Un cambio de uso o nuevas exigencias de seguridad pueden hacer que un edificio necesite más capacidad estructural de la que se le dio en origen. Reforzar, en lugar de rehacer, permite conservar la estructura y la distribución con una obra rápida y poco invasiva.
En el caso de la obra que os ponemos de ejemplo hemos reforzado el forjado reticular de una residencia de estudiantes. Tras el estudio previo y el cálculo estructural, se detectó que varios nervios necesitaban más capacidad a flexión para asumir las nuevas cargas de uso. Elegimos el refuerzo con laminados de fibra de carbono (CFRP) adheridos con resina epoxi, una técnica que aumenta la resistencia del forjado sin añadir peso ni alterar los espacios.
Ejecución del refuerzo de estructura
El encargo de la obra parte de un estudio elaborado por el calculista de estructuras, que definía qué nervios debían reforzarse, la sección de laminado necesaria y su disposición. Una vez allí se comienza con la preparación del soporte: lijado mecánico para eliminar la lechada superficial, reparación de coqueras con mortero y limpieza a fondo del polvo. Con ensayos de arrancamiento comprobamos que el hormigón tenía la adherencia suficiente para transmitir los esfuerzos al refuerzo.
A continuación aplicamos el adhesivo estructural epoxi sobre el soporte y sobre el laminado, y colocamos la lámina a lo largo del nervio. Para eliminar el aire ocluido y asegurar un contacto continuo, la presionamos con rodillo de goma hasta que rebosó el exceso de adhesivo.
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Una vez curada la resina, el laminado trabaja solidariamente con el nervio, como una armadura adicional en la zona traccionada, y así aumenta la capacidad resistente a flexión del forjado. Como el laminado apenas tiene 1,2 mm de espesor, no se pierde altura libre ni hay que añadir vigas o pilares: la distribución del edificio queda exactamente igual.
Ventajas del refuerzo estructural con fibra de carbono
- Alta resistencia con un peso mínimo. La fibra de carbono resiste a tracción varias veces más que el acero y pesa muy poco, de modo que no sobrecarga la estructura existente.
- Sin pérdida de altura ni de geometría. Al tener un espesor milimétrico, se conservan la altura libre y las dimensiones originales de los elementos.
- Durabilidad sin mantenimiento. Es un material que no sufre corrosión, por lo que no necesita mantenimiento posterior.
- Ejecución rápida y limpia. Se trabaja con medios auxiliares ligeros, sin apuntalamientos complejos y con una afección mínima al uso del edificio.
- Compatible con la protección pasiva. El sistema admite revestimientos ignífugos que protegen el adhesivo frente a las altas temperaturas en caso de incendio.
El concepto de refuerzo estructural
Reforzar una estructura consiste en aumentar su capacidad portante. Suele ser necesario en estos casos:
- Cambios de uso o nuevas sobrecargas.
- Daños por corrosión o envejecimiento.
- Errores de proyecto o de ejecución.
Todo refuerzo debe partir de un diagnóstico y de un cálculo justificado.
Refuerzo en vigas
En las vigas, los laminados colocados en la cara inferior aumentan la capacidad a flexión. Los tejidos de fibra de carbono dispuestos en U mejoran la resistencia a cortante cerca de los apoyos.
Refuerzo en forjados
En forjados unidireccionales, reticulares o losas, el refuerzo se coloca siguiendo la dirección de los nervios o en bandas cruzadas, según el reparto de esfuerzos que indique el cálculo.
Refuerzo en pilares
En los pilares, el zunchado con tejidos de fibra de carbono confina el hormigón y aumenta su resistencia a compresión y su ductilidad, sin aumentar la sección.