CREEF: Aplicació de macrofibres sintètiques com a reforç del formigó per a elements de responsabilitat estructural en entorns marins

MultiDEPART: Un projecte per facilitar el desplegament de serveis de transport públic a demanda
desembre 16, 2022
INSESS-COVID19 IDEAI UPC
INSESS-COVID19 – Intel·ligència artificial per detectar i atendre persones en situació de vulnerabilitat
desembre 1, 2022

13/12/2022

L’ús de formigó reforçat amb fibres (FRC) ha esdevingut un avenç significatiu per al sector de la construcció, tant en l’àmbit industrial, com en la construcció subterrània o prefabricada. En la majoria de les estructures reforçades amb fibres però, s’utilitzen fibres d’acer (Steel-Fiber Reinforced Concrete - SFRC). Tanmateix, durant els darrers 10 anys, s’ha anat introduint progressivament l’ús de microfibres sintètiques en aplicacions estructurals. Aquesta aplicació té clars avantatges respecte als reforços a partir d'acer per a formigons en ambients marins, ja que les fibres sintètiques no pateixen corrosió deguda a les sals dissoltes en l’aigua marina o transportades pel vent. D’aquesta manera, es poden reduir els costos de reparació i manteniment, així com incrementar el nivell de sostenibilitat de les estructures. 

Pavellons del Port de Motril (Granada) amb prefabricats de formigó reforçat amb microfibres sintètiques. Disseny: Elisa Valero (Dra. Arquitecta, Prof. Univ. de Granada) i càlculs estructurals: Albert de la Fuente (Dr. Eng. de Camins, Prof. UPC, i coordinador del projecte CREEF).

Malgrat això, l’aplicació de macrofibres sintètiques per reforçar les estructures de formigó no està suficientment contemplada a les guies de disseny internacional i, per tant, el seu ús està limitat a elements no estructurals o de poca responsabilitat estructural (per exemple, paviments i formigó projectat per al revestiment de túnels no resistents). El factor que dificulta a nivell normatiu l'ús del formigó reforçat amb fibres sintètiques en elements de més responsabilitat estructural és el desconeixement, per manca de recerca, de la resposta del material quan se sotmet a fatiga i fluència en elements fissurats (els elements de formigó armat sotmesos a flexió estan dissenyats per fissurar-se, o, almenys, cal tenir en compte la potencial fissuració). 


Resultats esperats

En aquest context es desenvolupa CREEF, un projecte que té per objectiu proporcionar respostes representatives a aquestes situacions mitjançant programes experimentals (imatge a la dreta) i aproximacions numèriques per poder incloure les macrofibres sintètiques com a reforç en les estructures de formigó en les guies de disseny. 

Bastidor amb bigues pre-fissurades de formigó reforçat amb microfibres i carregades durant 9 mesos per quantificar els possibles efectes de la fluència. I biga assajada fins a ruptura transcorreguts els 9 mesos de càrrega permanent. Assaigs desenvolupats en el Laboratori de Tecnologia d’Estructures i Materials (LATEM) Lluís Agulló de la UPC en el context del projecte CREEF.

Aportació de la UPC

CREEF es duu a terme amb la col·laboració de dos grups de recerca: el Grup Enginyeria de la Construcció (EC) i el d’Arquitectura i Tecnologia (GAT), ambdós amb experiència en materials i proves en estructures, a més de simulació paramètrica numèrica.

Es cobriran aspectes fonamentals com ara les connexions entre els elements prefabricats de formigó i la seva resposta sísmica. Per això, es dissenyaran i assajaran prototips de prefabricats de formigó destinats a entorns marins. És important destacar que a les zones marítimes i les seves proximitats, les armadures de base metàl·lica per al formigó són propenses a patir problemes de corrosió i requereixen una inversió econòmica durant la seva vida útil. Les noves solucions proposades representaran alternatives amb majors índexs de sostenibilitat (mesurats amb els enfocaments desenvolupats al projecte) i més competitives en comparació amb les existents. Els resultats derivats d'aquest projecte suposaran avenços notables en relació al coneixement del formigó reforçat amb fibres sintètiques i el seu ús estructural, necessaris per garantir la inclusió d'aquest material en futures revisions de les directrius normatives.

Pressupost i finançament

En el projecte hi participen també les empreses MBCC Group i Smart Engineering (spin-off de la UPC). El pressupost total del projecte és de 151.250€, finançat per el Pla estatal de Recerca Científica i Tècnica i d’Innovació 2017-2020. CREEF s’ha iniciat a principis de juny de 2020 i finalitzarà a finals de maig de 2023. 


Projectes Relacionats