La fibra de carbono: preguntas frecuentes

Como podrá ver el lector, el esquema básico del presente artículo recuerda a un conocido programa de televisión en Cataluña: Preguntes Freqüents, en este caso, preguntas frecuentes sobre la fibra de carbono utilizada para reforzar elementos estructurales de hormigón armado. Esto me permitirá ser muy esquemático en la redacción, lo que, en mi opinión, puede facilitar la lectura.

 

CUESTIONES PREVIAS

¿De dónde le viene el nombre?
Normalmente, y para simplificar, se usan las siglas de las palabras inglesas correspondientes a Fiber Reinforced Polymer (FRP). De estas fibras hay de tres tipos, de vidrio (Glass), de aramida (Aramide) o de carbono (Carbon). Según el tipo de que se trate, se añade la letra correspondiente delante de FRP. En nuestro caso, nos centraremos en los refuerzos hechos con CFRP. La GFRP normalmente se presenta en tejidos y mallas, y la AFRP en placas y tejidos: es la que se utiliza, por ejemplo, para los chalecos antiimpacto o antibala.

 

¿Por qué la CFRP?

Lo primero que salta a la vista es la facilidad de ejecución de este tipo de refuerzos, que normalmente no requieren nada más que la preparación adecuada del soporte (limpio, cepillado, liso, bien plano, bien seco), la descarga al máximo del elemento estructural y de su superficie tributaria para que la deformación en el momento de hacer el refuerzo sea la mínima posible, aspecto que luego ayudará a la entrada en carga de la fibra optimizando su eficacia. Por ello, antes de proceder a hacer el refuerzo, hay que tender a que la estructura solo se soporte a ella misma y al mínimo de cargas muertas posible.

Para las operaciones necesarias, normalmente, con muy pocos elementos auxiliares es suficiente: andamios o plataformas elevadoras, etc. Me refiero, sobre todo, al caso de la edificación. En cuanto a la obra civil tipo puentes y presas, a veces estos elementos auxiliares pueden requerir una complejidad notable.

La aplicación de estos refuerzos no conlleva incrementos apreciables de sección, dado que se hace con elementos muy delgados, de poco grosor, a menudo de entre uno y dos milímetros. Y finalmente, porque, una vez aplicado el refuerzo, al cabo de muy poco tiempo ya está en condición de entrar en servicio.

Es cierto que se trata de un producto caro debido a su composición química y al proceso de fabricación, pero, a menudo, si se valora el conjunto de la actuación respecto de otras posibles más invasivas y de ejecución más prolongada en tiempo, el resultado suele ser favorable.

 

PLANTEAMIENTO DEL REFUERZO

¿Qué es preciso conocer?

En cualquier caso, sea el planteamiento de reforzar un forjado unidireccional o reticular, o una losa o un pórtico de hormigón o unos pilares, hay que conocer bien la realidad del apoyo de que se trata. Por lo tanto, la calidad del hormigón (resistencia característica: Fck) y de las barras del armado (límite elástico: fy), la disposición del armado y, por supuesto, la geometría de la sección y del desarrollo de la estructura en estudio.

¿Es esto es posible? La verdad es que no siempre, pero en todo caso, hay que investigarlo para poder trabajar con datos lo más fiables posibles. Si se dispone del proyecto con el que se ejecutó la obra, se nos facilitará el trabajo, aunque habrá que comprobar que la realidad se corresponda con el proyecto, porque, como sabemos muy bien, años atrás no se hacían proyectos as built, y una cosa era lo que se había proyectado y una muy distinta la que se había ejecutado.

Si no se conoce el proyecto, hay que investigar el elemento o elementos que se quieran reforzar para poder saber con la mayor exactitud posible cómo son en realidad: habrá que extraer probetas de hormigón y, si es posible, también de acero, de alguna barra más accesoria que nos permita conocer su calidad. Actualmente, tenemos detectores de metales al alcance que nos permiten localizar la posición de las armaduras e incluso el diámetro. Debemos tener claro que el cálculo del refuerzo debe hacerse a partir de estos datos y, evidentemente, a partir de las nuevas solicitudes requeridas de carga.

¿Cuáles son los peores enemigos?

La temperatura excesiva

De hecho, debemos hablar de dos enemigos principales: el primero es la temperatura. ¿Por qué? Por una razón muy sencilla: el refuerzo de fibra se debe adherir al soporte de hormigón mediante resinas epoxídicas que deberán hacerse cargo del esfuerzo rasante entre ambos elementos y de las tracciones que se originen, dado que la fibra y el hormigón deben trabajar completamente unidos, como si fueran una misma pieza. Pero resulta que, a partir de los 45 ºC, las resinas  pierden sus cualidades y dejan de ser eficaces, a pesar de que la fibra de carbono siga en condiciones de ofrecer las mismas prestaciones.

Tanto en edificación como en obra pública, este es un tema capital. Los refuerzos en elementos estructurales al aire libre pueden estar sometidos a saltos térmicos muy importantes y, por supuesto, superar con creces los 45 ºC en zonas de insolación. Y en el caso de la edificación, debemos pensar, sobre todo, en la situación accidental de incendio. No es posible aislar térmicamente de forma razonable una fibra de carbono en casos en que las temperaturas suben rápidamente a más de 700 ºC. Es por esta razón que no se debe poder contar con este tipo de refuerzos en caso de incendio.

¿Entonces, qué? Fácil: al estudiar el refuerzo se debe comprobar que el momento último de la sección, tal como está armada antes de ser reforzada (Mu), es capaz de soportar las solicitaciones correspondientes en caso accidental de incendio, teniendo en cuenta los coeficientes correspondientes. ¿Qué significa esto? Que así como cuando se calcula el refuerzo (y la estructura) se considera el límite último con coeficientes muy elevados que afectan (mayoran) la sobrecarga de uso (1,45), las cargas muertas (1,35) y el peso propio (1,35); y también los materiales (minoran su capacidad), en el caso del hormigón, 1.5 y en el del acero, 1,15; normalmente, en situación accidental de incendio, estos coeficientes se reducen a la unidad, porque de lo que se trata es de asegurar que la estructura aguante solo el tiempo previsto de 30, 60, 90 o 120 minutos, tiempo que requiere la evacuación del inmueble. Todo ello se calcula aplicando las fórmulas «normales» de equilibrio de la sección, que ahora no vienen al caso.

 

El vandalismo

El otro enemigo de los refuerzos de fibra de carbono es el vandalismo. Es tan fácil aserrar, cortar o perforar un tejido o un laminado de CFRP que, sin mala intención pero sí por ignorancia, se puede dañar el refuerzo solo por el hecho de haber clavado algún apoyo para instalaciones o para complementos arquitectónicos. Por ello, conviene documentar de alguna manera que estos elementos no se pueden ni tocar ni hacer perforaciones, ni mermar su sección de ninguna manera.

 Imatges de com els reforços es deterioren per culpa del vandalisme

¿Qué se debe verificar?
Aparte de todos los temas que tienen que ver con la trazabilidad del producto, la corrección del transporte y el stock en obra, etc., hay que ser muy cuidadoso a la hora de preparar el soporte y a la hora de aplicar el producto. Ahora bien, una vez ya colocado, es preciso verificar su adherencia al hormigón. Normalmente se hacen unos ensayos de extracción normalizados con laminado mártir del mismo material, situado en un elemento igual al realmente reforzado y hecho al mismo tiempo y con la misma resina. Evidentemente, si falla la adherencia, el refuerzo es inútil.

REFUERZO A CORTANTE

¿Cómo funciona?

Imatge dels tallantsFunciona de acuerdo con la teoría clásica de las bielas con que se dimensionan los estribos de las vigas de hormigón (en este tema no me detengo: todos sabemos de qué va), pero adhiriendo laminados o tejidos de CFRP en la piel de la viga. ¿Por qué los estribos tienen un desarrollo de rectángulo? Para que las barras verticales, que son las que trabajan para absorber las tracciones de los esfuerzos cortantes, queden ancladas en los dos extremos, arriba y abajo. Aquí radica el quid de la cuestión. ¿Es posible hacer esto con la fibra? Tal y como se puede ver en la figura 01d, sí es posible. Por la parte de debajo de la viga, ningún problema. Por la parte de arriba, ya es otra cosa. Lo que sí sabemos es que solo será eficaz la longitud de fibra (sea tejido o laminado) adherida a los laterales de la viga a reforzar en la medida en que esté anclada en sus extremos.

Imatge en detall d'un talllantEn el caso de una sección exenta, se puede envolver toda la sección sin problema, pero, en el caso de vigas descolgadas, se deben buscar soluciones para anclar la parte de arriba. Creo que la figura es suficientemente elocuente y no es necesario que me alargue en explicaciones. Lo que me parece importante es tener el criterio claro para no hacer gastos de fibra inútiles y engañosos.

El tema de los cortantes se está investigando mucho precisamente por esta razón: porque el agarre lateral no parece suficiente por falta de longitud de anclaje o, sencillamente, porque hay que reproducir de alguna manera un «estribo» cerrado. Es evidente, por tanto, que no se puede reforzar una sección de losa o de viga plana con CFRP, al menos de momento.

 

¿Cuándo es posible?
Aunque parezca que lo primero que haga falta que a la hora de plantear un refuerzo sea mirar cómo dar respuesta a los nuevos requisitos de carga con respecto a la flexión, de hecho, lo primero que se debe comprobar es el tema de las solicitaciones cortantes. ¿Por qué? Porque si hay problema de cortantes por falta de sección o de armado, y esto no puede resolverse de una manera lógica, no es necesario seguir planteando el refuerzo a flexión, al menos con CFRP.

Por supuesto, y previamente, si se trata de reforzar una losa de hormigón, será necesario comprobar que la losa con el grosor que tiene y los armados que colaboran esté en condiciones de dar respuesta a la compresión oblicua para el estado de cargas y nuevos requisitos y, por tanto, que no tenga problemas de punzonamiento. Esto solo se podría resolver por medio de ensanchar la base del capitel, dado que no se puede modificar el grosor de la losa.

Para poder reforzar a cortantes una sección de hormigón debe haber viga o nervio que se descuelgue, porque habrá que actuar en las caras y en el fondo de este elemento. Si lo que nos estamos planteando es reforzar una losa de hormigón o una viga plana, esto no es posible, como decía más arriba. No es posible con la CFRP. Por tanto, lo que se deberá comprobar de entrada es si el elemento en cuestión, tal como está armado, es capaz de soportar los nuevos requisitos.

 

¿Cuál es la mejor alternativa?

Imatge d'un fioccoEn caso de que sea posible, la solución más viable es la de emplear tejido CFRP debidamente anclado mediante fioccos que transmitan las tracciones correspondientes a la cara superior de la viga. Esto se puede ver en la figura 01. Esta solución conlleva practicar unas perforaciones con broca de diámetro razonable que permitan el paso de los fioccos.

 

Imatge d'un fioccoLos fioccos (palabra italiana) vienen a ser unos haces de fibras de fibra de carbono, como si fueran una cuerda de diversas hebras de cordel. Los hay de varias secciones. Se pueden adherir a las telas o al hormigón con resinas. El secreto está en poderlos pretensar suficientemente al colocarlos, para que puedan entrar en carga y tener una tensión suficiente de entrada.

Esta solución también se puede hacer con laminados, siempre y cuando ya estén doblados convenientemente de fábrica. Algún fabricante los puede suministrar ya plegados en ángulo y cortados a medida, por lo que en obra ya tienen forma de U para ser acoplados a la parte descolgada de la viga y, posteriormente, adheridos a los fioccos para transferir las tracciones a la parte superior de la viga o de la losa.

 

Otra posible solución, es la que se puede ver en la figura 02, en la que los laminados, ya doblados previamente de fábrica, se empotran suficientemente mediante una hendidura hecha a corte de disco en una profundidad suficiente para considerar que el elemento queda anclado en la parte superior.

 

REFUERZO A FLEXIÓN

Es el tipo de refuerzo más utilizado para resolver la sección de armado insuficiente a tracción de una sección determinada, sea porque ha habido una equivocación en obra a la hora de armar, sea porque se estudia la posibilidad de pedir al elemento mayores prestaciones porque se quiere incrementar las cargas, etc. Es decir: hay nuevos requisitos para una viga o pórtico o losa o forjado. Si la solución es viable, como veremos más abajo, la implementación es rápida y sencilla.

 

¿Cuándo es rentable?

Todo depende de la ductilidad de la sección que se quiere reforzar. Y ¿qué es la ductilidad? La relación Xr/d, (véase figura 03) siendo Xr la distancia de la fibra más comprimida a la fibra neutra y d el canto útil, es decir, la distancia de la fibra más comprimida al eje del armado de tracción. Ahora aquí no entraremos en detalles de cálculo: solo aportar un concepto sencillo, el de ductilidad. Pues bien, si este coeficiente es inferior a 0,26, la rentabilidad de la solución con CFRP es óptima; si está entre 0,26 y 0,45, es buena, y si es superior a 0,45, no vale la pena: iremos añadiendo capas y capas de CFRP y no conseguiremos lo que queríamos.

Esto también se puede explicar desde el diagrama de dominios de deformación, pero creo que no vale la pena que lo hagamos ahora. Lo que entiendo que debe quedar claro es que no siempre es rentable pensar en reforzar una sección con CFRP. Normalmente, las famosas vigas planas que tan de moda estuvieron en las estructuras de los años setenta, suelen tener este factor muy alto y, por tanto, no suelen ser un buen objeto de refuerzo, y por la misma razón, tampoco las losas o forjados de poco canto.

 

¿Puede resolver la deformación?
Muy a menudo hay técnicos que piensan que un refuerzo con CFRP puede resolver el tema de vigas o placas deformadas o que previsiblemente se deformarán cuando entren en carga según las previsiones de proyecto. Pues no: el refuerzo con CFRP a flexión no puede resolver este problema. ¿Por qué? Porque la deformación depende básicamente de la inercia de la sección, y el incremento de inercia que puede aportar un laminado de 1,2 mm de grosor o de 2 mm, como mucho, es inapreciable.

¿Cómo trabaja?
Básicamente, como suplemento de armado a tracción. Sea por la razón que sea, hay secciones que se han quedado cortas en cuanto al armado a tracción, o por errores de proyecto y/o ejecución, o bien porque se estudia la posibilidad de aumentar las cargas (solicitaciones) para las que estaba previsto el elemento estructural en cuestión.

El laminado de refuerzo trabaja muy bien a tracción, y este aspecto es el que se debe aprovechar. Tiene un módulo de deformación (Er = 1,65 E5 N/mm2) relativamente igual (algo inferior) al del acero (Es = 2 E5 N/mm2), lo cual quiere decir que la relación tensión/deformación de ambos es relativamente parecido. Ahora bien, mientras que el acero mantiene la elasticidad (proporción entre tensión y deformación) siempre y cuando la deformación no llegue al 2 ‰, y a partir de esta deformación «plastifica» (se mantiene la deformación sin incremento de tensión) hasta una deformación del 1 ‰ en que se produce la ruptura (tenemos, por tanto, un tramo de «plastificación»), la CFRP, que trabaja conjuntamente con el acero y que se deforma como el acero a medida que entra en carga, se mantiene en zona elástica a lo largo del tramo en el que el acero plastifica.

Cuando se calcula el refuerzo, se fijará el límite conveniente de deformación de la fibra de carbono: normalmente entre el 6 y el 8 ‰: con esta deformación, la fibra trabaja cómoda con respecto a su tensión de tracción y el acero está dando de sí todo lo que puede: es decir, se aprovecha al máximo su potencialidad de trabajo a tracción porque está en zona plástica. Evidentemente, no podemos superar estos límites de deformación porque entonces provocaríamos la ruptura del acero, que dejaría de trabajar, y debería hacer todo el trabajo la fibra.

No pretendo entrar en temas de cálculo, que ahora no vienen al caso, pero sí decir que todo se va resolviendo con las clásicas ecuaciones de equilibrio del hormigón armado, añadiendo al huésped invitado, que es la fibra de carbono. En la figura 03 también puede verse el planteamiento de las ecuaciones de equilibrio.

 

¿Qué pasa con la RF?
Como decíamos más arriba, la temperatura excesiva afecta a la resina expoxídica que une la fibra con el apoyo de hormigón. A 45 ºC se considera que la resina deja de trabajar y, por lo tanto, la fibra se desprende del hormigón. Dado que en caso de incendio no hay manera de conseguir una protección adecuada y proporcionada para salvar el inmenso salto térmico, se debe menospreciar la colaboración de la CFRP: la sección de hormigón deberá trabajar sola. Como decíamos más arriba, hay que verificar la suficiencia del Momento Último (Mu) de la sección para hacerse cargo de las solicitudes en situación accidental de incendio.

 

¿Cuál es el tema más delicado?
Refiriéndonos al cálculo (dejo de lado temas del buen hacer constructivo), probablemente el tema más delicado es el del anclaje del refuerzo: dónde empieza y hasta dónde tiene que llegar. Hay muchos estudios y experimentación al respecto y, en consecuencia, varias teorías hechas a partir de ensayos recogidos en fórmulas empíricas.

De hecho, este también es un tema controvertido en el caso del anclaje de las barras de acero. Pero, en este caso, la normativa fija unos criterios en función del diámetro (sección) del redondo y de su posición, y de si el anclaje se hace por prolongación o con pliego (o ambas a la vez), y el punto a partir del cual se debe empezar a considerar la longitud de anclaje (normalmente, media sección más allá del lugar a partir del cual ya la barra no es necesaria: esto se resuelve gráficamente en el diagrama de momentos flectores circundantes). En el caso de las barras metálicas, no se tiene en cuenta la tensión real a la que trabajan, sino que siempre se considera el máximo al que pueden trabajar. En cambio, en el caso de los laminados de CFRP, no es así: se calcula a partir de la tracción real. No se calcula, por lo tanto, a partir de la sección del laminado, sino de la tensión a la que trabaja en cada caso. Y se calcula a partir del punto en que ya no trabaja por causa de la solicitud del momento flector.

 

¿Cuáles son las causas habituales de quiebra del refuerzo CFRP?

Esto se puede ver en la figura 04. Creo que no hay que comentar todos los casos. Solo quiero remarcar lo habitual que es el conocido como rip-off que se produce en la zona de anclaje del laminado, debido a que la tracción provoca una tensión rasante en la parte más débil del hormigón, que es la que está en contacto con el armado interno a tracción, provocando el desprendimiento del hormigón de recubrimiento. ¿Por qué sucede esto? Porque la longitud de anclaje es insuficiente. En el caso del gráfico se ve que el laminado llega hasta el pilar, pero, a pesar de tener toda la longitud posible, no es suficiente. ¿Cómo se debería haber resuelto este caso? Estribando transversalmente el laminado con laminados en U, o bien con anclajes metálicos que perforaran el laminado. Esta solución conllevaría el refuerzo del laminado con otros laminados atornillados con resina y con las fibras transversales. Algunos fabricantes, suministran laminados de varias capas longitudinales/transversales para poder resolver estos casos cuando procede.

Evidentemente, y a partir de las fórmulas empíricas más verosímiles, se calculará esta longitud de anclaje para asegurar la eficacia del refuerzo.

 

REFUERZO A COMPRESIÓN

¿Por qué es necesario reforzar un pilar?

Imatge reforçament d'un pilar

Nos podemos encontrar en el caso de que, una vez hormigonado, las probetas en laboratorio hayan dado resultados inferiores a los requeridos, o bien que se prevé hacer una reforma y el elemento tenga que soportar más carga y nuevas solicitudes. Antes de pensar soluciones a base de empresillados metálicos o de recrecidos con nuevo armado y nuevo hormigonado, que conllevarían un incremento de la sección, vale la pena estudiar la posibilidad de resolver el tema con tejido de fibra de carbono que, como sabemos, trabaja muy bien a tracción y solo a tracción.

 

¿Cómo funciona?
Funciona como el fajado de nuestros castellers, que ciñe con cierta tensión su cuerpo para afianzar la columna vertebral y la musculatura pertinente. ¿Qué hace la faja? Permitir incrementar con seguridad la capacidad de carga que deberá soportar el casteller o la  castellera: mejor dicho, sus columnas vertebrales y su musculatura.

Recuerdo la teoría clásica de compresión. Si consideramos un elemento cualquiera prismático, de sección rectangular o cuadrada, circular o elíptica y de una determinada longitud, en el momento en que lo comprimimos en sentido longitudinal, se acorta, aunque sea un poco. Pero para poder acortarse debe poder ensancharse en sentido transversal. Hay, por tanto, una ley de proporción para cada material entre el decremento de longitud y el incremento de sección transversal al ser sometido a una carga de compresión. Esta relación viene condicionada por un coeficiente conocido como de Poisson. Dicho de otro modo: al comprimir en sentido longitudinal un elemento, se activa el coeficiente de Poisson.

¿Qué pasa si yo constriño transversalmente la sección con algún elemento adecuado? Que para conseguir la misma deformación transversal deberé hacer mucha más fuerza en sentido longitudinal. De hecho, esta es una de las funciones del estribado interno de un pilar de hormigón: los estribos confinan, constriñen el hormigón. Pues bien: podemos conseguir el mismo efecto con un vendaje externo del pilar hecho con fibra de carbono.

 

¿Tiene importancia el tipo de sección?

En este caso, debemos fijarnos en la figura 05. Efectivamente, el tipo de sección tiene mucha importancia. ¿Cuál sería la sección ideal de cara a optimizar la aplicación del vendaje con fibra? Sin duda, la sección circular, porque el coeficiente de Poisson se activa radialmente en toda la sección generando una tracción uniforme (tangencial) a la sección del tejido que se aplique.

En segundo lugar, la sección cuadrada, y en tercer lugar, la sección rectangular. Ahora bien, teniendo en cuenta que las tensiones se concentran en los vértices, si son ángulos rectos vivos, teóricamente la tensión es infinita, y en la medida en que los vamos redondeando, el efecto Poisson se va distribuyendo cada vez más en una sección más grande y, por tanto, el vendaje es más eficaz.

En el caso de secciones rectangulares, a medida que la relación entre la longitud de caras aumenta, va disminuyendo la eficacia del posible refuerzo con fibra. Evidentemente, todo esto se calcula, pero ahora no quiero entrar en cálculos, aunque sí insistir en que en el caso de las secciones rectangulares o cuadradas, la incorporación del dato del radio de curvatura es esencial.

¿Qué nos encontramos en muchos casos de pilares hechos hacia los años sesenta (y a veces, también en la actualidad) en la que no se controlaba demasiado el recubrimiento? Que el armado no está centrado en la sección del pilar y entonces no se pueden redondear previamente con el mismo radio de curvatura las cuatro aristas. A veces se puede resolver el problema haciendo un recrecido sin armar de la sección con hormigón/mortero autonivelante que permita optimizar la forma de la sección.

 

¿Qué se puede conseguir?
Como decía más arriba, lo único que podemos conseguir es un incremento de la capacidad de trabajo del hormigón debido a su confinamiento. En el caso más favorable de pilares de sección circular, podemos llegar a un 25 % de incremento de la resistencia del hormigón; en el caso de pilares de sección cuadrada, hasta un 20 %, y en el caso de pilares rectangulares, depende de la relación entre la cara larga y la corta: quizás un 10 % o un 15 %. Todo esto se debe calcular, evidentemente. Ahora bien, una vez conseguido este aumento, ya se puede evaluar el pilar reforzado en función de los nuevos requisitos. Supongamos que es un pilar circular de los años sesenta de hormigón Fck = 17,5 N/mm2, que una vez envuelto en CFRP ha incrementado su resistencia en un 25 %, pues sería como si este pilar hubiera sido hecho con hormigón Fck = 22 N/mm2.

Ahora debo plantear un tema más discutido, sobre la resistencia real del hormigón. Si nos consta que el proyecto y la obra se hizo con un determinado tipo de hormigón y que, por lo tanto, conocemos la resistencia característica, esto no quiere decir que la resistencia real del pilar en cuestión sea la característica. Efectivamente, podría ser inferior, pero también podría ser superior. ¿Por qué? Porque el envejecimiento del hormigón puede mejorar su capacidad de trabajo a compresión y porque, muchas veces, en obra, para asegurar el tiro o para avanzar la fecha de desencofrado, se pedía un hormigón de resistencia característica superior a la prevista en el proyecto. Por ello, antes de proyectar un refuerzo con CFRP es muy conveniente  extraer probetas y hacer ensayos que permitan fijar la resistencia de origen, porque esta será la que realmente se incrementará con el fajado de CFRP.

 

UNA GUÍA PRÁCTICA

En el año 2014, el Institut d’Estudis Estructurals (IEE) de la Asociación de Consultores de Estructuras (ACE), con la participación de cuatro empresas asociadas a la ACE como socios protectores (BASF, MAPEI, PROPAMSA-BETEC, SIKA), redactaron una guía, entendida como libro blanco y titulada La fibra de carbono en refuerzo de estructuras de hormigón. Yo mismo fui el coordinador del equipo de redacción. Por cierto, las figuras de este artículo están sacadas de la guía.

¿Por qué una guía?
La razón es sencilla. Porque no hay una normativa oficial sobre este producto, lo que genera problemas a la hora de justificar su uso, tanto de cara a la Administración como a las aseguradoras.

Por otro lado, cada empresa fabricante de fibra y de resinas tenía sus criterios de cálculo, de diseño y de colocación como resultado de su propia experiencia y a partir de la investigación de la propia empresa o hecha en varias universidades. Fue en Construmat de 2011 cuando la ACE se reunió con los representantes de las cuatro empresas mencionadas para hacer la propuesta de redactar una guía que unificara criterios tanto de cara al diseño como al cálculo de los refuerzos con fibra de carbono. Una guía que pudiera ser referente técnico solvente.

¿Cuál es el contenido?
La guía tiene dos partes: la primera es la guía de diseño, en la que se recoge todo lo que hay que saber referente a los materiales, diseño, control y puesta en obra. Esta primera parte interesa a todos los técnicos que deban emplear CFRP: proyectistas, contratistas y jefes de obra, dirección de obra, control de calidad, etc.

La segunda parte es la guía de cálculo. En ella se desarrolla el proceso de forma pedagógica y fácil de seguir por cualquier técnico con un conocimiento básico de cálculo estructural. Se hace todo a partir de un ejemplo concreto que, a medida que avanza la explicación, se va concretando en la entrada de datos y resultados de cálculo. Está pensada para aquellos técnicos que tengan que diseñar y calcular el refuerzo, pero también está recomendada para todos los que quieran aproximarse a saber cómo funciona la CFRP y el porqué de todo ello.

A modo de conclusión
La exposición que he ido haciendo pretende dar respuesta a muchas preguntas que algunos técnicos me han hecho desde que publicamos la guía, en las obras que he realizado aplicando esta solución, en encuentros más informales o en jornadas técnicas en que la hemos presentado: la UPC, ARPHO Sevilla, Torroja de Madrid, etc.

En el ACE estamos preparando un programa de cálculo de refuerzo de pórticos de hormigón. Esperamos que pronto podamos presentarlo y ponerlo a disposición de los técnicos interesados. Mientras tanto, sin embargo, disponemos de hojas de cálculo Excel fáciles de utilizar y que están a disposición de todos los que estén interesados.

Pienso que la CFRP es una solución muy buena para resolver problemas de refuerzo estructural y que, con un buen diseño y aplicación, deviene rentable a pesar de que el coste de los productos, a primera vista, pueda parecer excesivo.

Autor de las fotos: Josep Baquer

Sobre el autor

Josep Baquer Sistach

Es arquitecto técnico y licenciado en Toelogía; vicepresidente de la Asociación de Consultores de Estructuras (ACE). Profesor de la URL (profesor invitado en masters y postgrados) y del Institut d’Estudis Estructurals (IEE). Autor de proyectos parciales de estructuras de muchos centros comerciales. Ha coordinado la publicación del monográfico “La fibra de carbono en refuerzo de estructuras de hormigón” (IEE). Más artículos del autor

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