Académicos buscarán cómo mejorar y optimizar el uso del hormigón armado en la construcción

En un desafío global por mejorar los índices de productividad y competitividad, la industria de la construcción con hormigón se ha visto en la necesidad de desarrollar diversas tecnologías e innovaciones que permitan mejorar y optimizar los recursos disponibles, tales como mano de obra especializada, uso eficiente de los materiales, reducción de costos, reducir los tiempos de ejecución de la obra gruesa, entre otros.

Si bien se han desarrollado avances en ciertas tecnologías que buscan mejorar la productividad, aún existen desafíos y brechas por superar para que estas tecnologías se puedan implementar en el sector productivo. Tal es el caso del uso de fibras en el hormigón, tecnología que, a pesar de tener importantes beneficios, tiene desafíos normativos en Chile y el mundo. En este sentido no existen normas específicas en Chile que avalen el uso de fibras en el hormigón como reemplazo parcial o total de enfierradura, y se cuenta con escasos avances en las normas norteamericanas y europeas.

En este contexto, el objetivo del “Proyecto IT24I0017: Bases de diseño para la utilización de fibras como refuerzo en elementos estructurales de hormigón sometidos a flexión”, es aumentar la productividad en la construcción de elementos de hormigón armado, al utilizar fibras embebidas en el hormigón como reemplazo parcial o total de armadura de refuerzo.

El proyecto es liderado por el académico Matías Hube del Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica de la UC y director del Centro de Innovación del Hormigón UC (CIH UC); el académico Iván Navarrete del Departamento de Ingeniería y Gestión de la Construcción UC y subdirector del CIH UC; el académico Gerardo Araya de la Escuela de Construcción Civil UC y miembro académico del CIH UC; y el académico Julián Carrillo de la Universidad Militar Nueva Granada, Colombia, quien es colaborador internacional del CIH UC, por lo que se espera desarrollar una base de diseño que se pueda implementar en diferentes países de la región.

Uso de fibras en el hormigón

Algunos de los beneficios que se pueden mencionar con el uso de fibras en el hormigón, está la disminución de mano de obra intensiva necesaria para la colocación de enfierradura, lo que minimiza los riesgos de accidentes, así como la reducción de costos y optimización de los recursos disponibles. De hecho, se ha observado una disminución de un 40% aproximadamente en los plazos de construcción de obra gruesa, aumentando la productividad. Por otro lado, el transportar menor volumen de enfierradura a las obras, favorece el desarrollo de obras fuera de las zonas cercanas a ciudades o plantas basales.

Continuidad de investigaciones previas

Durante los años 2017 y 2018, surgió la necesidad de investigar el uso de fibras en el hormigón, por lo que se desarrolló un proyecto financiado por Innova Corfo liderado por el Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile (ICH) junto al Centro de Innovación del Hormigón UC, enfocado en evaluar el reemplazo de la malla de refuerzo por fibras en muros de hormigón armado destinado a la construcción de casas de uno o dos pisos de altura. El proyecto obtuvo resultados positivos que confirman la viabilidad de esta tecnología y la importancia de continuar con este tipo de investigaciones. Actualmente, el ICH continúa siendo un aliado clave en esta investigación, impulsando el uso de fibras para mejorar la productividad, y fortaleciendo los vínculos entre la academia y el sector productivo.

Transferencia tecnológica y normativa futura

El proyecto tiene como meta desarrollar las bases de diseño necesarias para que, en el futuro próximo, estas puedan ser utilizadas en el desarrollo de una normativa que permita el uso de fibras en el hormigón. De acuerdo con el académico Matías Hube, estas bases de diseño permitirían “diseñar elementos de hormigón con bajas solicitaciones y sin demanda de ductilidad, cuya armadura pueda ser reemplazada por fibras”.

La metodología que se utilizará en este proyecto será principalmente experimental. En una primera etapa se estudiarán las propiedades mecánicas del hormigón con distintos tipos y dosificaciones de fibra. Posteriormente, se ensayarán vigas de hormigón con reemplazo parcial y total de armadura por fibras. “En estos ensayos se determinará la resistencia y modo de falla de las distintas vigas, para finalmente analizar los costos y productividad de esta tecnología”, comenta el académico Matías Hube.

Una vez obtenidos estos datos, se desarrollarán las recomendaciones de diseño de elementos de hormigón con reemplazo parcial y total de armadura por fibras.

Colaboración internacional

El proyecto también destaca por su componente de colaboración internacional, en particular entre Chile y Colombia, gracias a la participación del académico Julián Carrillo de la Universidad Militar Nueva Granada, Colombia, donde se han realizado durante los últimos 15 años diversos estudios “no solo para caracterizar las propiedades mecánicas del hormigón reforzado con fibras, sino también para explorar nuevas aplicaciones del material en la ingeniería estructural”, comenta el académico Julián Carrillo.

Además de desarrollar bases de diseño aplicables en Chile, el proyecto tiene un importante alcance global, ya que los resultados obtenidos en esta investigación podrán adaptarse tanto en Colombia como en otros países de la Región, contribuyendo a cimentar las bases necesarias para futuras investigaciones y desarrollo de normativas.