GFRP de última generación para construir túneles más resistentes

» Referencia: Project ID: 672267 Financiado con arreglo a: H2020-EU.2.1.2. H2020-EU.2.3.1. País: Italia

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Los polímeros reforzados con fibra de vidrio (conocidos como GFRP por sus siglas en inglés) se utilizan cada vez más como una alternativa válida al acero y el hormigón en construcciones que abarcan desde edificios a prueba de catástrofes naturales hasta puentes. Gracias a los avances realizados en el marco del proyecto COMPOSKE, pronto podrían convertirse en un componente fundamental de los túneles.

© saoirse2013, Shutterstock

Lo tienen casi todo: Los GRFP son electromagnéticamente neutros, térmica y eléctricamente no conductivos, no corrosivos, más fuertes que el acero, inmunes al ion cloruro y a las agresiones químicas de pH bajo. Son transparentes a los campos magnéticos y a las radiofrecuencias y, lo que es más importante, son duraderos.

La industria lo ha tenido claro. En 2026, se espera que el mercado mundial de GFRP prácticamente se duplique, pasando de 44 100 a 83 630 millones de dólares. En la actualidad, los GFRP se utilizan de forma habitual en la construcción de puentes, muros marítimos o paradas de autobús, así como para reforzar estructuras de hormigón o acero existentes; de este modo se prolonga su vida útil, sobre todo en lugares sometidos a condiciones ambientales exigentes.

Con COMPOSKE, el ingeniero Giona Maddaluno y su equipo en la pyme italiana ATP se fijaron el objetivo de salvar las barreras que aún existen para el uso de los GFRP en los túneles. «Actualmente, las barras estructurales de GFRP tienen forma de barras rectas, mientras que los segmentos de túnel prefabricados requieren "barras estructurales moldeadas" que forman círculos cerrados, lo suficientemente flexibles para adaptarse al encofrado, que también debe integrarse con estribos cerrados circulares. El proyecto COMPOSKE innovó proponiendo un nuevo producto, una nueva tecnología de producción y una nueva directriz de proyección para segmentos de túneles», explica.

Especializada en armaduras de GFRP para túneles de ferrocarril, auhttp://www.cordis.europa.eu/booklet/myBooklet_esistas y metro, ATP identificó entre sus clientes la necesidad de desarrollar nuevos estribos y el Instrumento específico para las PYME brindó a la empresa la oportunidad perfecta para ofrecer una solución propia. Se construyeron diferentes prototipos y se realizaron tres tipos de pruebas (prueba de flexión, prueba de tuneladora y acciones de flexión/fuerza axial) para caracterizar el material y optimizarlo.

Varios proyectos ambiciosos en el horizonte

El nuevo producto está dirigido a dos tipos de segmentos prefabricados: uno para uso en juntas dieléctricas, derivaciones, espacios de seguridad contra incendios y ensanchamiento de túneles; y otro que consiste en una combinación de hormigón armado con fibras de acero (SFRC) y barras estructurales de fibra de vidrio (GFRP).

Los primeros tipos de segmentos prefabricados se están utilizando en las obras de construcción de la línea 4 del metro de Milán, actualmente en curso. Están reforzados con barras estructurales de fibra de vidrio, lo que resulta especialmente útil en aquellos casos en que los problemas de durabilidad pueden poner en peligro la integridad del túnel. «La posibilidad de utilizar un refuerzo no metálico permite reducir enormemente la cubierta de hormigón, evitando así que los segmentos se aplasten al manipularlos. El uso de refuerzos de fibra de vidrio también es adecuado en partes del túnel que, con el tiempo, tendrán que ser demolidas, especialmente en las líneas de metro cuando se construye la estación después de la excavación del túnel o cuando se tiene que modificar la sección del túnel para abrir espacios de seguridad», explica Maddaluno.

El segundo material híbrido es una de las opciones que se baraja para utilizarse en el Thames Tideway Tunnel, un túnel de 25 km que discurre bajo la sección intermareal del río Támesis a través del centro de Londres y que captará, almacenará y transportará las aguas residuales y pluviales que actualmente se vierten en el río.

Con este producto mixto, ahora es posible satisfacer las exigencias más diversas del mercado en cuando a formas de estribos. Consiste en un armazón de refuerzo de GFRP y hormigón armado con fibra (SFRC), y puede reducir la propagación de grietas causadas por la retracción higrométrica gracias a un procedimiento de cosido. «Añadir fibra a la matriz nos permite aumentar la ductilidad del hormigón y conseguir que sea resistente incluso después de que aparezcan las grietas. Además, el refuerzo híbrido proporciona una importante reducción de costes, una durabilidad después de incendio superior a la de las barras estructurales de acero convencionales, una mayor capacidad de flexión y cizallamiento que la ferralla tradicional, así como una reducción del número de daños menores», explica Maddaluno.

La acogida por parte del mercado ha sido muy positiva hasta la fecha y se abren posibles campos de aplicación en el sector de la construcción de túneles de ferrocarril, metro y auhttp://www.cordis.europa.eu/booklet/myBooklet_esistas, así como en el de tratamiento de aguas residuales.

«Se han cumplido los objetivos del proyecto. Ahora, nuestro plan pasa por mejorar la tecnología de manera sustancial, reduciendo el tiempo necesario para producir grandes cantidades. Si todo va bien, podemos imaginar una tecnología aún más avanzada con un gran nivel de industrialización y precisión en los próximos años», asegura Maddaluno. DE EN FR IT PL Palabras clave COMPOSKE, túnel, SFRC, GFRP, composites, refuerzo, metro, alcantarillado

Última actualización el: 2017-12-07

Número de registro: 211137

Última actualización el 2017-12-07

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