El "refuerzo con fibra de carbono" suele describirse como si fuera un único producto. En la práctica, el polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) llega a la obra en al menos seis formas de producto distintas, cada una con su propio proceso de fabricación, su conjunto de especificaciones y —lo más importante— su propia aplicación correcta.

Esta guía explica cada forma de producto, sus especificaciones típicas, dónde se utiliza y cómo seleccionarla. Está escrita para propietarios, contratistas e ingenieros que necesitan hablar el mismo idioma al especificar fibra de carbono.

Productos de refuerzo con fibra de carbono

Seis formas de producto: adapte la forma a la tarea

1. Tejido / Envolvente / Tela / Lienzo de fibra de carbono

Qué es. Un tejido fino y flexible de filamentos de carbono, uni o multidireccional, que suele suministrarse en rollos y saturarse con epoxi en obra (método "wet lay-up"). "Tejido", "envolvente", "tela" y "lienzo" son en gran medida la misma clase de producto designada por distintos proveedores.

Especificaciones disponibles.

200 g/m² (espesor nominal 0.111 mm) y 300 g/m² (0.167 mm): las gramajes más habituales

Ancho: 100 / 150 / 200 / 250 / 300 / 500 mm; longitud de rollo 100 m

600 g/m² (0.333 mm): gramaje pesado para mayor capacidad por capa única

Ancho: 500 mm; longitud de rollo 50 m

También disponibles gramajes intermedios: 230 / 430 / 450 / 530 g/m²

Usos típicos. Refuerzo a flexión de vigas y losas (adherido a la cara traccionada), refuerzo a cortante (envolventes en U y envolventes completos) y confinamiento de pilares (envolventes completos) para mejorar la ductilidad.

2. Banda / Laminado / Fleje de fibra de carbono

Qué es. Un fleje rígido de CFRP pultrusionado en fábrica, suministrado ya curado y adherido a la estructura con un adhesivo estructural específico. "Banda", "laminado" y "fleje" describen la misma forma de barra rígida.

Especificaciones típicas.

Espesor: habitualmente 1.2 mm / 1.4 mm / 2.0 mm / 3.0 mm

Ancho: habitualmente 50 mm / 100 mm

Resistencia a tracción: típicamente ≥ 2,400 MPa (alta resistencia) y ≥ 1,800 MPa (alto módulo)

Clases de módulo: alta resistencia (~150 GPa) y alto módulo (~200 GPa)

Usos típicos. Refuerzo a flexión de vigas y losas donde se requiere mayor transferencia de fuerza y un perfil limpio y controlado; las bandas soportan más carga por fleje que las capas de tejido del mismo ancho.

3. Anclaje de fibra de carbono

Qué es. Un elemento corto de fibra —a menudo un "abanico" de fibra de carbono abierto o en bucle, o un anclaje premoldeado— instalado para fijar una banda o un tejido al sustrato en sus extremos o en secciones críticas. Su finalidad es resistir el despegue y la separación de extremo, que es el modo de fallo dominante del CFRP adherido exteriormente.

Especificaciones típicas. Varían según el sistema; los parámetros clave son el diámetro/ancho del anclaje, la profundidad de empotramiento y el ángulo del abanico/apertura. Los anclajes se especifican para corresponder al sistema de tejido o banda que fijan.

Usos típicos. Anclar los extremos de bandas y envolventes adheridos, mejorar el anclaje en empalmes y alrededor de aberturas, y aumentar la capacidad utilizable (limitada por el despegue) del refuerzo.

4. Malla / Retícula de fibra de carbono

Qué es. Una retícula de fibra de carbono de trama abierta, embebida en una matriz de mortero cementoso o modificado con polímero en lugar de epoxi. Este enfoque de "matriz cementosa reforzada con tejido" (FRCM / TRM) difiere radicalmente del wet lay-up con epoxi.

Especificaciones disponibles.

Retículas de fibra de carbono unidireccionales y bidireccionales con mallas de 10×10 a 50×50 mm, todas clasificadas como Grade I Alta Resistencia y suministradas en anchos de hasta 1000 mm.

Usos típicos. Refuerzo de grandes superficies en muros de fábrica, bóvedas y losas; mejora sísmica de construcciones de ladrillo y piedra; aplicaciones que requieren una matriz transpirable, resistente al fuego o compatible con álcalis y en las que el epoxi no es adecuado.

5. Armadura / Barra de fibra de carbono

Qué es. Una barra maciza de CFRP pultrusionada (a menudo con superficie recubierta de arena o enrollada en espiral para la adherencia), utilizada como armadura no metálica dentro de hormigón nuevo o embebida cerca de la superficie de un elemento existente (método "near-surface-mounted", NSM).

Especificaciones típicas. Diámetros habitualmente de 6 mm a 25 mm; se suministran en barras, rollos o jaulas. La clase y la superficie de adherencia son los campos clave de especificación.

Usos típicos. Armadura resistente a la corrosión para estructuras en ambientes agresivos (marino, sales de deshielo), zonas sensibles electromagnéticamente (hospitales, resonancia magnética) y refuerzo NSM de hormigón existente cuando se requiere baja invasividad.

6. Camisa de fibra de carbono / Camisa de pilote

Qué es. Una funda tubular de CFRP premoldeada o fabricada en obra que rodea un pilar, una pila o un pilote. Un pequeño hueco anular se rellena con lechada o adhesivo estructural para que la funda y el núcleo trabajen juntos. "Camisa de pilote" se refiere al mismo concepto aplicado a pilotes de cimentación, a menudo sumergidos.

Especificaciones típicas. Se definen por el diámetro, el espesor de pared y la altura/longitud del segmento; en pilotes, la camisa debe adaptarse al diámetro del pilote y al ambiente marino/del suelo.

Usos típicos. Confinamiento y reparación de pilares, pilas y chimeneas deteriorados; rehabilitación de pilotes corroídos o dañados en la zona de salpicaduras y sumergidos, donde la camisa refuerza y protege a la vez.