25 septiembre 2009

Los nuevos plásticos reforzados super laminados y sus aplicaciones

En este artículo hablamos de una nueva generación de FRP (polímeros reforzados con fibra) en los que pueden realizarse reparaciones y modificaciones que no son posibles con los laminados convencionales o los sistemas "wet lay-up".

A finales de los años 80, los investigadores de la Universidad de Arizona comenzaron estudios pioneros para el fortalecimiento de estructuras con láminas de polímeros reforzados con fibras enlazadas externamente. El colapso de muchos puentes en el terremoto de Loma Prieta en 1989, California, impulsó la búsqueda de ideas para confinar los pilares de los puentes. Los mismos investigadores fueron los primeros en proponer envolver los pilares de los puentes con FRP. Inicialmente se consideró una estrategia inusual para muchos escépticos a la vez que se generó una técnica principal para reparar y modernizar estructuras en todo el mundo.

Desde ese momento, mucho se ha hablado de los productos FRP. Para muchos proyectos de rehabilitación, la elevada resistencia a la tracción, peso ligero, durabilidad y versatilidad de los FRPs hacen de estos productos el material perfecto. Los FRP ya no son un producto experimental y están bastante bien aceptados como material de construcción. Nuevas aplicaciones como modernizar edificios con chorreado han sido también propuestas.

Clasificación de FRP

Los productos FRP se clasifican según dos categorías: productos de fábrica y productos pre-curados. Los de fábrica ofrecen una mayor versatilidad en el campo y se instalan utilizando un sistema denominado "lay-up". Técnicos especializados prepran la resina en el campo, saturan el producto de fábrica con resina y lo aplican en el elemento estructural.

Los productos pre-curados se fabrican en plantas industriales con mayor control de calidad. Debido a sus altos ratios de fibra a resina, estos productos usualmente ofrecen mayor resistencia y rigidez que sus equivalentes lay-up. Los productos pre-curados están disponibles en forma de varillas o tendones reforzados o tiras laminales unidireccionales.

Super láminas

Las super láminas son una nueva generación de productos FRP que se han desarrollado recientemente para mejorar las tecnologías actuales. Estos productos pueden tener muchas aplicaciones que han desafiado a los ingenieros y arquitectos durante décadas. Algunas soluciones no serían posible sin utilizar super láminas.

Veamos algunas aplicaciones de las super láminas.

Fortalecimiento de tuberías

Las super láminas pueden ser utilizadas para eliminar pérdidas en grietas de tuberías que contienen agua presurizada, siendo una solución interesante para las tuberías de las redes de distribución de agua. Estas tuberías están usualmente presurizadas, y el deterioro de los refuerzos de hormigón o pérdidas de espesor pueden reducir las tensiones internas.

Un sistema usado en la última década ha sido aplicar una o más capas de fábrica de carbono en el interior de la superficie de la tubería, pero se trata de un procedimiento que requiere mucho tiempo cuando las tuberías tienen varios kilómetros.

Las super láminas ofrecen varias ventajas sobre los sistemas "wet lay-up". La primera es que las super láminas ofrecen mejores propiedades mecánicas puesto que pueden ser ensayados antes de la instalación y ello permite rechazar productos defectuosos. En segundo lugar, las super láminas reducen el tiempo de construcción. En tercer lugar, es posible incluir múltiples capas de fábrica en una única lámina, además de reducir el tiempo de construcción. Por ejemplo, cuando las tuberías requieren fortalecerse, para eludir la corrosión galvánica, una capa de fábrica de vidrio se aplica a la superficie de la tubería antes de aplicar fábrica de carbono. La capa protectora puede incorporarse en la super lámina, así que en vez de dos capas de fábrica aplicados en el campo, sólo se aplica una super capa de lámina.

Bibliografía: FRP super laminates present unparalleled solutions to old problems. Reinforced plastics. September 2009
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