Los polímeros quieren destronar al acero en la construcción - Intellecta: periodismo Científico de la Universidad del Norte

Andrés Fernando Guzmán Guerrero, profesor e investigador del departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, ha puesto sus ojos en el acero: “Por años, el acero no ha tenido un material sustituto que iguale o exceda sus capacidades, a un precio razonable”. Sin embargo, cuenta que hay algunas opciones que comienzan a abrirse paso. Una de ellas son los polímeros reforzados con fibras (FRP por sus siglas en inglés, Fiber Reinforced Polymers). Se trata de materiales compuestos hechos de fibras longitudinales empotradas en una matriz de resina polimérica (material ligante). También se están empleando fibras de vidrio, de carbono o de aramida. Si bien es cierto que existen hace más de 20 años sólo recientemente los constructores han comenzado a considerar la posibilidad de traicionar su amor por el acero.

En lugares costeros como Barranquilla, la erosión por arenas y salitre resulta un problema a largo plazo en las estructuras portuarias, carreteras, pero también edificios y casas. Puerto Colombia, por ejemplo, que en algún momento se constituyó en uno de los mayores puertos del continente, perdió su atractivo y comenzó a ser demolido justamente porque su estructura de concreto reforzado con acero fue cediendo a la inclemencia del mar, la lluvia y el viento.

Hace unos meses, Guzmán se enteró que en Colombia comenzaban a comercializarse las barras de polímeros reforzados con fibras de vidrio (GFRP, por sus siglas en inglés Glass Fiber Reinforced Polymers). En varios países, el refuerzo de estructuras con GFRP está siendo utilizado principalmente en construcciones con exposición continua a ambientes altamente corrosivos como rompeolas, en las losas de puentes sobre cuerpos de agua, en zapatas apoyadas en suelos con un alto contenido de cloruros y sulfatos y en estructuras temporales como las utilizadas en la construcción de túneles. También se está ampliando su uso en habitaciones de hospitales para la toma de imágenes por resonancia magnética.

"Por años, el acero no ha tenido un material sustituto que iguale o exceda sus capacidades, a un precio razonable". Andrés Guzmán Guerrero. Profesor del departamento de Ingeniería Civil y Ambiental. Guzmán quería conocer de primera mano las ventajas y desventajas de estos nuevos materiales frente al acero, así que invitó a sus estudiantes, Juan Esteban Camargo Niebles y Julio César Tesillo Buchar, para explorar juntos el tema. Luego de revisar la bibliografía disponible y llevar a cabo un modelo de simulación computacional para comparar dos estructuras similares con los dos materiales (barras de acero y GFRP), redactaron un artículo en el que detallan las principales diferencias.

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Láminas perfiladas de plástico.

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Fibras de polipropileno para refuerzo de hormigón.

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Tuberías de fibra de vidrio.

En cuanto a los costos de producción de las barras GFRP, está claro que son generalmente más elevados comparados con las barras de acero. En promedio el acero tiene un precio unitario cercano a los dos mil pesos colombianos por kilogramo. El precio de las barras de GFRP pueden duplicar ese costo pero debido a las propiedades no corrosivas, los costos de inspección, reparación, mantenimiento y rehabilitación de estructuras el precio final resulta mucho menor dependiendo de cada construcción. Al comparar los dos materiales, es importante pensar a mediano y largo plazo, advierten los autores. Las

estructuras que implementan acero como refuerzo del concreto comúnmente tienen un ciclo de vida útil de 75 años, mientras que las estructuras que utilizan GFRP cuentan con un tiempo de vida útil estimado de 100 años. Es decir, que las alternativas que utilizan acero como refuerzo para el concreto tienen en realidad un valor presente neto hasta un 50 % más elevado que la alternativa con GFRP. “También es importante considerar la reutilización del material una vez su ciclo de vida ha terminado”, señalaron. El acero es un material 100 % reciclable mientras que las barras GFRP, no. De otro lado, los impactos sobre el

calentamiento global generados por las estructuras de acero son un 25 % más altos que los generados por la alternativa con GFRP. En su concepto, por las razones antes expuestas, las barras de GFRP deben ser consideradas por arquitectos e ingenieros en el país como una alternativa viable a las barras de acero. “Aún hay problemáticas por resolver como la falta de guías técnicas de diseño del concreto reforzado con dichas barras y el conocimiento del comportamiento del material frente a cargas permanentes debido a su alta elasticidad”, advierten.