By En forma exitosa se realizó la segunda actividad de una serie de webinars técnicos impulsados por el Comité de Túneles y Espacios Subterráneos. El evento online contó con una participación de más de 100 profesionales del sector, tanto de Chile como del extranjero.
SANTIAGO.- El pasado martes 26 de abril, el Comité de Túneles y Espacios Subterráneos de Chile, CTES, junto a Bekaert realizaron el webinar: “Evaluación del comportamiento del hormigón lanzado con fibras y mallas en sostenimientos subterráneos”. El objetivo de la actividad, fue resaltar el rol del comportamiento del hormigón lanzado reforzado, a través del resultado de un estudio que buscaba evaluar el comportamiento del sistema shotcrete-perno, con diferentes elementos de refuerzo, frente a la presión del macizo rocoso en grandes deformaciones, de la forma más real posible.
Vice presidente CTES
El Sr. Armando Olavarría, vicepresidente del CTES Chile, recalca que “dentro de los objetivos que tiene el comité, está el apoyar con iniciativas que den a conocer las distintas acciones que realizan nuestros socios”. En este marco Armando enfatiza que se realizan actividades como los webinars para difundir contenido técnico, destacando que “en esta ocasión, fue el conocer la aplicación práctica y poder entender el comportamiento del shotcrete reforzado en su entendimiento en las obras subterráneas. Por lo tanto, agradecemos a nuestro expositor por esta oportunidad de compartir los resultados de este estudio”.
El encuentro se llevó a cabo de forma virtual, donde asistieron más de 100 profesionales del sector, quienes escucharon atentos la presentación del Sr. Juan Manuel Alvarado – Gerente Técnico Latam de la empresa Bekaert. El Sr. Alvarado expuso una introducción del concreto lanzado o shotcrete reformado con mallas, fibras o la combinación de ellas. Además, el Sr. Alvarado compartió información técnica relacionada a los factores que influyen en el desempeño del Shotcrete, los resultados del estudio con las evaluaciones, ensayos, análisis del comportamiento carga-deflexión, fabricación de muestras y otros temas más.
La presentación finalizó con los resultados del estudio y las reflexiones sobre las capacidades de carga y absorción de energía, el comportamiento de shotcrete reformado con fibras y sistemas de soportes, entre otros temas.
En el espacio de consultas el Sr. Alvarado y la Sra. Ángela Duarte conversaron y reflexionaron sobre algunos temas consultados relacionados a:
- Posibles problemas de corrosión en las fibras de acero.
- Durabilidad de las fibras de acero.
- Conocer las ventajas que se tienen con la implementación de fibras antes un incendio en túneles.
- Recomendaciones sobre el tema de oxidación de la fibras metálicas y duración de ellas ante un ambiente expuesto a la presencia de filtraciones de agua,
- Estudios de durabilidad de la fibra y de sus propiedades, pensando en su uso en túneles con fortificación permanente.
A continuación, se comparten las respuestas enviadas por la empresa BEKAERT a las consultas realizadas en el chat, del día de la actividad:
Determinación del sistema de soporte
Actualmente, la configuración del sistema de soporte conformado por mallas, pernos, shotcrete y las diversas combinaciones entre ellos, se determina en función del tipo de roca por medio de los métodos de diseño de sostenimiento como, por ejemplo, Sistema Q; sin embargo, cada elemento disponible en el mercado (malla, perno, shotcrete y fibras) poseen diversas variantes que actúan de distinta forma en el sistema de soporte.
De acuerdo con el estudio, el efecto de la malla puede variar según su posición en el sostenimiento (central, interior o exterior), y en el caso de las fibras, según el tipo de material (acero o sintéticas). Por tanto, la capacidad de carga del sistema de soporte varía según la configuración de los elementos de refuerzo, permitiendo establecer una clasificación según la configuración empleada, lo cual constituye un punto de partida para la optimización del sistema de soporte acorde con las características del macizo rocoso.
Durabilidad de las fibras de acero
De acuerdo con diversas investigaciones como, por ejemplo, el realizado en el programa Brite Euram, donde se expusieron varias muestras fisuradas y no fisuradas de concreto con fibras de acero en diferentes ambientes con solución salina y dióxido de carbono, concluyen que la oxidación de las fibras se limita a una profundidad de 2 mm de la superficie del concreto. El resto de la sección permanece intacta. Así mismo, las fibras de acero son elementos discontinuos (están separados entre sí) y están envueltas por la pasta cementicia; por lo tanto, el óxido que se puede generar en las fibras localizadas en la superficie de la estructura, no se transmite entre ellas. Por otro lado, se dispone de fibras con recubrimiento especial, en caso el aspecto visual sea un factor crítico.
Evidentemente, el ancho de fisura es fundamental para la durabilidad de la estructura, por lo que este aspecto se debe considerar durante el diseño por medio de los códigos existentes. Este aspecto está relacionado con la condición de servicio de la estructura y bajo este contexto, el ancho de fisura no debe exceder determinados límites de acuerdo con el grado de exposición. Así mismo, existen diversos túneles donde se usaron fibras de acero en fortificación permanente con presencia de agua como, por ejemplo, Gotatunnel en Suecia y Hinhead en Reino Unido.
Mallas tejidas y estallido de rocas
De acuerdo con los resultados, es posible incrementar la capacidad de carga y absorción de energía del sistema de soporte de manera considerable, combinando el refuerzo con malla electrosoldada y fibras de acero de alto desempeño. Incluso, es posible maximizar estos valores con mallas de mayor diámetro y mayor dosis de fibras que las consideradas en el estudio. La metodología de ensayo empleada para el estudio también puede ser utilizada para evaluar el efecto de las mallas tejidas en el sistema de soporte; no obstante, otros aspectos relacionados con el comportamiento dinámico del macizo rocos deben ser considerados de manera complementaria, cuya representación aún no ha sido completamente concertada y requiere mayor profundización.
El sistema de soporte conformado por shotcrete y pernos puede ser modelado con herramientas de modelamiento numérico o elementos finitos, en los cuales se debe considerar las leyes constitutivas del concreto reforzado con fibras ampliamente detalladas en Model Code 2010 o Rilem TC162 en términos de resistencia residual correspondiente a la capacidad de carga post-fisura del concreto sometido a flexión.
Espesores de aplicación con shotcrete
Dado que se ha podido determinar de alguna manera la capacidad de carga de distintos sistemas de soporte con diferentes configuraciones de refuerzo con malla y fibras, es posible alcanzar una determinada capacidad con diferentes elementos de refuerzo. Por lo tanto, una reducción del espesor de shotcrete con fibras de acero de alto desempeño, o su combinación con mallas electrosoldadas para obtener mayores solicitaciones, es factible.
La elección de la configuración de soporte más adecuada para las características del macizo rocoso que se presentan estará en función de la simplificación del proceso de sostenimiento y su impacto en la estructura de costos. Este análisis puede ser estimado con anterioridad aplicando un modelo de diseño estructural con valores de resistencia residual obtenidos de ensayos de shotcrete según prEN 14488-3 (Método B) o el ensayo de flexión de 3 puntos según EFNARC.
Se han elaborado estudios donde la degradación de las propiedades mecánicas del concreto reforzado con fibras de acero presenta ventajas respecto al refuerzo tradicional frente a la exposición de fuego. La degradación del concreto con refuerzo tradicional presenta una caída pronunciada de sus propiedades en determinado tiempo de exposición, mientras que la degradación del concreto reforzado con fibras de acero es sostenida a lo largo de la exposición. Es recomendable utilizar fibras micro sintéticas para prolongar la resistencia al fuego del concreto, las cuales se pueden usar en el revestimiento final, cuyo espesor estará en función del grado de exposición.
El evento que fue grabado ya se encuentra disponible en el canal de Youtube de CTES Chile. Para tener autorización al acceso al video de la presentación deberán escribir a angela.duarte@bekaert.com con copia a tuneles@ctes.cl
Bekaert es su socio global para el refuerzo inteligente de fibra de hormigón para proyectos de túneles y minería. Ofrecemos un servicio de alta calidad y valor agregado con nuestros productos de fibra de acero. Contamos con profesionales y experiencia en el personal, para ofrecer soluciones enfocadas para sus necesidades comerciales y técnicas. La seguridad y la producción son de vital importancia en la industria y requieren un esfuerzo continuo para optimizar el proceso de forma segura sin pérdida de producción. Nos especializamos en aplicaciones con fibra de acero de soporte temporales y permanentes, como aplicaciones de hormigón proyectado y revestimiento de pozos
