Estructures de formigó d’altes prestacions a partir de materials i tecnologies de disseny i construcció

Beamforming en antenes multielement a molt altes freqüències pel cotxe connectat
gener 3, 2020
Nous processos de fabricació additiva de components metàl·lics
desembre 31, 2019
2019

Recentment, s’han produït una sèrie de col·lapses de ponts construïts fa més de cinquanta anys amb formigó armat i/o pretesat, a causa de la corrosió de les armadures. Aquesta corrosió produeix una reducció progressiva de la capacitat resistent de les estructures, efecte que és més notable en ambients agressius, com ara en zones costaneres i portuàries. És per això que actualment existeixen plans de vigilància i manteniment per tractar de detectar aquest fenomen, protegir les estructures i avaluar la seva afectació en la seguretat de les construccions. No obstant això, el nombre d’estructures existents afectades és enorme i els costos de manteniment, reparació, reforç o demolició associats és també enorme i augmentarà a mesura que les infraestructures envelleixin.

Avui en dia, hi ha materials d’altes prestacions (resistència, durabilitat), com ara els polímers reforçats amb fibres (FRP) de carboni, de vidre o de basalt, entre altres, que tenen una resistència inherent a la corrosió. L'ús d’aquests materials com a armadura per a estructures de formigó permetrà el disseny i la construcció de noves estructures duradores d’alt rendiment (HPDS) amb una vida útil més llarga, que reduirà els costos futurs de manteniment, reforç o reemplaçament.


 

Tot i que l’ús d’FRP com a material de reforç o armadura interna ha estat estudiat i aplicat a casos reals, el seu ús com a armadura activa en estructures de formigó pretesat és limitat, principalment a causa dels inconvenients tecnològics, com ara la manca de sistemes d’ancoratge adequats, entre altres aspectes.

En aquest context, el grup Anàlisi i Tecnologia d'Estructures i Materials (ATEM UPC) ha iniciat el projecte STRADURAVIUS, l’objectiu del qual és establir les bases per al disseny d’estructures de formigó pretesat, d’alta durabilitat i resistència (HPDS), utilitzant armadures d’FRP com a armadura activa i passiva, afegint fibres metàl·liques o no, per millorar les prestacions del formigó. L’objectiu és substituir l’armadura convencional d’acer per FRP i evitar la corrosió en entorns agressius, cosa que augmentarà la durabilitat i la vida útil dels elements estructurals.

L’absència de corrosió de les armadures obre la possibilitat de redefinir els criteris del disseny d’elements pretesats, per tal d’optimitzar-los globalment i garantir la satisfacció dels requisits de seguretat, funcionalitat i durabilitat, que és un dels objectius fonamentals d’aquest projecte. A més, per tal d’assolir un gran rendiment mecànic o la durabilitat dels elements s’utilitzarà formigó d’altes prestacions i s’hauran de desenvolupar formes estructurals i mètodes constructius adequats.

Això conduirà a la reducció de l’ús de matèries primeres, del consum d’energia i del pes propi, especialment important en elements prefabricats, en què el cost dels mitjans auxiliars és rellevant. Un punt molt rellevant a l’hora d’ampliar l’aplicació d’elements de formigó pretesat amb FRP i fibres en entorns agressius és l’avaluació del seu cost global real, que té en compte els costos materials, mediambientals i socials, la qual es farà mitjançant una anàlisi del cicle de vida.

El projecte finalitzarà el 2021 i s’emmarca en el Pla estatal de recerca científica i tècnica i d’innovació 2017-2020 del Programa estatal d’R+D+I Reptes de la Societat de l'Agència Estatal de Recerca.