El equipo de Empa diseñó especialmente estribos en forma de U hechos de CFRP para el nuevo método (a la izquierda en la imagen). Los colores indican la carga sobre el material:amarillo significa una carga alta; rojo el más fuerte. Las ventajas:transferencia de fuerzas definida con mayor precisión y, sobre todo, un diseño sin metal, inmune a la corrosión omnipresente y temida. Crédito:Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales
Vigas de hormigón dobladas, grietas en la parte inferior de los puentes, riesgo de oxidación para el refuerzo:en Suiza, muchas estructuras están avanzando en años. Toma carreteras nacionales por ejemplo:Según el informe de 2019 de la Oficina Federal de Carreteras (FEDRO), una gran proporción de puentes se construyó entre mediados de la década de 1960 y la de 1980, con cargas de tráfico significativamente menores que en la actualidad.
Los polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) se han utilizado durante mucho tiempo para restaurar estructuras de soporte que crujen bajo sus cargas:laminillas planas, unido a la parte inferior, contrarrestar la carga. En el método "Ebrog" (para armaduras adheridas externamente en ranuras), por ejemplo, que solo ha surgido en los últimos años, Las ranuras estrechas se fresan longitudinalmente en la viga de antemano:un área de superficie ampliada para la transmisión de fuerza, que también actúa más profundamente en el hormigón. Este método se utilizó por primera vez en 2018 para la remodelación de un puente en Küssnacht.
Ahora, los investigadores de Empa están desarrollando aún más el método en un proyecto financiado por Innosuisse y en cooperación con S&P Clever Reinforcement Company en Seewen. El equipo dirigido por Christoph Czaderski del laboratorio de Estructuras de Ingeniería de Empa está probando laminados de CFRP pretensado que refuerzan "activamente" las vigas de hormigón:se unen con resina epoxi bajo tensión de tracción. Una vez que el vínculo se ha endurecido, los extremos están relajados y las tiras, que "quieren" contratar, contrarrestar la deflexión aún más.
Difícil en detalle
Lo que suena simple al principio es complicado en detalles, especialmente en los extremos de las tiras, donde actúan enormes fuerzas de tracción de hasta 14 toneladas. Para evitar que se desprendan, tienen que arreglarse de forma fiable. Hasta ahora, esto se ha hecho con placas de aluminio, pegados y asegurados con tacos, pero el equipo de Empa ha diseñado estribos de CFRP en forma de U específicamente para el nuevo método. Las ventajas:una transmisión de fuerzas definida con más precisión y, sobre todo, una construcción libre de metal, inmune a la corrosión omnipresente y temida.
Las losas de hormigón ensayadas:Las fisuras y deformaciones en el laboratorio demuestran que el nuevo método tiene un gran potencial. (Arriba:método Ebrog con pretensado, abajo sin pretensado y método clásico, y un componente no reforzado para comparar). Crédito:Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales
"Una solución hecha de un solo material es siempre mejor que dos que se comportan de manera diferente, "explica Czaderski." Especialmente para el anclaje, realizamos muchas pruebas en el laboratorio ". El equipo se benefició de la experiencia de la Universidad Tecnológica de Isfahan en Irán." Allí se hizo mucha investigación básica, "Explica Czaderski." Nuestro becario postdoctoral Niloufar Moshiri vino a nosotros con la idea de combinar el proceso de Ebrog con el pretensado ".
El potencial es grande como muestran las pruebas en el laboratorio:El proceso con pretensado y estribos de CFRP aumentó la capacidad de carga de una losa de concreto en un 77 por ciento en comparación con el método de refuerzo clásico, es decir, sin ranuras y pretensado. Incluso sin pretensado, la diferencia seguía siendo del 34 por ciento.
Idea de un experto de Irán
Para llevar la tecnología al mercado, Las pruebas a gran escala en losas de hormigón con un tramo de seis metros proporcionarán más información antes de que se lleve a cabo un proyecto de remodelación real más adelante en 2021. Mientras tanto, el socio de la industria ya está trabajando en aspectos prácticos. Los expertos están desarrollando un proceso industrial para los estribos en forma de U, que previamente se formaban a mano a partir de perfiles de carbono. Y el equipo con el que se han pretensado las láminas hasta ahora, "tiene que ser rediseñado para el nuevo proceso, "explica Martin Hüppi, quien lidera el proyecto en S&P y ha estado cooperando con los expertos de Empa durante mucho tiempo.
Esfuerzos que podrían valer la pena:cualquier estructura que se reacondicione en lugar de reconstruir no solo ahorra costos sino también CO 2 emisiones. Además, el proceso sería más fácil y rápido de manejar durante la instalación. "También tendría un precio razonable para los propietarios de edificios, "dice Hüppi, que ve buenas oportunidades para numerosas aplicaciones, no solo para "rejuvenecer" estructuras a gran escala como puentes, pero también en renovaciones residenciales. "Veo absolutamente un mercado para esto, "dice Hüppi, "y con pretensado, sólo estás explotando todo el potencial del material ".
