Recibido: 29/01/2026
Aceptado: 27/03/2026
https://revistas.unj.edu.pe/index.php/pakamuros
189
Volumen 14, Número 1, Enero- Marzo, 2026, Páginas 189 al 205
DOI: https://doi.org/10.37787/x0a85c67
ARTÍCULO DE REVISIÓN
Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos con adición de
fibras naturales: Una revisión sistemática
Evaluation of the physical and mechanical properties of rigid pavements with the
addition of natural fibers: A systematic review
Evelyn Paico
1 *
y Manuel Laurencio
2
RESUMEN
Este trabajo revisa el uso de fibras naturales como refuerzo en el concreto para pavimentos rígidos, con
énfasis en el desempeño físico-mecánico y en los criterios de dosificación. Se realizó una revisión
sistemática de 45 estudios publicados entre 2016 y 2025 en Scopus y SciELO, registrando tipo de fibra,
tratamiento, longitud, porcentaje en mezcla, matriz y aplicación. Los resultados evidencian mejoras
consistentes en resistencia a flexión y tracción, tenacidad y control de fisuras, especialmente con fibras
cortas medias (20 – 50 mm) y dosificaciones bajas intermedias (0.3 – 1.5 % en volumen o 0.5 – 2.0 %
en masa). El pretratamiento mediante procesos alcalinos o recubrimientos fortalece la adherencia fibra
matriz, reduce la absorción y estabiliza la respuesta posfisura. Entre las fibras más destacadas se
encuentran el plátano, yute, coco y sisal por su comportamiento estructural confiable; cáñamo, lino, piña,
palma datilera y fibras amazónicas muestran viabilidad en sistemas de recubrimiento o matrices
compatibles, siempre que se controle la trabajabilidad y la permeabilidad. En general, las fibras naturales
ofrecen ventajas técnicas y ambientales, con potencial para optimizar el diseño de losas y reducir el
impacto ambiental del concreto, aunque persisten retos de variabilidad y estandarización.
Palabras clave: Fibras naturales; pavimento rígido; concreto reforzado; Tracción; sostenibilidad.
ABSTRACT
This work reviews the use of natural fibers as reinforcement in concrete for rigid pavements, with
emphasis on physical-mechanical performance and dosage criteria. A systematic review of 45 studies
published between 2016 and 2025 in Scopus and SciELO was conducted, recording fiber type, treatment,
length, dosage, matrix, and application. The results show consistent improvements in flexural and tensile
strength, toughness and crack control, especially with medium short fibers (20 – 50 mm) and
intermediate low dosages (0.3 – 1.5% by volume or 0.5 – 2.0% by mass). Pretreatments, such as alkaline
processes or surface coatings, enhance fiber–matrix adhesion, reduce absorption, and stabilize
poscracking behavior. Among the most effective fibers, banana, jute, coconut, and sisal stand out for
their reliable structural behavior, while hemp, flax, pineapple, date palm, and Amazonian fibers are feasible in
coating systems or compatible matrices, provided that workability and permeability are properly controlled.
Overall, natural fibers represent a technical and environmental alternative for rigid pavements, with potential to
optimize slab design and reduce the environmental footprint of concrete. However, challenges remain
regarding variability and the lack of standardized methodologies.
Keywords: Natural fibers; rigid pavement; concrete reinforcements; toughness; sustainability.
*
Autor para correspondencia
1
Universidad Catolica Sedes Sapientiae, Perú. Email:
2020102317@ucss.pe, mlaurencio@ucss.edu.pe
Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos con adición de fibras naturales
190
INTRODUCCIÓN
La infraestructura vial constituye un pilar esencial para el desarrollo económico y social de los
países. Dentro de ella, los pavimentos rígidos desempeñan un rol fundamental en proyectos de
gran escala como autopistas, aeropuertos y vías urbanas de alto tránsito, debido a su elevada
resistencia estructural y durabilidad frente a cargas pesadas y condiciones climáticas adversas.
Sin embargo, el concreto tradicional utilizado en pavimentos rígidos evidencia limitaciones
importantes, sobre todo por su baja resistencia a tracción y la tendencia a la fisuración asociada
a retracción, cargas dinámicas o impactos repetidos (Silva, Mobasher, & Toledo Filho, 2017).
Para superar estas deficiencias y extender la vida útil de las estructuras, se han propuesto
diversas estrategias de refuerzo. Entre ellas, una de las más destacadas es la incorporación de
fibras naturales al concreto, que reemplazan parcialmente a fibras sintéticas y aditivos
convencionales. Este recurso no solo busca mejorar las propiedades mecánicas del material, sino
también mitigar el impacto ambiental de la construcción, ya que la producción de cemento
constituye una de las principales fuentes de emisiones de CO₂ (Bahmani & Mostafaei, 2025).
En esta línea, diferentes revisiones subrayan el potencial de las fibras vegetales como alternativa
sostenible y describen métodos de tratamiento y aplicación (Amin, Ahmad, Khan, & Ahmad,
2022). Incluso se han evaluado indicadores de eficiencia eco-estructural que combinan
desempeño mecánico y huella ambiental en concretos con yute (Khan, Khan, & Ali, 2023).
Los resultados coinciden en que fibras como bambú, coco, lino, yute y sisal fortalecen
propiedades críticas del concreto, como la resistencia a flexión y tracción, el desempeño frente
al impacto y la durabilidad, al actuar como puentes de transferencia de esfuerzos que retrasan la
propagación de microgrietas (Ahmad, Zaid, Farooq, & Ostrowski, 2022). En el caso de la fibra
de coco, los ensayos muestran mejoras notables en absorción de energía e impacto cuando se
optimizan contenido y longitud de fibra (Ahmad et al., 2022). Algo similar se observa con el
cáñamo, cuyos resultados experimentales revelan incrementos en parámetros mecánicos clave
para su uso en elementos tipo losa, confirmando su aplicabilidad en pavimentos rígidos (Zhou,
Zheng, Li, & Bian, 2017). Además, compilaciones experimentales recientes corroboran el efecto
de puenteo y la ganancia de tenacidad en matrices cementicias reforzadas con fibras vegetales
(Joachim, Le, & Holschemacher, 2024). Un panorama comparativo con sisal, yute, bagazo y
coco confirma que el contenido de fibra es un factor decisivo sobre el desempeño final del
material (Jamshaid, Mishra, Hussain, & Hussain, 2022).
Paico y Laurencio
191
Desde el punto de vista técnico, la incorporación de fibras naturales también abre la posibilidad
de reducir el espesor de las losas y optimizar el consumo de materiales sin comprometer la
seguridad estructural, siempre que se respalden los cambios de diseño con modelos y criterios
de verificación adecuados (Geremew et al., 2025). Estos beneficios se potencian mediante
tratamientos físicos o químicos, en particular procesos alcalinos con NaOH que mejoran la
adherencia fibra matriz y disminuyen problemas de absorción y degradación (Farias et al., 2024;
Wang, Chang, Shi, & Wang, 2019).
A pesar de los avances experimentales, subsisten vacíos importantes para su aplicación práctica
en pavimentos rígidos. La variabilidad propia de las fibras, marcada por el origen vegetal, las
condiciones de cultivo y los métodos de tratamiento, continúa siendo un obstáculo para la
estandarización y la reproducibilidad (Bahmani & Mostafaei, 2025). La ausencia de criterios
uniformes también limita la transferencia de resultados a normativas de diseño y dificulta la
comparación entre estudios (Hasan, Saidi, Jamil, Amalia, & Mubarak, 2022). En este contexto,
el presente artículo tiene como objetivo realizar una revisión bibliográfica exhaustiva y crítica
sobre los efectos de la incorporación de fibras naturales en el concreto destinado a pavimentos
rígidos. Se recopilaron publicaciones académicas indexadas en Scopus, SciELO, y MDPI
priorizando trabajos recientes de 2016 a 2025 que analizan propiedades físico mecánicas,
tratamientos aplicados a las fibras, proporciones óptimas y experiencias prácticas en
infraestructura vial.
MATERIALES Y MÉTODOS
La presente investigación corresponde a una revisión sistemática documental con enfoque
descriptivo analítico, orientada a evaluar los efectos físico-mecánicos del uso de fibras naturales
en mezclas de concreto aplicadas a pavimentos rígidos. Se definieron a prioridad las preguntas
de investigación, las variables de interés y los criterios de elegibilidad.
Fuentes y periodo de búsqueda. La recopilación de información se realizó entre abril y junio de
2025. Se consultaron prioritariamente las bases Scopus y SciELO ; de manera complementaria
se verificó la disponibilidad de los textos completos en los portales de las revistas. Para
garantizar la exhaustividad, se definieron cadenas de búsqueda exactas estructuradas con
operadores booleanos. En Scopus se empleó la ecuación: ("natural fiber" OR "vegetable fiber"
OR "coconut" OR "coir" OR "jute" OR "sisal" OR "hemp" OR "bamboo" OR "date palm fiber"
OR "bagasse" OR "fique") AND ("concrete" OR "mortar" OR "geopolymer") AND ("rigid
pavement" OR "mechanical properties" OR "slab"). En la base de datos SciELO se adaptó la
Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos con adición de fibras naturales
192
sintaxis al español e inglés: ("fibra natural" OR "fibra vegetal") AND ("concreto" OR
"hormigón") AND ("pavimento rígido" OR "propiedades mecánicas").
Criterios de inclusión. (i) Publicaciones 2016–2025, con revisión por pares y texto completo
disponible en abierto; (ii) estudios experimentales, estudios de caso aplicados o revisiones
críticas con datos comparables sobre concreto, morteros o geopolímeros reforzados con fibras
naturales (p. ej., yute, coco, sisal, cáñamo, lino, kenaf, bagazo, fique, bambú, palma datilera,
piña); (iii) resultados cuantitativos de propiedades físico-mecánicas relevantes para diseño de
losas/pavimentos (compresión, tracción, flexión, tenacidad/impacto, fisuración, durabilidad).
Criterios de exclusión. Documentos sin acceso completo; artículos centrados solo en fibras
sintéticas o matrices poliméricas ajenas al concreto; estudios sin vínculo con elementos
estructurales o aplicaciones en infraestructura vial.
Proceso de selección y extracción. Para asegurar la transparencia y reproducibilidad
metodológica de esta revisión sistemática, la selección de estudios se documentó siguiendo las
directrices del diagrama de flujo PRISMA (véase Figura 1). La búsqueda inicial en las bases de
datos arrojó 75 registros. Tras aplicar los criterios de inclusión y exclusión, la muestra final se
refinó a 45 fuentes pertinentes. Se extrajeron de cada estudio: país, tipo de fibra y tratamiento
(físico, térmico, alcalino), longitud, dosificación, tipo de matriz
(concreto/mortero/geopolímero), propiedad evaluada y la aplicación al concreto de pavimentos
rígidos. La síntesis comparativa se organizó en tablas temáticas.
RESULTADOS
Los estudios seleccionados demuestran descriptivamente que la adición de fibras vegetales al
concreto para pavimentos rígidos genera incrementos directos en el comportamiento a tracción
y flexión, además de elevar la tenacidad del material. El análisis de los datos extraídos revela
mejoras cuantitativas consistentes; por ejemplo, se reportan incrementos que oscilan entre el 15
% y el 30 % en la resistencia a flexión, dependiendo de la compatibilidad de la matriz y el tipo
de fibra utilizada. En el concreto convencional y de alta resistencia, la fibra de coco destaca por
su alta capacidad para elevar la absorción de energía frente a impactos. Paralelamente, los
ensayos con sisal y con fibras de palma datilera documentan aumentos numéricos directos en
los módulos de tracción indirecta y flexión.
En esta tabla se presenta la comparación de estudios según tipo de fibra natural y propiedades
físico-mecánicas mejoradas en concreto para pavimento rígido.
Paico y Laurencio
193
Figura 1
Diagrama de flujo PRISMA del proceso de selección de estudios.
Tabla 2
Comparación de estudios según tipo de fibra natural y propiedades físico-mecánicas mejoradas en concreto para
pavimento rígido
Fuente
Autor(es) y
Año
Fibra Natural
Longitud
(mm)
Propiedades
mejoradas
MDPI
Khan et al.,
2023
Yute
-
Flexión, tracción,
eficiencia eco
estructural en concretos
con yute
MDPI
Ahmad et al.,
2022
Coco (coir)
-
Control de fisuración,
tenacidad, mejora de
flexión e impacto en
concretos
MDPI
Okeola et al.,
2018
Sisal
-
Incrementos en
tracción por división y
módulo; efecto
limitado en compresión
Frontiers
Zhou et al.,
2017
Cáñamo
(hemp)
-
Mejora de tracción,
compresión y
ductilidad con
tratamiento de la fibra
MDPI
Farias et al.,
2024
Yute (corto)
20–40
Mayor rigidez y
tenacidad a flexión en
recubrimientos sobre
soporte rígido
Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos con adición de fibras naturales
194
MDPI
Shcherban’ et
al., 2022
Coco (coir)
-
Mejor respuesta
esfuerzo deformación
Frontiers
Jiang et al.,
2021
Coco (coir)
-
Aumento de resistencia
a flexión y tenacidad en
cemento fosfato
magnésico
MDPI
Beskopylny
et al., 2022
Sisal
-
Tenacidad y control de
fisura con pérdidas
controladas de
asentamiento
MDPI
Martinelli et
al., 2023
Coco (coir)
-
Síntesis: control de
apertura de fisuras y
aumento de tenacidad
MDPI
Mohammed
et al., 2024
Yute
(geopolímero)
15–35
Óptimos intermedios
en tracción flexión con
buena trabajabilidad
MDPI
Althoey et al.,
2022
Palma datilera
-
Incrementos en
tracción y flexión;
atención a interfaz fibra
matriz
MDPI
Adamu et al.,
2023
fibra de palma
datilera +
carbón
activado en
polvo
-
Mitigación de pérdidas
mecánicas a alta
temperatura
MDPI
Bamaga et
al., 2022
Fibra de palma
datilera.
-
Revisión: mejoras
mecánicas con
tratamientos previos de
la fibra
MDPI
da Costa
Santos et al.,
2022
Lino y cáñamo
-
Mejora de adherencia y
resistencia residual tras
tratamientos
superficiales
MDPI
Abbas et al.,
2022
Kenaf
-
Viabilidad en
cementicios; efectos en
fisuración y
durabilidad
SciELO
Azevedo et
al., 2020
Fibra de piña
-
Viabilidad tecnológica
en morteros de
recubrimiento sobre
losa
SciELO
Borges et al.,
2019
Sisal y rami
-
Comparativo con
propiedades físicas y
mecánicas en
elementos delgados
SciELO
Dias et al.,
2021
Residuos de
sisal
-
Influencia en
propiedades físicas y
mecánicas de morteros
Paico y Laurencio
195
SciELO
Fonseca et
al., 2021
Fibras
amazónicas
-
Tratamientos que
reducen absorción y
mejoran interfaz en
morteros
SciELO
Soares et al.,
2025
Sisal
(fibrocemento)
-
Efectos en desempeño
mecánico de placas
delgadas compatibles
con losas
El efecto principal documentado en las matrices cementicias y geopoliméricas es la capacidad
de la fibra para actuar como puente, redistribuyendo los esfuerzos internos. En los sistemas de
recubrimiento estructural, el yute y las fibras amazónicas han evidenciado una mejora sustancial
en la rigidez de las capas complementarias sobre losas. Para fibras como el cáñamo y el lino,
los avances más sólidos provienen de la evaluación de tratamientos superficiales previos, los
cuales determinan la durabilidad del compuesto en elementos delgados.
Asimismo, diversos estudios coinciden en que el tratamiento previo de las fibras es fundamental
para asegurar una buena adherencia con la matriz cementicia, reduciendo la degradación y
mejorando el comportamiento mecánico. A continuación, se presenta la Tabla 3, la cual recoge
los tratamientos más comunes y su efecto en la mezcla.
Tabla 3
Tratamientos aplicados y efecto en la adherencia fibra-matriz cementicia
Autor(es) y
Año
Fibra
natural
Tratamiento reportado
Efecto observado
da Costa
Santos et al.,
2022
Lino,
cáñamo
Alcalinización y tratamientos
superficiales (p.ej., NaOH,
recubrimientos)
Mejora de interfaz fibra-
matriz, aumenta resistencia
residual y energía de
fractura
Fonseca et
al., 2021
Fibras
amazónicas
Tratamientos alcalinos y
térmicos según especie
Disminuye absorción,
aumenta adherencia y
desempeño mecánico en
morteros cementicios
Bamaga et
al., 2022
Palma
datilera
(revisión)
Limpieza, corte,
alcalinización;
recomendaciones de
preacondicionamiento
Aumenta propiedades
mecánicas y estabilidad;
necesidad de control de
variabilidad
Abbas et al.,
2022
Kenaf
(revisión)
Alcalino (NaOH), blanqueo y
acondicionamientos
Aumenta adherencia y
disminuye degradación;
impacto positivo en control
de fisuración
Martinelli et
al., 2023
Coco
(revisión)
Pretratamientos para reducir
absorción y mejorar
compatibilidad
Aumenta tenacidad y
control de apertura de
Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos con adición de fibras naturales
196
fisuras; ajustes de
trabajabilidad
Zhou et al.,
2017
Cáñamo
Tratamiento de la fibra previo
a la mezcla
Aumenta tracción y
compresión del compuesto;
mejor comportamiento a
fisuración
Farias et al.,
2024
Yute (corto)
Selección de longitud,
dosificación y curado del
sistema de recubrimiento
Aumenta rigidez y
tenacidad a flexión en
paneles sobre soporte rígido
Azevedo et
al., 2020
Fibra de piña
Tratamiento alcalino en
morteros
Viabilidad tecnológica y
cohesión en capas de
revestimiento
Okeola et
al., 2018
Sisal
Acondicionamiento y
dispersión de fibra en mezcla
Aumenta tracción por
división y módulo;
necesidad de controlar
asentamiento
En conjunto, los tratamientos alcalinos y los recubrimientos superficiales son los que más
consistentemente mejoran la interfaz fibra–matriz, ya que reducen la absorción y mejoran la
adherencia. Esto se traduce en mayor resistencia residual y mejor control de fisuras en elementos
tipo losa, tal como lo señalan da Costa Santos et al. (2022). De forma complementaria, Fonseca
et al. (2021) también destacan que dichos tratamientos incrementan el desempeño mecánico en
morteros cementicios.
La siguiente Tabla 4 expone una síntesis crítica sobre las ventajas y limitaciones prácticas de
las fibras naturales analizadas, lo cual será esencial para orientar su uso en escenarios reales de
infraestructura.
Tabla 4
Ventajas y limitaciones de fibras naturales para pavimentos rígidos
Fibra
Ventajas principales
Limitaciones observadas
Coco (coir)
Aumenta tenacidad y control de
fisuras; buen desempeño
posfisura
Disminuye trabajabilidad;
requiere pretratamiento para
controlar absorción
Yute
Aumenta flexión y rigidez en
recubrimientos y matrices
compatibles
Sensible a humedad sin
tratamiento; variabilidad por
procedencia
Sisal
Aumenta tenacidad y control de
fisura a bajas dosificaciones
Pérdida de asentamiento si no se
ajusta la mezcla; variación de
calidad
Cáñamo
Aumenta tracción/compresión y
ductilidad con tratamiento
Necesidad de
acondicionamiento;
disponibilidad y estandarización
Paico y Laurencio
197
Lino
Aumenta adherencia y
desempeño tras tratamientos
superficiales
Sensibilidad a ambientes
alcalinos si no se protege la fibra
Kenaf
Viable en cementicios; apoyo en
control de fisuración
Requiere tratamientos para
durabilidad; datos aún
heterogéneos
Palma datilera
Aumenta tracción flexión;
desempeño mejorable con
adiciones
Interfaz crítica; absorción y
permeabilidad a vigilar
Fibra de piña
Opción en morteros de
recubrimiento; cohesión
Aplicación más sólida en
morteros; necesidad de control de
dosificación
Fibras amazónicas
Mejoras de adherencia tras
tratamiento
Alta variabilidad por especie y
preparación
Sistemas híbridos (p.
ej., sisal + rami; yute
en capas)
Sinergias en tenacidad y control
de agrietamiento
Requiere diseño cuidadoso y
compatibilidad entre fibras y
matriz
En conjunto, las fibras muestran ventajas diferenciales y compromisos: el coir y el sisal
sobresalen por tenacidad y comportamiento posfisura en losas, el yute rinde mejor en
recubrimientos o matrices delgadas, y la fibra de palma datilera aporta resistencia a tracción y
flexión, aunque exige un control riguroso de la interfaz y de la permeabilidad. Además, el
cáñamo y el lino logran un mejor desempeño cuando reciben tratamientos superficiales. Ahmad
et al. (2022) destacan la mejora del control de fisuras y de la tenacidad con fibras de coco,
mientras que Farias et al. (2024) documentan beneficios similares en el caso del yute. Por su
parte, Althoey et al. (2022) señalan la relevancia de la palma datilera en la tracción y la flexión,
y da Costa Santos et al. (2022) confirman el aporte del cáñamo y del lino tras aplicar tratamientos
superficiales. En todos los casos, dosificaciones moderadas y pretratamiento de la fibra son
claves para lograr una adherencia estable sin comprometer la trabajabilidad, favoreciendo su
aplicación en pavimentos rígidos.
DISCUSIÓN
La evidencia recopilada confirma que las fibras vegetales mejoran significativamente el
desempeño posfisura (tenacidad y ductilidad) y reducen la propagación de microgrietas en
matrices cementicias para pavimentos. Este fenómeno se explica teóricamente porque las fibras
asumen los esfuerzos de tracción una vez que la matriz de concreto se fisura, mecanismo que
Martinelli et al. (2023) describen como puentes de transferencia de esfuerzos.
Al cruzar los datos de los distintos estudios, se identifica que el rango de máxima eficiencia
Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos con adición de fibras naturales
198
estructural y mecánica se obtiene con longitudes de fibra entre 20 y 50 mm, utilizando
dosificaciones volumétricas o másicas bajas a intermedias (0.3 – 1.5 %). Superar este umbral
del 1.5 % resulta contraproducente. La interpretación física de este límite radica en que el exceso
de material lignocelulósico incrementa la porosidad efectiva de la mezcla, desencadenando una
pérdida severa de trabajabilidad que impide una correcta consolidación del concreto, anulando
así cualquier ganancia mecánica adicional.
La alcalinización con NaOH y la aplicación de recubrimientos superficiales mejoran la
humectabilidad, eliminan hemicelulosas y reducen la hinchazón higroscópica, lo que se traduce
en una mejor adherencia y en mayor resistencia residual del compuesto. da Costa Santos et al.
(2022) confirman estos beneficios en fibras tratadas con soluciones alcalinas. De forma
complementaria, Fonseca et al. (2021) reportan efectos empíricos positivos en la reducción
drástica de la absorción hídrica, mientras que Siouta et al. (2024) destacan mejoras de adherencia
similares al trabajar específicamente con fibras de cáñamo.
A pesar del consenso sobre los beneficios mecánicos a nivel experimental, la aplicación de estas
mezclas en infraestructura vial enfrenta limitaciones prácticas que la literatura actual no resuelve
adecuadamente. El primer gran obstáculo es la variabilidad intrínseca de los resultados. Al ser
materiales naturales, las propiedades mecánicas de las fibras cambian drásticamente según su
procedencia geográfica, las condiciones climáticas del cultivo y las técnicas de extracción. Esta
falta de homogeneidad impacta negativamente en la reproducibilidad de los resultados entre los
diferentes estudios analizados, complicando la estandarización de las normativas de diseño.
En segundo lugar, existe una evidente falta de validación en campo. La inmensa mayoría de las
investigaciones documentadas se limitan a ensayos controlados en laboratorio a escala de
probeta. Es imperativo reconocer que el comportamiento de estas fibras frente a condiciones
reales de servicio (gradientes térmicos extremos a la intemperie, exposición a sales de deshielo
y abrasión vehicular constante) sigue siendo una incógnita significativa para la adopción
práctica
Finalmente, se evidencia un análisis económico ausente en el estado del arte. No existe una
discusión profunda sobre la relación costo-beneficio de emplear fibras naturales tratadas en
comparación con las fibras sintéticas tradicionales. Aspectos como el costo de la extracción, los
tratamientos alcalinos a escala industrial y el control de calidad riguroso son factores
determinantes para evaluar su verdadera viabilidad económica en megaproyectos de
pavimentación.
Paico y Laurencio
199
Para consolidar el refuerzo del concreto con fibras vegetales en pavimentos rígidos y facilitar
su transición hacia normativas oficiales, se sugieren las siguientes líneas de acción:
* Ensayos de campo y evaluación de fatiga a largo plazo: Es prioritario ejecutar tramos
experimentales de carreteras a escala real instrumentados para monitorear el comportamiento
del material frente a cargas dinámicas de fatiga y desgaste superficial por abrasión durante ciclos
multianuales.
* Estandarización de protocolos: Se requiere un esfuerzo conjunto para desarrollar guías
normativas que unifiquen los métodos de caracterización, tratamiento químico y rangos de
dosificación de las fibras, garantizando la homogeneidad de la mezcla.
* Estudios de factibilidad económica: Desarrollar análisis de ciclo de vida (ACV) integrados
con evaluaciones de costos directos e indirectos, comparando la implementación de fibras
naturales frente al acero y el polipropileno bajo escenarios industriales reales.
CONCLUSIONES
La revisión realizada demuestra de manera consistente que la incorporación de fibras naturales
en mezclas cementicias destinadas a pavimentos rígidos mejora las propiedades físico-
mecánicas del concreto, particularmente la resistencia a tracción y flexión, la tenacidad y el
control de fisuración. Este comportamiento se explica por el efecto de puenteo que las fibras
ejercen sobre las microgrietas, favoreciendo una redistribución estable de los esfuerzos durante
la etapa posfisura.
Los resultados analizados permiten establecer que los rangos de longitud óptimos se sitúan entre
20 y 50 mm, y las dosificaciones más eficientes se ubican entre 0.3 y 1.5 %, valores que
maximizan el desempeño sin afectar significativamente la trabajabilidad del concreto. Fuera de
estos intervalos, la ganancia mecánica tiende a estabilizarse o disminuir debido a problemas de
dispersión y asentamiento.
El pretratamiento de las fibras mediante procesos alcalinos o recubrimientos superficiales
constituye una condición esencial para lograr una adherencia duradera con la matriz cementicia,
reduciendo la absorción de humedad y la variabilidad entre lotes. En este sentido, la
combinación de métodos físicos y químicos de acondicionamiento contribuye a estabilizar las
propiedades mecánicas y de durabilidad del material compuesto.
En términos comparativos, el coco (coir) y el sisal presentan el mejor comportamiento posfisura
y mayor tenacidad en elementos tipo losa; el yute evidencia un desempeño favorable en
recubrimientos estructurales y matrices geopoliméricas; el cáñamo y el lino muestran una
Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos con adición de fibras naturales
200
respuesta destacada tras recibir tratamientos superficiales; mientras que la fibra de palma
datilera requiere un control riguroso de la interfaz y de la permeabilidad para garantizar su
eficiencia estructural. Asimismo, las fibras amazónicas y de piña resultan viables para morteros
de revestimiento complementarios sobre losas de pavimento.
Desde el punto de vista estructural, el aumento de la energía de fractura y del comportamiento
posfisura ofrece márgenes de optimización del diseño, permitiendo reducir el espesor de las
losas o espaciar juntas sin comprometer la seguridad, siempre que se verifique el desempeño a
fatiga y abrasión bajo condiciones reales de servicio.
En cuanto a la durabilidad, la respuesta frente a ciclos térmicos, hielo deshielo o exposición a
sales depende directamente de la calidad del anclaje fibra matriz y del curado del sistema. La
inclusión de adiciones minerales finas puede contribuir a mitigar la absorción y la
permeabilidad, prolongando la vida útil del material.
Finalmente, las fibras naturales representan una alternativa técnica y ambientalmente viable para
el refuerzo del concreto en pavimentos rígidos, al promover la valorización de residuos
agroindustriales y reducir la huella de carbono de la construcción. Sin embargo, se mantiene la
necesidad de estandarizar los procedimientos de caracterización, los parámetros de tenacidad y
energía de fractura, así como los protocolos de ensayo a escala de losa, a fin de consolidar su
aplicación normativa y práctica en la ingeniería vial contemporánea.
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Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos con adición de fibras naturales
204
ANEXOS
Tabla 1
Resumen de artículos de fibras naturales en pavimentos rígidos
Fuente
Autor(es) y
Año
País
Fibra
Natural
Aplicación / Contexto
MDPI
Khan et al.,
2023
Múltiples
(revisión)
Yute
Mejora de compresión,
tracción y flexión; eficiencia
eco-estructural; aplicable a
losas de pavimento rígido.
MDPI
Ahmad et
al., 2022
Múltiples
(revisión)
Coco
Control de fisuración y
aumento de tenacidad;
incrementos en flexión e
impacto en concretos para
pavimentos.
MDPI
Okeola et al.,
2018
Nigeria
(experimental)
Sisal
Aumento de tracción/división y
módulo; efecto limitado en
compresión; utilidad en capas
de rodadura rígidas.
Frontiers
Zhou et al.,
2017
China/Reino
Unido
(experimental)
Cáñamo
Tratamientos alcalinos
mejoran adherencia;
incrementos en
tracción/compresiones
relevantes para losas.
MDPI
Farias et al.,
2024
Brasil
(experimental)
Yute
Mortero de recubrimiento con
yute para refuerzo; mejora de
respuesta fuera del plano en
paneles sobre soporte rígido.
MDPI
Shcherban’
et al., 2022
Rusia
(colaboración)
Coco
Concreto de alta resistencia
con coir; mejor
comportamiento posfisura para
elementos tipo losa.
Frontiers
Jiang et al.,
2021
China
(experimental)
Coco
Óptimo 3 %; mejora de flexión
y tenacidad; útil para
reparaciones rápidas de losas.
MDPI
Beskopylny
et al., 2022
Rusia
(experimental)
Sisal
Concretos ecos con sisal;
incrementos en tracción y
flexión a bajas dosificaciones;
control de fisura.
MDPI
Martinelli et
al., 2023
Brasil (revisión)
Coco
Control de apertura de fisuras,
aumento de tenacidad; guía
para dosificación en
pavimentos.
MDPI
Mohammed
et al., 2024
Múltiples
(experimental)
Yute
Geo polímero reforzado con
yute; efectos en flexión y
absorción; alternativa
cementicia para losas.
Paico y Laurencio
205
MDPI
Althoey et
al., 2022
Arabia Saudita
(experimental)
Palma
datilera
Incremento de
tenacidad/resistencia residual;
interfaz fibra matriz crítica en
elementos de concreto.
MDPI
Adamu et
al., 2023
Múltiples
(experimental)
Palma
datilera
Mantiene desempeño a alta
temperatura; útil en zonas
cálidas para losas rígidas.
MDPI
Bamaga et
al., 2022
Arabia Saudita
(revisión)
Palma
datilera
Revisión: mejora mecánica con
tratamiento de fibras;
consideraciones de durabilidad
para pavimentos.
MDPI
da Costa
Santos et al.,
2022
Brasil/Portugal
(experimental)
Lino y
cáñamo
Tratamientos superficiales alta
resistencia residual y energía
de fractura; aplicabilidad en
losas delgadas.
MDPI
Abbas et al.,
2022
Malasia
(revisión)
Kenaf
Revisión: viabilidad de kenaf
en cementicios; efectos en
fisuración y durabilidad en
elementos rígidos.
SciELO
Azevedo et
al., 2020
Brasil
(experimental)
Fibra de
piña
Mortero para
asentado/revestimiento con
fibra tratada; viabilidad
tecnológica en capas sobre
losa.
SciELO
Borges et al.,
2019
Brasil
(experimental)
Sisal y
Rami
Propiedades físicas y
mecánicas en concretos para
muros/losas delgadas.
SciELO
Dias et al.,
2021
Brasil
(experimental)
Residuos de
sisal
Influencia en propiedades
físicas y mecánicas de
morteros; potencial en capas de
recubrimiento.
SciELO
Fonseca et
al., 2021
Brasil
(experimental)
Fibras
amazónicas
Tratamientos mejoran
adherencia y desempeño en
morteros cementicios
aplicables sobre losas.
SciELO
Soares et al.,
2025
Brasil
(experimental)
Sisal
Fibrocemento con 3 % sisal y
aditivos; efectos en desempeño
mecánico de placas delgadas.