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Jul 17, 2023

Michigan amplía el uso de fibra de carbono como material alternativo para puentes

La fibra de carbono sigue ganando popularidad como alternativa a los puentes de hormigón armado con acero, y un informe reciente indica que el material puede resistir años de condiciones climáticas adversas. lorenzo

La fibra de carbono sigue ganando popularidad como alternativa a los puentes de hormigón armado con acero, y un informe reciente indica que el material puede resistir años de condiciones climáticas adversas.

La Universidad Tecnológica de Lawrence probó componentes de polímero reforzado con fibra de carbono durante cuatro años para determinar qué tan bien soportarían las duras condiciones climáticas y otras condiciones de Michigan. El siguiente informe para el Departamento de Transporte de Michigan fue nombrado uno de los 16 principales proyectos de investigación de 2020 por el Comité Asesor de Investigación de la Asociación Estadounidense de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte.

"Los investigadores descubrieron que las hebras de CFRP resistieron bien las condiciones que simulaban el duro clima de Michigan", dice un comunicado de prensa del MDOT. “La humedad, la lluvia, la lluvia helada y los cambios extremos de temperatura no afectaron significativamente la resistencia o las propiedades mecánicas del material con el tiempo. Además, los resultados de las pruebas mostraron que algunos parámetros actualmente aceptados para CFRP son conservadores y pueden actualizarse”.

El informe indica que la resistencia a la tracción garantizada para CFRP recomendada por el fabricante se puede aumentar significativamente a efectos de diseño.

Los investigadores sometieron hebras de CFRP a 300 ciclos de congelación y descongelación, incendios y otras pruebas. "Ahora, los diseñadores de puentes tienen la información y las especificaciones que necesitan para predecir cómo funcionará el CFRP en una variedad de condiciones del mundo real, así como las herramientas de diseño para futuros proyectos de puentes", dice MDOT.

El CFRP se considera una alternativa al hormigón armado con acero, que puede corroerse con el tiempo debido a los elementos y provocar reparaciones costosas. MDOT dice que los hilos de fibra de carbono resisten la corrosión, duran más y requieren menos mantenimiento.

"Dado que el CFRP no es corrosivo, estamos eliminando el potencial de deterioro del concreto debido a la corrosión del acero, que es la principal causa de una vida útil más corta en los puentes", dice Matthew Chynoweth, ingeniero jefe de puentes del MDOT y director de la Oficina de Puentes y Estructuras del MDOT. . MDOT tiene el objetivo de lograr una vida útil del puente de 100 años. MDOT y Lawrence Tech han estado estudiando CFRP desde 1988.

MDOT informa que desde su primer uso en 2001 – para el primer puente de hormigón pretensado de CFRP de tres tramos del país, construido en Southfield – más de una docena de puentes en el estado tienen pretensado y postensado de CFRP. Entre ellos se incluye el puente I-75 en dirección sur de Detroit, que tiene vigas pretensadas de CFRP de 140 pies de largo, y dos puentes para una I-94 renovada.

Uno de los inconvenientes es que el CFRP cuesta más, por lo que el MDOT dice que sólo puede hacer unos pocos puentes al año con el material compuesto. Sin embargo, el proveedor de cables compuestos de fibra de carbono de la agencia, Tokyo Rope, ha construido una instalación de fabricación en Michigan, lo que ha reducido algunos costos y tiempos de entrega, afirma Chynoweth.