A Coruña acolle a maior rotura dunha trabe feita nun laboratorio en Europa

O Grupo de Construción da UDC lanzou un concurso internacional para predicir o resultado do experimento, enmarcado no proxecto HORVITAL

Trabe de gran tamaño estudada polos investigadores do Grupo de Construción da UDC. Foto: gCONS/Twitter.
Trabe de gran tamaño estudada polos investigadores do Grupo de Construción da UDC. Foto: gCONS/Twitter.

As grandes estruturas que melloran as vidas das persoas e o transporte a través do mundo requiren do coñecemento e do traballo de moitas mans e moitas cabezas, desde os operarios que as constrúen ata os enxeñeiros que as deseñan. Para garantir que todo estea ben, precísanse moitos e moi precisos cálculos, que teñan en conta todos os factores posibles á hora de construír. E entre todos os elementos destas obras, a trabe é un factor moi relevante debido ao seu papel como sustento. Investigar para saber como se comporta o formigón en determinadas circunstancias é unha fonte de coñecemento moi interesante para todo o sector construtivo. Niso, e noutros aspectos, traballa o Grupo de Construción da Universidade da Coruña (gCONS) que este mércores pola tarde vai realizar unha proba sen precedentes en Europa: romperán, de forma controlada, a trabe máis grande de Europa que se ensaiou nun laboratorio. Será no Laboratorio de Construción do Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC) da cidade.

A rotura da trabe e o “efecto tamaño”

Tal e como explican desde o gCONS, a viga, de 12 metros de lonxitude, 2 metros de canto e 24 centímetros de espesor, cun peso de 14 toneladas, será sometida a unha rotura para estudar a resistencia a cortante da estrutura. “Cando pensamos nunha estrutura que se rompe, imaxinamos, por exemplo, nun excursionista que para cruzar un río apoia un tronco nas dúas beiras. A medida que se achegue ao centro, o explorador nota como se deforma, e incluso pode chegar a rachar se non é o suficientemente resistente. Este fenómeno denomínase rotura a flexión, a imaxe máis habitual que nos vén á mente se pensamos na rotura dunha trabe”.

Porén, as estruturas de formigón, como o tronco, poden romper doutro xeito. “Unha delas, da que se ocupa este proxecto, é o fallo por esforzo cortante“, din desde a UDC. Neste caso, “as roturas tenden a manifestarse preto dos apoios, ou cando hai cargas moi elevadas concentradas nun punto”. Outro dos problemas que presenta é que “a deformación no momento da rotura é moi reducida, polo que é posible que non se poida albiscar a simple vista a curvatura que sí se aprecia nas roturas a flexión”.

O problema, segundo explican os enxeñeiros, é que a pesar de ter en conta todos os posibles modos de erro, é máiis sinxelo prognosticar a carga que acaba provocando a rotura a flexión que a rotura por cortante, xa que nesta interveñen fenómenos máis complexos.

Os investigadores e técnicos do CITEEC preparan o ensaio sobre unha viga de 9 m de lonxitude e 1,5 m de canto. Fonte: Proxecto HORVITAL.
Os investigadores e técnicos do CITEEC preparan o ensaio sobre unha viga de 9 m de lonxitude e 1,5 m de canto. Fonte: Proxecto HORVITAL.

Así que para previr riscos e imprevistos, a solución práctica que se toma nas estruturas é usar máis formigón e aceiro do que din os cálculos. Porén, “é unha solución moi pouco respectuosa cos recursos naturais e a pegada de carbono”, polo que se están desenvolvendo investigación que busquen novos camiños.

Un dos problemas cos que se atopa a enxeñaría é o chamado “efecto tamaño“. “Sabemos que os modelos de cálculo comúns predín peor a rotura a cortante en trables grandes ca en trabes pequenas, e mesmo sobreestiman a capacidade de carga dos elementos grandes, o que pode resultar inseguro”.

E isto é o que quere averiguar o experimento que está a desenvolver a UDC. “Un mellor coñecemento do efecto tamaño permitiríanos reducir o uso de materiais e enerxía en novas estruturas e predicir con fidelidade a capacidade resistente de estruturas xa construídas, que así poden ser rehabilitadas ou adaptadas a novos usos”, apuntan.

Para isto desenvolveron varias series de vigas de gran tamaño, de entre 6 e 12 metros, da que a maior será a que se verá este mércores, que foron construídas nas instalacións de PRECON, en Vilagarcía de Arousa, baixo a supervisión dos investigadores da UDC. No marco deste proxecto, entre outros fitos, segundo salientan desde o grupo coruñés, construíron “a trabe sen armadura transversal máis grande do mundo ensaiada a cortante nun laboratorio” e “a trabe con armadura transversal máis grande ensaiada a cortante nun laboratorio europeo”. Ademais, algunhas das vigas xa usadas serán reparadas posteriormente con polímeros reforzados con fibra de carbono para ensaiar de novo con elas, e outras serán reforzadas con aleacións con memoria de forma. Nos dous casos serán “as trabes reforzadas máis grandes do mundo ensaiadas nun laboratorio”.

Concurso: como romperá a trabe?

A predición da resistencia a cortante é un dos debates máis importantes no ámbito da investigación do formigón estrutural. Algúns dos grupos científicos máis prestixiosos do mundo estudan neste tema. E dada a envergadura da trabe que se vai analizar na Coruña, o equipo gCONS decidiu lanzar un concurso científico internacional para que todos os especialistas que o desexen envíen as súas predicións. Ata o momento, segundo explican desde a UDC, chegaron respostas de España, Corea, Alemaña, Estados Unidos, Brasil ou Croacia.

O ensaio deste mércores forma parte do proxecto HORVITAL, financiado polo Ministerio de Ciencia e Innovación, no que xunto á UDC están tamén a Universidad Politécnica de Valencia (UPV), a Universitat de les Illes Balears (UIB) e a Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), desde onde se coordina. O obxectivo de HORVITAL é a investigación dos diversos aspectos das estruturas de formigón para a extensión da súa vida útil, a través da mellora dos modelos analíticos que poidan predicir a resistencia ao corte. Dentro da iniciativa, os enxeñeiros que traballan desde A Coruña, coordinados polo profesor Fernando Martínez Abella, desenvolven o proxecto SP4.

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.