CREEF: Aplicación de macrofibras sintéticas como refuerzo del hormigón para elementos de responsabilidad estructural en entornos marinos

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El uso de hormigón reforzado con fibras (FRC) se ha convertido en un avance significativo para el sector de la construcción, tanto en el ámbito industrial, como en construcción subterránea o prefabricada. En la mayoría de las estructuras reforzadas con fibras se utilizan fibras de acero (Steel-Fiber Reinforced Concrete - SFRC). Aun así, durante los últimos 10 años, se ha ido introduciendo progresivamente el uso de microfibras sintéticas en aplicaciones estructurales. Esta aplicación tiene claras ventajas respecto a los refuerzos a partir de acero para hormigones en ambientes marinos, ya que las fibras sintéticas no sufren corrosión debido a las sales disueltas en el agua marina o transportadas por el viento. De este modo, se pueden reducir los costes de reparación y mantenimiento, así como incrementar el nivel de sostenibilidad de las estructuras.

Pabellones del Puerto de Motril (Granada) con prefabricados de hormigón reforzado con microfibras sintéticas. Diseño: Elisa Valero (Dra. Arquitecto, Prof. Univ. de Granada) y cálculos estructurales: Albert de la Fuente (Dr. Ing. de Caminos, Prof. UPC, y coordinador del proyecto CREEF).

A pesar de esto, la aplicación de macrofibras sintéticas para reforzar las estructuras de hormigón no está suficientemente contemplada en las guías de diseño internacional y, por lo tanto, su uso está limitado a elementos no estructurales o de poca responsabilidad estructural (por ejemplo, pavimentos y hormigón proyectado para el revestimiento de túneles no resistentes). El factor que dificulta a nivel normativo el uso del hormigón reforzado con fibras sintéticas en elementos de mayor responsabilidad estructural es el desconocimiento, por carencia de investigación, de la respuesta del material cuando se somete a fatiga y fluencia en elementos fisurados (los elementos de hormigón armado sometidos a flexión están diseñados para fisurarse o al menos hay que tener en cuenta el potencial de fisura).

 

Resultados esperados

En este contexto se desarrolla CREEF, un proyecto que tiene como objetivo proporcionar respuestas representativas a estas situaciones mediante programas experimentales (imagen a la derecha) y aproximaciones numéricas para poder incluir las macrofibras sintéticas como refuerzo en las estructuras de hormigón en las guías de diseño.

Bastidor con vigas prefisuradas de hormigón reforzado con microfibras y cargadas durante 9 meses para cuantificar los posibles efectos de la fluencia. Y viga ensayada hasta ruptura transcurridos los 9 meses de carga permanente. Ensayos desarrollados en el Laboratorio de Tecnología de Estructuras y Materiales (LATEM) Lluís Agulló de la UPC en el contexto del proyecto CREEF.

Aportación de la UPC

CREEF se lleva a cabo con la colaboración de dos grupos de investigación: el Grupo Ingeniería de la Construcción (EC) y el de Arquitectura y Tecnología (GAT), ambos con experiencia en materiales y pruebas en estructuras, además de simulación paramétrica numérica.

Se cubrirán aspectos fundamentales como por ejemplo las conexiones entre los elementos prefabricados de hormigón y su respuesta sísmica. Para ello, se diseñarán y ensayarán prototipos de prefabricados de hormigón destinados a entornos marinos. Es importante destacar que en las zonas marítimas y sus proximidades, las armaduras de base metálica para el hormigón son propensas a sufrir problemas de corrosión y requieren una inversión económica durante su vida útil. Las nuevas soluciones propuestas representarán alternativas con mayores índices de sostenibilidad (mesurados con los enfoques desarrollados en el proyecto) y más competitivas en comparación con las existentes. Los resultados derivados de este proyecto supondrán adelantos notables en relación al conocimiento del hormigón reforzado con fibras sintéticas y su uso estructural, necesarios para garantizar la inclusión de este material en futuras revisiones de las directrices normativas.

Presupuesto y financiación

En el proyecto participan también las empresas MBCC Group y Smart Engineering (spin-off de la UPC). El presupuesto total del proyecto es de 151.250€, financiado por el Plan estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020. CREEF se ha iniciado a principios de junio de 2020 y finalizará a finales de mayo de 2023.


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