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Existen varias técnicas utilizadas para aumentar tanto la capacidad de carga máxima como la mantenibilidad de las estructuras de hormigón armado. El refuerzo de vigas de hormigón armado con compuestos de FRP es el método más nuevo desarrollado. Este método es ampliamente aceptado y ha demostrado su eficacia en la mejora de la capacidad de los elementos de hormigón armado. Este artículo analiza la economía de los sistemas reforzados con FRP en comparación con los costos de otros métodos tradicionales, con base en estudios y proyectos realizados.
Figura 1: Refuerzo de elementos de hormigón armado utilizando compuestos de FRP (izquierda) y resistencia convencional (derecha)
La economía del endurecimiento del sistema se analiza en dos fases:
- Costo de instalación del sistema FRP
- Costo de servicio de por vida para la introducción del sistema de refuerzo para el sistema FRP
Costo de instalación del sistema FRP
La economía de los sistemas de refuerzo compuesto de FRP durante la fase de instalación se basa en las condiciones de trabajo y los factores relacionados con el trabajo. Adicionalmente, al momento de evaluar el costo de la obra, se debe tomar en cuenta el tiempo asignado y el espacio disponible en el sitio para realizar el proyecto. Esto se debe a que estos factores pueden tener un impacto significativo en los costos. Además, se dice que el costo del refuerzo con compuestos de FRP es aproximadamente el 70% del costo total de otros métodos de refuerzo. Esta afirmación se basa en la investigación sobre el fortalecimiento de las estructuras de las vías.
Cálculo de prueba y examen del costo de construcción del método de refuerzo utilizando material compuesto de FRP en comparación con el método convencional
Ciertos proyectos, como las carreteras, incurren en multas y mayores costos cuando las estructuras están cerradas al tráfico. Por ejemplo, si necesitábamos mejorar una carretera importante en la ciudad de Nueva York, EE. UU., el trabajo debía realizarse solo de noche porque la carretera debe estar abierta durante el día. Se habría impuesto una hora de cierre de carretera para el día. Se han llevado a cabo una serie de proyectos para la estimación de costos y todos ellos demuestran la superioridad de la tecnología de refuerzo con FRP sobre otros métodos normales o convencionales Uniones viga-columna de una estructura de estacionamiento reforzada por encolado. Resultó que se requería alrededor del 35 % del método de construcción en comparación con el método de construcción normal, como agregar barras de refuerzo y colocar concreto. En otro proyecto en Canadá, se estimó el costo del refuerzo a cortante para todo el puente con láminas de FRP y estribos de acero. Se ha demostrado que el uso de láminas de FRP es aproximadamente un 30 % más económico. En cuanto al período de construcción, el período de construcción para trabajos de refuerzo con materiales compuestos de FRP puede acortarse significativamente en comparación con los métodos de construcción convencionales. Por ejemplo, el período de construcción requerido para reforzar una chimenea fue de seis meses con los métodos de construcción convencionales, pero de un mes en Japón. Finalmente, de los ejemplos anteriores, podemos concluir que el costo de instalación de los compuestos FRP es considerablemente más bajo que otros métodos tradicionales.
Costo de mejora del sistema Introducción del sistema FRP
El costo total de vida útil de una tecnología de refuerzo es un factor clave que juega un papel importante en la decisión de cuándo y cómo fortalecer una estructura de hormigón armado. Los costos de servicio de por vida para un sistema reforzado generalmente comprenden los costos de instalación y mantenimiento que pueden ser necesarios durante la vida útil de la estructura. Sin embargo, dado que los costos de instalación se han discutido y tomado en cuenta, los costos de mantenimiento se consideran en esta sección. Se deben considerar muchos factores al evaluar el costo de vida total de una estructura reforzada. Por ejemplo, la durabilidad de la tecnología de refuerzo, el costo de la pérdida de servicio, los requisitos del propietario para la mantenibilidad y la vida útil de la estructura y los costos de mantenimiento. Se ha demostrado que los elementos de hormigón armado reforzados con compuestos de FRP son menos costosos de mantener que los elementos de hormigón armado reforzado convencionalmente. Finalmente, se puede argumentar que la economía de usar sistemas compuestos de FRP para fortalecer estructuras de concreto reforzado es superior a otros métodos tradicionales.