Los compuestos de polímero reforzado con fibras (FRP) presentan una elevada relación resistencia/peso, excelente resistencia a la corrosión y una instalación sencilla, y se han adoptado ampliamente para el refuerzo y la rehabilitación de estructuras de hormigón existentes. Los sistemas FRP pueden rehabilitar elementos estructurales deteriorados para recuperar su capacidad portante, reforzar elementos sanos para resistir cargas mayores inducidas por cambios en el uso de la estructura, o subsanar errores derivados del diseño o la construcción originales. Antes de seleccionar un sistema FRP, los profesionales del diseño debidamente habilitados deberán verificar si el refuerzo con FRP constituye una solución técnica adecuada para el proyecto.

1 Escenarios de Aplicación del Refuerzo con FRP

La tecnología de refuerzo compuesto con FRP responde a tres demandas de ingeniería principales:

• Rehabilitar componentes estructurales deteriorados y recuperar su capacidad portante original;

• Reforzar elementos estructurales intactos para soportar cargas incrementadas derivadas de cambios en la ocupación y el uso del edificio;

• Subsanar defectos procedentes de desviaciones en el diseño o la construcción originales.

El refuerzo con FRP no es una solución de rehabilitación universal y no puede aplicarse de forma indiscriminada. Los profesionales del diseño deben validar primero la idoneidad de los sistemas FRP para la estructura objeto antes de seleccionar el tipo de material FRP, el método de adhesión y los detalles constructivos.

2 Evaluación del Estado de las Estructuras Existentes

Para evaluar la idoneidad del refuerzo con FRP en un proyecto concreto, es obligatoria una evaluación integral del estado de la estructura existente. La evaluación tiene por objeto cuantificar la capacidad portante actual, identificar las deficiencias estructurales y sus causas raíz, y caracterizar el estado del sustrato de hormigón. La evaluación global comprende una inspección minuciosa en obra, la revisión del diseño original y de la documentación as-built, y el análisis estructural.

1) Revisión de Documentación

Deberán revisarse todos los registros de construcción disponibles, incluidos planos de diseño, especificaciones del proyecto, información as-built, informes de ensayos de campo, registros históricos de reparaciones y archivos de mantenimiento, con el fin de comprender los antecedentes constructivos y la evolución de las patologías estructurales.

2) Partidas de la Investigación de Campo

La investigación de campo deberá determinar la siguiente información esencial:

(a) Dimensiones reales de los elementos estructurales

(b) Localización, tamaño y causas de las fisuras y los desprendimientos de hormigón

(c) Cantidad y disposición de las armaduras existentes

(d) Localización y extensión de la corrosión de las armaduras

(e) Presencia de corrosión activa en curso

(f) Resistencia a compresión del hormigón in situ

(g) Sanidad del hormigón, especialmente del recubrimiento, en todas las zonas donde el FRP se adherirá al sustrato

El comportamiento a tracción de las superficies de hormigón para la instalación del FRP deberá medirse mediante ensayos de adherencia por arrancamiento (pull-off). La resistencia a compresión del hormigón in situ puede obtenerse mediante extracción de testigos. La capacidad portante de la estructura existente deberá determinarse a partir de los datos de la investigación de campo, la revisión de los cálculos y planos del diseño original y la modelización analítica. Cuando proceda, podrán incorporarse a la evaluación ensayos de carga u otros métodos complementarios.

3 Principios de Diseño de Elementos Reforzados con FRP

Los sistemas compuestos de FRP destinados a mejorar la resistencia de elementos existentes deberán diseñarse considerando múltiples factores críticos: límites de carga, trayectorias racionales de transferencia de cargas, efectos de la temperatura y del ambiente sobre el comportamiento a largo plazo del FRP, escenarios de carga e impactos de la corrosión de las armaduras sobre la integridad del sistema de refuerzo FRP. El diseño deberá equilibrar el comportamiento mecánico, la durabilidad de los materiales y el riesgo de desarrollo de patologías, a fin de garantizar la seguridad y fiabilidad a largo plazo de la estructura reforzada.

Conclusión

El refuerzo compuesto con FRP es una tecnología de rehabilitación refinada que se sustenta en una evaluación completa del estado estructural. El flujo de trabajo completo de refuerzo comienza con la detección de patologías estructurales y la evaluación de la capacidad portante, seguidas de la selección del sistema FRP y del diseño especializado. Solo caracterizando íntegramente la calidad del sustrato, el estado de las armaduras y las condiciones de fisuración y corrosión pueden aprovecharse plenamente las ventajas de los materiales FRP para lograr obras de refuerzo seguras y duraderas.