímico mediante el cual la exposición a temperaturas elevadas conduce
a la descomposición de materiales orgánicos. Este proceso no actúa directamente sobre el vidrio, pero
sí sobre las matrices poliméricas con las que se combina. Las fibras de vidrio están compuestas
principalmente por sílice (SiO₂) y otros óxidos metálicos que les proporcionan estabilidad térmica. Sin
embargo, la pirólisis provoca la ruptura de enlaces químicos y diferentes cambios estructurales, como
la descomposición de la matriz, la formación de residuos carbonosos y la liberación de compuestos
(Alvarado et al., 2021; Pickering, 2006; Scutaru et al., 2026; Zhang et al., 2024).
Respecto al aislamiento acústico y la resistencia a los impactos, la implementación de
recubrimientos produce un sistema multicapa que puede mejorar el comportamiento del material,
debido a su influencia en la masa superficial, el amortiguamiento interno, la porosidad y la distribución
de la energía (Vigran, 2008).
El uso de recubrimientos puede favorecer el aislamiento acústico debido al efecto masa-aire-masa,
correspondiente a un sistema resonante que surge entre dos capas separadas por una cavidad de aire.
Su funcionamiento se fundamenta en el desacoplamiento de las vibraciones, lo que limita la
transferencia de las ondas sonoras. Además, el recubrimiento modifica la porosidad del sistema y
afecta la interacción de las ondas sonoras con su estructura interna (Allard & Atalla, 2009; Mu et al.,
2011; Sujon et al., 2021).
Materiales y equipo
Los materiales utilizados en la presente investigación fueron bloques de hormigón, paneles de gypsum
(normal y resistente a la humedad) y recubrimientos de fibra de vidrio (fleece, rugosa y acústica), los
cuales fueron adheridos a la superficie de los elementos de mampostería. El bloque de hormigón
prefabricado está compuesto por cemento, áridos livianos como la pómez y agua, materiales
mezclados para alcanzar criterios óptimos de resistencia y durabilidad de acuerdo con los parámetros
establecidos por el Instituto Ecuatoriano de Normalización (2016). Presentó dimensiones de 40 cm × 20
cm × 12 cm y fue adquirido a un proveedor local.
Las dos placas de gypsum, adquiridas a través de un proveedor local, presentan dimensiones de
122 cm × 244 cm × 1,27 cm y están compuestas por un núcleo de yeso revestido de cartón. La placa
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normal (N), diseñada para interiores, corresponde a un material convencional (ACIMCO, 2026b); por
otro lado, la placa resistente a la humedad (H) cuenta con un núcleo incombustible, aditivo siliconado
y papel tratado, características que la hacen adecuada para zonas húmedas (ACIMCO, 2026a).
La primera opción de fibra de vidrio, denominada fleece (F), corresponde a una fibra no tejida con un
gramaje de 220 g/m², diseñada como revestimiento decorativo (Vitrulan Textile Glass GmbH, 2020c). La
segunda corresponde a la fibra de vidrio rugosa (R), con un gramaje de 245 g/m², utilizada para áreas de
alto tránsito y renovaciones rápidas, ya que puede aplicarse en paredes con irregularidades de hasta 0,2
cm de profundidad (Vitrulan Textile Glass GmbH, 2020b). Finalmente, la tercera opción corresponde a
la fibra de vidrio acústica (A), un material de hilo tejido con un gramaje superior a 465 g/m², que
incorpora un tejido en el parte posterior diseñado específicamente para absorber el sonido y reducir las
vibraciones sonoras en salas acústicas (Vitrulan Textile Glass GmbH, 2020a).
Dentro de los equipos utilizados se encuentran el impactómetro casero, soporte para ensayo de
fuego, mechero de Bunsen, parlante y smartphone, utilizados para la ejecución de ensayos que
constituyen adaptaciones metodológicas de las normativas debido a la limitación en la disponibilidad
de equipos especializados. El impactómetro casero es un dispositivo mecánico de acero y PVC
diseñado para fijar la muestra y asegurar la caída repetible de una masa desde una altura regulable en
un punto fijo, con fricción despreciable. El dispositivo se muestra en la figura 1.
Figura 1
Impactómetro casero (de izquierda a derecha): 1a) Esquema 3D de impactómetro casero; 2b) Equipo construido.
El soporte para ensayo de fuego consiste en una estructura metálica de 35 cm de alto por 9,5 cm de
ancho, diseñada para fijar la muestra a una altura determinada durante la ejecución del ensayo
(EUROLAB, 2014), mientras que el mechero de Bunsen se utilizó como fuente de llama constante y
controlable durante el ensayo.
Para completar los equipos utilizados, se empleó un parlante inalámbrico de 3 W de potencia, con
una respuesta de frecuencia de 45 Hz a 18 kHz (CasaLink, 2026). Asimismo, se utilizó un smartphone
equipado con un procesador A15 Bionic de 6 núcleos e integrado con un micrófono con un rango de
captación de 20 Hz a 20 kHz (Celestina et al., 2021).
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2. Metodología
Aplicación de la fibra de vidrio
Tanto la fibra R como la F contaban con adhesivo activado con agua, lo que facilitó su fijación. Para
agilizar el proceso, se utilizó el equipo Aqua Quick, el cual permitió humedecer, drenar y manipular
la fibra (figura 2a). Antes de la aplicación, los mampuestos fueron preparados mediante una superficie
limpia y lisa que permitió el contacto adecuado con la cara adhesiva de la fibra, la cual fue alisada con
una espátula para evitar la formación de grumos, logrando su fijación después de 20 min (figura 2b).
Por otro lado, la fibra de vidrio A, al carecer de propiedad adhesiva, requirió la aplicación de cola
blanca, la cual fue distribuida uniformemente mediante un rodillo (figura 2c). Posteriormente, la fibra
fue colocada sobre el mampuesto y se utilizó una espátula para eliminar posibles irregularidades,
alcanzando su fijación después de 24 horas de secado (figura 2d).
Figura 2
Aplicación de la fibra de vidrio (de izquierda a derecha): 2a) Aqua quick; 2b) Pegado de fibra de vidrio R y F; 2c)
Aplicación de cola en placa; 2d) Pegado de fibra de vidrio A.
Nota. Se debe mencionar que, antes de instalar la fibra en los bloques de hormigón, se realizó un enlucido y alisado, y posteriormente se
aplicó el mismo proceso de pegado de la fibra de vidrio que en los paneles.
Impacto - ASTM D5420
El ensayo de impacto fue una prueba basada en la norma ASTM International (2021), que permitió
determinar la energía absorbida por un material ante una carga de impacto. Este ensayo fue adaptado
en el presente estudio para evaluar paneles de gypsum de 10 cm × 10 cm con y sin fibra de vidrio, así
como bloques de hormigón, empleando un total de 30 probetas por cada configuración para su
posterior análisis estadístico.
La ejecución se realizó mediante un impactómetro casero que permitió dejar caer una masa de
0,75 kg sobre un percutor de 1,27 cm de diámetro. Las alturas de caída fueron ajustadas con una
variación de ±0,2 cm, siguiendo el método up and down, previamente a la realización de una prueba
piloto para definir la altura inicial. Este método establece que la altura debe incrementarse cuando
no se produce falla en la probeta o disminuirse cuando se evidencia agrietamiento, hundimiento o
rotura.
Cabe recalcar que, para la aplicación de la norma ASTM D5420, se realizó una adaptación
experimental que permitió aplicar el mismo principio físico de caída libre. Para el cálculo de la energía
absorbida se utilizó la fórmula de la energía potencial.
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(1)
Donde: E: energía potencial; h: altura de caída; g: gravedad; m: masa.
Fuego - NTE INEN-ISO 11925-2
En el ensayo de reacción al fuego se utilizó como referencia la norma EUROLAB (2014), con una
adaptación metodológica debido a la falta de equipos especializados (mechero de Bunsen y soporte no
combustible). Para evaluar la inflamabilidad y la propagación de llama en paneles de gypsum con y
sin fibra de vidrio, se utilizaron seis muestras de 25 cm × 9 cm.
Para la ejecución del ensayo, la muestra fue fijada verticalmente y el mechero fue colocado con una
inclinación de 45° y una altura de llama de 2 cm. Además, se verificó que la distancia aproximada entre
el borde del mechero y la superficie expuesta de la muestra fuera de 0,5 cm, tal como se observa en la
figura 3. La exposición al fuego tuvo una duración de 30 segundos, tras lo cual se determinó la longitud
de propagación de llama (Fs). Este ensayo no se aplicó en los bloques de hormigón debido a que
corresponden a elementos inorgánicos y no combustibles, por lo que presentan un bajo riesgo de
ignición.
Figura 3
Ensayo reacción al fuego (de izquierda a derecha): 3a) Señalización de alturas para el ensayo de fuego; 3b) ensamblaje del
ensayo
Aislamiento acústico - UNE- EN ISO 10140
Para la evaluación acústica, se realizó una adaptación metodológica del análisis de aislamiento en
elementos de construcción mediante recintos de 30 cm × 30 cm × 30 cm de volumen interno, los cuales
fueron sellados herméticamente con silicona RTV (compuesto vulcanizable a temperatura ambiente)
(CHT, 2025), tras colocar un emisor de sonido en su interior para cada configuración de material
(gypsum con y sin fibra de vidrio, y bloques con o sin fibra de vidrio).
El ensayo inició con la medición del ruido de fondo mediante un smartphone configurado según la
norma ISO 10140, utilizando una ponderación de frecuencia A (dBA) y un modo de medición continuo
(LAeq) a través de la aplicación Decibel X. Finalmente, se activó la bocina con ruido rosa durante 5
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minutos, mientras que el smartphone, ubicado a 200 cm del recinto, registró los niveles de presión
sonora obtenidos para emplearlos en la fórmula (2) y calcular el índice de reducción sonora.
  


(1)
Donde:
SRI = Índice de reducción sonora [dB]; L1 = Nivel de presión sonora en el lado emisor [dB]; L2 = Nivel
de presión sonora en el lado receptor [dB]; A1 = Área del lado emisor de la barrera acústica [
󰇠;A2 =
Área del lado receptor de la barrera acústica [
󰇠
Debido a la disponibilidad limitada de materiales, específicamente de fibra de vidrio, el ensayo de
aislamiento acústico se realizó una sola vez para cada combinación de mampuesto y fibra evaluada.
Además, el método de ensayo se basó en el promedio de los valores de presión sonora registrados, por
lo que involucró múltiples mediciones durante el proceso de evaluación.
Según la International Organization for Standardization (2016), la repetición de la toma de datos no
aporta mejoras significativas en la precisión de los resultados obtenidos mediante este método de
medición.
Análisis estadístico
Los resultados obtenidos en los ensayos relacionados con el impacto fueron analizados mediante una
prueba de normalidad de Shapiro-Wilk. En función del tipo de distribución obtenida, se determinó la
aplicación de un enfoque paramétrico o no paramétrico (Ruxton et al., 2015). De acuerdo con los
resultados de normalidad, se aplicó un análisis de varianza (ANOVA) para los datos paramétricos o
la prueba de Kruskal-Wallis para los datos no paramétricos, complementados con comparaciones por
parejas. En el ensayo de reacción al fuego, debido a que se contó únicamente con seis réplicas por cada
combinación analizada, se aplicó directamente la prueba de Kruskal-Wallis, seguida de comparaciones
por parejas.
3. Resultados y discusión
Resultados ensayo de impacto
En la figura 4 se presentan los resultados del ensayo al impacto, donde se determinó la energía media
que pudo soportar un grupo de 30 especímenes bajo cada configuración de mampuesto-fibra de vidrio.
Para evaluar la totalidad de las combinaciones planteadas, el procedimiento se replicó de manera
sistemática en cada variante, lo que sumó un total de 360 réplicas. Dado que normas como la ASTM
E695 o ASTM D5420 no establecen limites o rangos, el desempeño se analizó de forma comparativa.
El valor más bajo encontrado es el del gypsum (N) sin fibra de vidrio con una energía de 0.39 J. Al
colocar las fibras F, R y A en el gypsum (N) la energía va incrementando, llegando a un valor de hasta
4.46 J, por lo que, bajo las condiciones del estudio, la aplicación de recubrimiento podría favorecer la
disipación de energía.
Respecto al gypsum (H) se muestra la misma tendencia al colocar el recubrimiento de fibra, Sin
embargo, los valores son ligeramente superiores respecto al gypsum (H). Esta variación puede ser
debida a que gypsum (H) según ACIMCO (2026a), tiene aditivos siliconados y papel tratado, lo que
podría estar ayudando en su comportamiento contra los impactos.
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Figura 4
Representación de medias del ensayo de impacto
Los aditivos siliconados tienen un impacto en la microestructura lo que puede mejorar y optimizar
la distribución de poros, logrando un aumento en la densidad del material, junto con su cohesión
interna y durabilidad, aportando a una microestructura más estable, compacta y resistente (Zhang et
al., 2021).
En los bloques de hormigón los valores son considerablemente superiores a los paneles de gypsum,
el bloque sin fibra presenta un valor de 1.08 J mientras que, con la colocación de dibras tipo (F, R y A)
incrementa la energía hasta 7.55 J. Esta diferencia puede deberse a que el bloque tiene un mayor
espesor.
Este comportamiento puede ser explicado por el hecho de que el incremento del espesor de un
material tiene un impacto en su capacidad de absorber energía, además de retrasar la propagación de
daños internos como la fisuración (Ataş et al., 2013). Además, el uso de fibra de vidrio aumenta la
resistencia al impacto, mejorando la distribución de tensiones y reduce la propagación de microfisuras,
a pesar de esto, los elementos aún conservan su comportamiento rígido, por lo que son propensos a la
fractura o falla (Wu et al., 2024).
Al recubrir los elementos con fibra de vidrio (F) reportó los valores más bajos, esto se puede atribuir
a que, entre las 3 fibras utilizadas es la que tiene el menor gramaje con 220 g/m2. Según Gülsoy et al.
(2016), el aumento en el gramaje otorga una mayor cantidad de masa por unidad de área, lo que podría
aumentar la energía necesaria para producir una deformación o falla dado que, produce un material
más denso favoreciendo sus propiedades mecánicas.
Al comparar con un estudio realizado por Santiago Monedero (2021), en ladrillo cerámico hueco
gran formato (LHGF) de 7cm donde se evaluó la energía disipada ante el impacto sobre una pared
cerámica con un extremo libre y desvinculado en el resto del perímetro por bandas elásticas según la
guía de la European Organisation for Technical Approvals (2012), donde se obtuvo un valor de 10 J.
Valor que es superior al obtenido en el bloque de hormigón con fibra de vidrio, esta diferencia podría
estar vinculada a las propiedades físicas ya que los ladrillos cerámicos tienen una microestructura más
homogénea.
Además, el ensayo usado por Santiago Monedero (2021) es de escala macro (estructural), por lo que
la energía absorbida corresponde al sistema constructivo completo, esto quiere decir, que también
considera la interacción entre componentes lo que puede aportar en su resistencia, a diferencia del
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ensayo ASTM D5420 que se identifica como un ensayo de escala micro (material) enfocándose en la
resistencia localizada.
A pesar del recubrimiento los elementos no se asemejan al comportamiento de un material dúctil,
por ejemplo, Dou y Rodrigue (2021) evaluaron la energía absorbida por materiales de polietileno
reforzados con fibra de agave y azodicarbonamida (ACA) como agente espumante a través del mismo
ensayo. Los resultados que se obtuvieron en dicho estudio mostraron que el polietileno sin aditivos
obtuvo el valor más alto. La energía registrada fue de 91.9 J lo que demuestra una diferencia grande al
comparar con el gypsum o bloque, esto puede deberse a que el polietileno es un elemento con
comportamiento dúctil lo que permite que se deforme sin la necesidad de romperse para dispersar la
energía dando una alta resistencia al impacto.
A través de un software para análisis estadístico se evalúo los resultados de impacto presente en
cada combinación de mampuesto-fibra con el propósito de determinar la normalidad de los datos
median la prueba de Shapiro-Wilk, en donde se pudo establecer solo 3 grupos tienen una distribución
normal debido a que sus p-valores son mayores o iguales a 0.05, por este hecho se tuvo se tuvo que
realizar la prueba no paramétrica de Kruskal–Wallis para determinar si existen diferencias
significativas entre tres o más grupos . Los resultados obtenidos se muestran la tabla 3.
En la prueba de Kruskal-Wallis, se obtuvo un p-valor menor a 0.001, lo que da una idea que al
menos uno de los grupos presenta una distribución o mediana diferente. Sin embargo, al no permitir
identificar por sí sola entre qué pares específicos existen diferencias, fue necesario un análisis de
comparaciones múltiples, cuyos resultados se presenta en figura 5.
Figura 5
Resumen gráfico del análisis estadístico aplicado al ensayo de impacto
El análisis de comparaciones múltiples mostró que no hay diferencia significativa al comparar el
gypsum (N) con el gypsum (H) cuando ambos materiales llevan la misma configuración de
recubrimiento. Los paneles sin fibra presentan diferencia significa con los bloques en sus distintas
combinaciones y frente a los paneles de gypsum reforzados con (R) y (A), esto da un indicio de una
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menor capacidad para absorber energía en los elementos sin refuerzo o con fibra (F). Además, la
aplicación de fibra (F) en los paneles aproxima significativamente a los valores del bloque sin fibra y
con fibra (F).
En la tabla 1 ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.se muestran las fallas encontradas
en los paneles de gypsum combinados con los distintos tipos de fibra.
Tabla 1
Fallas encontradas en los paneles de gypsum
Material
Evidencia grafica
Tipo de Falla
Observación
Gypsum Normal sin Fibra
Hundimiento
Deformación permanente,
que no compromete su
funcionamiento
Gypsum Normal con
Fleece
Hundimiento
Deformación permanente,
que no compromete su
funcionamiento
Gypsum Normal con
Rugosa
Hundimiento
Deformación permanente,
que no compromete su
funcionamiento
Gypsum Normal con
Acústica
Hundimiento
No se visualiza ningún daño
visible en la cara ensayada,
se analiza la falla en la parte
posterior de la muestra
Gypsum Resistente a la
humedad sin Fibra
Hundimiento
Deformación permanente,
que no compromete su
funcionamiento
Gypsum Resistente a la
humedad con Fleece
Hundimiento
Deformación permanente,
que no compromete su
funcionamiento
Gypsum Resistente a la
humedad con Rugosa
Hundimiento
Deformación permanente,
que no compromete su
funcionamiento
Gypsum Resistente a la
humedad con Acústica
Hundimiento
No se visualiza ningún daño
visible en la cara ensayada,
se analiza la falla en la parte
posterior de la muestra
Visualmente en todos los paneles ensayados existe el mismo tipo de falla, los únicos elementos que
se diferencian son los paneles de gypsum (N y H) recubierto con fibra de vidrio (A), este
comportamiento se puede deber a que la fibra (A) presenta un comportamiento elástico lo que le
permite recuperar su forma original, haciendo casi imperceptibles los daños en las caras ensayadas.
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Por esta razón se analizó la falla en la parte trasera de la muestra.
En la tabla 2 ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.se muestran las fallas detectadas en
los bloques combinados con los distintos tipos de fibra.
Tabla 2
Fallas encontradas en los bloques de hormigón
Material
Evidencia grafica
Tipo de Falla
Observación
Bloque sin Fibra
Hundimiento
Deformación permanente,
que no compromete su
funcionamiento
Bloque con Fleece
Hundimiento
Deformación permanente,
que no compromete su
funcionamiento
Bloque con Rugosa
Fisura
Fisura localizada en la zona
señalada, provocada por la
energía de impacto
aplicada.
Bloque con Acústica
Fisura
Fisura localizada en la zona
señalada, provocada por la
energía de impacto
aplicada.
En el Bloque se encontraron dos tipos de falla, hundimiento y fisura. Esto puede ser por las
propiedades que otorgan por el recubrimiento de fibras (R) y (A), para poder visualizar la falla la
energía liberada debe llegar al punto de fisurar el bloque de manera transversal ya que en la cara
ensayada de la muestra no se visualiza ningún daño evidente.
Se evidencia una gran diferencia en los modos de falla entre el gypsum (N, H) y el bloque, al
combinar con fibra (A). Esto puede deberse a que los paneles de gypsum tienen una baja capacidad de
carga localizada, ya que la aplicación de impactos puede perforar el material (Ferrández et al., 2024), a
diferencia del bloque, donde la aplicación de un impacto tiende a generar grietas en su intento de
absorber la energía, esto puede atribuirse a que el material presenta una mayor masa y rigidez
(ConcreteHome, 2024).
Resultados ensayo de fuego
En el ensayo de reacción al fuego se consideró el análisis de diferentes factores, por lo que se planteó
el esquema mostrado en la tabla 3 para la recolección de datos aplicado a 6 especímenes por cada
combinación de mampuesto-fibra.
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Tabla 3
Resultados obtenidos en el gypsum normal sin fibra en el ensayo de fuego
Panel normal sin fibra
Nº
El elemento
genera humo
Hubo
presencia de
partículas
Altura
máxima de
llama
Tiempo en
alcanzar la
altura de 15
cm
Duración de la
combustión tras
retirar el mechero
Hubo
presencia de
gotas
Se apaga la
llama tras
retirar el
mechero
1
no
no
4.2
-
0
no
si
2
no
no
4.5
-
0
no
si
3
no
no
4
-
0
no
si
4
no
no
4.3
-
0
no
si
5
no
no
4.2
-
0
no
si
6
no
no
4.3
-
0
no
si
En la tabla 3 se recolectaron 6 datos donde únicamente la altura máxima de la llama varió entre y
dentro de los grupos analizados. Es importante mencionar que ninguna muestra alcanzó la altura de
15 cm, parámetro que forma parte del criterio de medición del comportamiento ante el fuego, utilizado
por sistemas de clasificación como la EN 13501-1.
Para una mejor interpretación de los resultados de altura de propagación de llama, en la figura 6 se
muestra una gráfica de medias obtenidas a partir de 6 especímenes ensayados y evaluados para cada
combinación de mampuesto-fibra.
Figura 6
Alturas medias de propagación de llama con intervalos de confianza del 95%
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Al analizar la propagación de llama se consideró que, mientras menor sea la altura mejor es el
comportamiento del elemento. Visualmente se pudo apreciar que los elementos combinados con fibra
(A) presentan las medias de propagación de llama más altas, con valores próximos a 10 cm. Mientras
que los elementos combinados con fibras (F) dieron las medias más bajas, con valores cercanos a 3 cm.
Esta diferencia en las medias de propagación de llama puede atribuirse a que fibra de vidrio (A)
poseen un tejido acústico absorbente, lo que haría que su comportamiento frente a la exposición de
fuego se vea afectado. Los tejidos acústico-absorbentes tienen fibras que se relacionan fácil con la
energía que reciben, por lo que, se calienta rápidamente cuando está expuesto a una fuente de calor, lo
que provoca que llegue a su temperatura de ignición de manera más rápida; la fibra de vidrio no se
degrada térmicamente, pero la matriz compuesta, que entra en un proceso de pirolisis, obteniendo una
degradación y residuo sólido carbonizado (Abdi et al., 2021; Yousef et al., 2021).
Los elementos sin fibra o con fibra (R) no muestran un comportamiento similar. Además, se debe
mencionar que, los elementos recubiertos con el mismo tipo de fibra tampoco muestran variaciones
importantes en sus medias, esto puede ser porque las condiciones del ensayo están enfocadas en la
exposición superficial.
Según Schartel y Hull (2007), en ensayos de inflamabilidad de baja escala, la propagación de llama
depende de la pirólisis producida en el recubrimiento, el sustrato tiene poca participación en el
comportamiento, ya que no hay gran impacto térmico y la duración del ensayo es corta.
Se debe destacar los sistemas recubiertos con fibras (F) fueron los que presentaron los valores más bajos
de propagación de llama, esto se puede atribuir a que está elaborado con fibra de hilo no tejido,
ofreciendo una estructura más porosa, lo que reduce la acumulación de carbono durante la exposición
con el fuego, reduciendo la existencia de subproductos como son los residuos carbonosos, a diferencia
de la firba (A y R) que son elaborados con fibra de hilo tejido (Oliveux et al., 2015).
Los valores medios de altura de propagación de llama oscilaron entre 2.97 cm y 10 cm. Al comparar
con resultados obtenidos por Zenova Group (2020) y Warringtonfire Gent NV (2022), donde al aplicar
el mismo ensayo, obtuvieron una propagación de llama de 4 cm, al evaluar una lámina de madera
contrachapada normal recubierto con pintura de protección contra incendios y perfiles de bambú
térmico fabricado con tiras de bambú comprimidas; que corresponden a elementos que están
enfocados a la reacción contra el fuego, se pudo apreciar que las combinaciones analizadas en este
estudio tienen un comportamiento similar.
Considerando que el ensayo tiene un enfoque respecto a la reacción al fuego de manera superficial,
se puede resaltar que las superficies expuestas en los ensayos tienen algún mecanismo de protección
contra el fuego. Según Pereira et al. (2022), la fibra de vidrio actúa como una barrera térmica lo que
reduce la transferencia de calor, además de ser un elemento inorgánico que por sí mismo no es
combustible, aunque puede reaccionar al estar combinada con otros compuestos.
Por la proximidad de los datos entre grupos, se realizó un análisis estadístico para definir si hay
una diferencia estadísticamente significativa. Para este análisis se aplicó Kruskal-Wallis, ya que, al
tener grupos conformados por únicamente 6 datos la aplicación de pruebas de normalidad como
Shapiro-Wilk presentaría una baja potencia estadística, lo que impide identificar desviaciones de la
distribución normal y puede conducir a errores (Ruxton et al., 2015).
La prueba de Kruskal-Wallis indica que hay diferencias estadísticamente significativas entre al
menos dos de los grupos analizados, por lo que se aplicó una comparación en parejas para identificar
los grupos que difieren entre sí, obteniendo los resultados mostrados en la figura 7.
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Figura 7
Resumen gráfico del análisis estadístico aplicado al ensayo de fuego
Los resultados del análisis entre grupos muestran que únicamente el recubrimiento con fibra (A)
presenta una diferencia significativa, indicando un peor comportamiento respecto a la propagación de
llama. Cabe recalcar que, entre paneles de gypsum o bloques que lleven el mismo recubrimiento (F, R
o A) no existe una diferencia estadística. Este comportamiento concuerda con lo indicado
anteriormente, donde se menciona que, la capa superficial interviene en mayor medida.
Tampoco existe una diferencia significativa entre los grupos sin fibra y los grupos combinados con
fibra (F o R), demostrando que, a pesar de tener medias distintas, los grupos son estadísticamente
similares, A continuación, en la tabla 4 se muestra los rangos y promedios obtenidos en cada ensayo
junto con su representación gráfica del comportamiento obtenido.
Tabla 4
Resumen de datos de los ensayos de fuego
Material
Altura máxima
Altura mínima
Promedio
Evidencia gráfica
Gypsum Normal sin
Fibra
4.5 cm
4 cm
4.25 cm
Gypsum Normal con
Fleece
3.2 cm
2.9 cm
3.07 cm
Gypsum Normal con
Rugosa
5 cm
4.7 cm
4.85 cm
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Gypsum Normal con
Acústica
10.2 cm
9.8 cm
9.98 cm
Gypsum Resistente a
la humedad sin Fibra
4.3 cm
4 cm
4.15 cm
Gypsum Resistente a
la humedad con
Fleece
3.2 cm
2.8 cm
2.97 cm
Gypsum Resistente a
la humedad con
Rugosa
4.8 cm
4.5 cm
4.63 cm
Gypsum Resistente a
la humedad con
Acústica
10.1 cm
9.6 cm
9.87 cm
Bloque de hormigón
con Fleece
3.3 cm
3 cm
3.12 cm
Bloque de hormigón
con Rugosa
5 cm
4.7 cm
4.83 cm
Bloque de hormigón
con Acústica
10.2 cm
9.8 cm
10 cm
En la tabla 4 se observa que los mampuestos recubiertos con fibra (A) presentan los promedios más
altos. Las diferencias en la altura y tonalidad entre las fibras de vidrio estudiadas pueden deberse a
cambios en la estructura del tejido e incluso por la incorporación de revestimientos acústico-
absorbentes, incluyendo en la composición del material contenido orgánico entre las fibras,
beneficiando al proceso del pirólisis, resultando en una carbonización en las secciones expuestas al
fuego o en la extensión de la llama (Yousef et al., 2021). Como se mencionó anteriormente, el sustrato
no interviene en gran medida dada la baja penetración térmica, por lo que, los daños evidenciados son
similares cuando se tiene el mismo recubrimiento.
Resultados ensayo de acústico
Los resultados obtenidos en el ensayo acústico están conformados por los datos recolectados mediante
la aplicación decibel x en función del tiempo. Decibel x realizó de manera directa el cálculo del índice
de reducción sonora aplicando la ecuación 2, cabe recalcar que las áreas consideradas son respecto a
las caras expuestas de las rooms. Estos resultados se presentan en la figura 8.
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Figura 8
Resumen de los valores de SRI
En la figura 8 se puede apreciar que el SRI del gypsum (N) sin fibra y con fibra (F) sus resultados son
muy simular (cercano a 7.70 dB). En cambio, al recubrir con fibra (R y A) presentan una mejora
significativa de 11.104 dB y 13.604 dB respectivamente. Este incremento se puede atribuir a la forma en
la que están diseñadas las fibras, especialmente (A) que tiene un tejido acústico absorbente en la parte
posterior de la cara, esta estructura logra la disipación de energía sonora mediante la fricción del aire en
los poros, lo que disminuye las resonancias internas y mejora el aislamiento acústico (Cao et al., 2018).
La fibras (F y R) no tienen un tejido acústico absorbente, aun así, ofrecen un mejor resultado que los
elementos de gypsum sin recubrimiento, esto se puede atribuir a que, la incorporación de
recubrimientos de un sistema multicapa, permitiendo que las capas trabajen de forma autónoma, lo
que produce múltiples reflexiones que disminuyen la energía, además, el uso de capas ayuda al
desacoplamiento vibratorio generando un sistema masa-aire-masa que impide la trasmisión directa de
las vibraciones (Sujon et al., 2021).
Al analizar gypsum (H) sin fibra obtuvo un SRI 7.90 dB, y cuando está recubierto con fibras de vidrio
sigue la misma tendencia de mejora que el gypsum (N), pero con valores ligeramente superiores con
valores de 8.20 dB, 11.30 dB y 13.90 dB al incluir fibra (F, R y A) respectivamente.
El ligero incremento en el SRI del panel de gypsum (H) respecto al panel de gypsum (N), se le puede
atribuir a los aditivos siliconados lo que provocarían pequeñas variaciones en su masa o en su
densidad, parámetros que influyen directamente en la disipación acústica (Merli et al., 2023).
El bloque de hormigón sigue el mismo patrón que el gypsum (N) con una mejora en los resultados.
Esto puede deberse a que los recubrimientos aumentan la masa superficial y amortiguan vibraciones,
mejorando el desempeño acústico (Vigé, 2010). Además, El bloque recubierto con fibra (A) tiene los
mejores resultados, llegando a incrementar el índice de reducción de sonido hasta en un 66% respecto
al bloque sin fibra.
El comportamiento evidenciado tanto en el gypsum como en el bloque se asemeja a lo reportado
por Sánchez-Domínguez y Cruz-Pérez (2022), quienes establecieron que los sistemas constructivos al
incorporar capas en su masa estructural pueden producir una mejora en el aislamiento acústico.
Además, Sakamoto et al. (2024) menciona que la incorporación de tejidos acústicos permeables y
recubrimientos puede incrementar la disipación de energía acústica mejorando el desempeño del
elemento ya que, al usar un sistema multicapa se incrementa el coeficiente de absorción sonora.
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Entre los elementos sin recubrimiento y los recubiertos con fibra (A) hay un aumento en el SRI de
entre 5.9 y 6.5 [dB]. Según Everest y Pohlmann (2015), reducciones de al menos 3 [dB] ya logran ser
perceptibles, mientras que variaciones de entre 5 y 10 [dB] ya evidencian un cambio sonoro claro
entre espacios.
4. Conclusiones
A partir de los ensayos realizados para evaluar la resistencia al impacto, el comportamiento frente al
fuego y el aislamiento acústico de elementos de gypsum y bloques de hormigón recubiertos con fibra
de vidrio, se concluye que la incorporación de estos recubrimientos influye de manera diferenciada en
las propiedades evaluadas.
En el ensayo de impacto, se determinó que los elementos combinados con fibra acústica presentaron
una mejora de al menos el 11 % respecto a las demás configuraciones evaluadas, permitiendo que los
paneles de gypsum alcancen un comportamiento comparable al del bloque de hormigón sin
recubrimiento. Asimismo, la incorporación de los otros tipos de fibra incrementó de manera limitada
la capacidad de absorción de energía de los elementos analizados.
En la evaluación del comportamiento frente al fuego, la fibra rugosa y la fibra fleece no presentaron
variaciones relevantes al combinarse con bloques de hormigón, gypsum normal (N) y gypsum
resistente a la humedad (H). Además, los paneles sin recubrimiento mostraron un comportamiento
similar. La fibra fleece obtuvo el mejor desempeño en términos de altura de propagación de llama y
daños visibles posteriores a la exposición térmica.
Por otra parte, la fibra acústica fue el único recubrimiento que presentó diferencias significativas,
debido a que alcanzó mayores valores de propagación de llama. En consecuencia, bajo las condiciones
del ensayo realizado, la incorporación de estos recubrimientos no evidenció beneficios relevantes
frente al comportamiento superficial ante el fuego.
Respecto al aislamiento acústico, la fibra acústica destacó sobre las demás configuraciones, al
presentar los valores más elevados del índice de reducción sonora (SRI) en todas las combinaciones
evaluadas. Considerando el tipo de sustrato, el bloque de hormigón obtuvo el mayor desempeño,
seguido por el gypsum resistente a la humedad y, finalmente, el gypsum normal. Estos resultados
evidencian que los recubrimientos acústicos constituyen una alternativa efectiva para mejorar el
aislamiento sonoro de elementos constructivos.
En términos generales, la fibra de vidrio representó una alternativa viable para mejorar
parcialmente las propiedades mecánicas y acústicas de los paneles de gypsum, permitiendo alcanzar
comportamientos similares a los de sistemas tradicionales de mampostería en determinadas
condiciones. Sin embargo, frente al fuego, el bloque de hormigón mantuvo un desempeño superior
debido a su naturaleza inorgánica y baja susceptibilidad a la ignición bajo las condiciones evaluadas.
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https://doi.org/10.1038/s41467-021-21219-y
Transparencia
Conflicto de interés
Los autores declaran que no existen conflictos de interés de naturaleza alguna como parte de la
presente investigación.
Fuente de financiamiento
Los autores financiaron completamente la investigación.
Declaración sobre el uso de Inteligencia Artificial (IA)
Durante la elaboración de este artículo se utilizó inteligencia artificial como apoyo técnico y analítico
para la revisión lingüística, la corrección gramatical, la claridad expositiva, la organización de ideas y
el análisis de la información, bajo supervisión y validación humana permanente. No se empleó para
generar contenido científico original, argumentos, resultados, interpretar hallazgos o producir
conclusiones, ni para sustituir el juicio crítico. La responsabilidad sobre la integridad, veracidad y
contenido final del estudio recae exclusivamente en quien o quienes suscriben el artículo.
Contribución de autoría
Iván Alexander Robalino Rodríguez: Conceptualización, metodología, validación, investigación,
gestión de datos, redacción - preparación del borrador original, administración del proyecto, recursos,
supervisión.
Andrea Natalí Zarate Villacrés: Validación, investigación, gestión de datos, redacción - revisión y
edición, financiamiento, supervisión.
Marcelo David Guerra Valladares: Software, validación, análisis formal, redacción - revisión y edición,
financiamiento, supervisión.
Julio Andrés Fiallos Iglesias: Software, validación, investigación, visualización, financiamiento.
Cristian Andrés Marcillo Zapata: Conceptualización, metodología, validación, investigación,
redacción - revisión y edición, financiamiento, administración del proyecto, supervisión.
Los autores contribuyeron activamente en el análisis de los resultados, revisión y aprobación del
manuscrito final.