Se acabaron las barras de refuerzo, entró la fibra: Valley Metro finaliza las losas del tren ligero para la última extensión

Oct 14, 2023

Las extensiones del tren ligero interrumpen los negocios y el tráfico. El uso de varillas de acero para reforzar el concreto debajo de las vías ralentiza aún más el proceso y genera preocupaciones sobre la sostenibilidad y la seguridad de los trabajadores. Así que Valley Metro usó una alternativa en su extensión noroeste actual.

El concreto reforzado con fibra hace exactamente lo que dice en la lata: reemplaza una jaula de barras de refuerzo de media pulgada con fibras de acero, vidrio, cerámica, carbono o polímero del tamaño de un alfiler de coser mezcladas en todo el concreto.

"El área de hormigón reforzado con fibra es un área bastante madura; ha estado en uso durante más de 40 o 50 años", dijo el líder del proyecto Barzin Mobasher de la Escuela de Ingeniería Sostenible y el Entorno Construido de la Universidad Estatal de Arizona. "Y ahora, cuando analizamos los problemas de sustentabilidad y eficiencia de los materiales de concreto, se vuelve bastante relevante".

La técnica ahorra peso, reduce la corrosión, reduce el uso de cemento en una quinta parte y detiene las grietas a nivel microscópico.

"No dejamos que la grieta crezca y se ensanche para que se convierta en un gran bache o una separación importante porque, una vez que se tiene eso, hay problemas de corrosión, problemas de durabilidad y otros problemas significativos", dijo Mobasher.

Valley Metro eligió polipropileno y fibras de acero para sus 1,5 millas de losas de vía, que las cuadrillas completaron a principios de mayo. Aceptó el refuerzo de fibra propuesto luego de las pruebas de fatiga realizadas por el Laboratorio Estructural y de Materiales de ASU que simularon 45 años de servicio con cargas superiores a las esperadas.

El hormigón resiste bien las fuerzas que lo aprietan o comprimen, pero falla rápidamente frente a las fuerzas que lo flexionan o estiran, como la tensión. Eso es un problema porque el concreto se contrae naturalmente y las losas de las vías soportan rieles que experimentan su propia tensión.

Reforzar el concreto con barras de refuerzo reduce la propagación de grietas y permite que el concreto lleve cargas después de que aparecen las grietas.

"Muchos de los problemas en las cubiertas de los puentes o en las carreteras, el ruido en las carreteras, es que, una vez que estas juntas se agrietan, pueden moverse libremente", dijo Mobasher. "Así que ahora tienes baches y básicamente no tienes un flujo de tráfico muy fluido".

De hecho, el agrietamiento es una cualidad tan supuesta de las losas de hormigón que los constructores cortan las juntas de control con sierras de hoja de diamante para limitar su propagación.

Mobasher prefiere tratar de detener las grietas antes de que sean visibles, incluso si son pequeñas fracturas.

"Las grietas a menudo comienzan como una pequeña microfisura", dijo. "Y la oportunidad aquí es que, si puedo evitar que estas microfisuras se conecten entre sí, puedo aumentar la resistencia del material".

La fabricación de barras de refuerzo genera una huella de carbono sustancial, y el uso de refuerzo de barras de refuerzo requiere semanas de cuadrillas trabajando en posiciones precarias, colocando barras, soldándolas y conectando a tierra los componentes.

Mobasher dice que el concreto reforzado con fibra es más simple, más seguro y toma una fracción del tiempo.

"Es como la diferencia entre algo que se hace en la fábrica y se entrega en el lugar de trabajo y se vierte en lugar de hacer todo el trabajo en el lugar de trabajo", dijo.

Agregó que, dados los 500 millones de toneladas de barras de refuerzo y los 20-30 mil millones de toneladas de concreto que se usan en todo el mundo, el refuerzo de fibra es realmente la "fruta madura" de las técnicas de construcción, desde el punto de vista de la sustentabilidad.

"Y si podemos desarrollar sistemas de refuerzo sostenibles y repensar las metodologías que se desarrollaron hace más de 100 años, eso es lo que debemos hacer".