Despois de máis dunha hora e media de ensaio, cando a prensa hidráulica marcaba unha forza de 973,12 kN (quilo-newtons), a trabe de 14 toneladas para a que todo o mundo miraba no Laboratorio de Construción do CITEEC da Universidade da Coruña acabou rachando. Tras uns segundos de silencio, as decenas de persoas que se deron cita para seguir o ensaio romperon a aplaudir aos responsables da investigación. O que estaban vendo non tiña precedentes, xa que se trataba da rotura da trabe máis grande de Europa que se ensaiou nun laboratorio.
“A carga de rotura é máis baixa do previsto, polo que é moi interesante e pon de manifesto o necesario do proxecto”, conta Manuel Herrador, un dos investigadores principais do proxecto e profesor da Escola de Camiños da UDC. “Esperabamos que a trabe aguantase ata o entorno dos 1.100 kN, aínda que o resultado final entraba dentro do agardado”. O ensaio, enmarcado dentro do proxecto HORVITAL, levou ata A Coruña a investigadores doutras das institucións presentes no proxecto, como Toni Cladera, da Universitat de les Illes Balears.
Ademais das decenas de persoas presentes no lugar, o ensaio, que se retransmitiu en directo a través de YouTube, xerou unha enorme expectación en investigadores de varios países. O concurso lanzado polo Grupo de Construción (gCONS) responsable do ensaio aumentou o interese, xa que había que predicir a forza exacta que ía acabar rachando a viga.
Fin de ensayo: 973 kN, rotura a cortante de manual. ¡Enhorabuena, equipo! pic.twitter.com/PwHZkFOtHg
— gCONS_UDC (@gCONS_udc) January 29, 2020
Desde o comezo da probam, os responsables do traballo, controlado polo investigador predoutoral Fernando Varela, foron tomando nota do comportamento da viga ante o aumento da forza exercida pola prensa hidráulica. A cada pouco tempo, e a medida que ían aparecendo fendas, facían apuntamentos sobre a propia trabe para estudar en que momento, forma e lugar se producían. Ademais, a mole de formigón tiña incorporados 46 sensores internos e 19 externos, cuxos datos serán analizados a partir de agora.
Comprobación do efecto tamaño
Para evitar imprevistos e problemas estruturais nas grandes obras, os enxeñeiros deben ter en conta moitísimos cálculos. Un dos problemas que pode xurdir son as roturas por esforzo cortante, que “tenden a manifestarse preto dos apoios, ou cando hai cargas moi elevadas concentradas nun punto”, explican desde a UDC.
Ao contrario que noutro tipo de problemas, como a rotura a flexión, é que nos fallos a cortante “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”.
Alén disto, entra en xogo o chamado “efecto tamaño“. Segundo contan os investigadores do gCONS, “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”
Por tanto, 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.
Nisto traballa o proxecto HORVITAL, financiado polo Ministerio de Ciencia e Innovación, e destinado a investigar diferentes aspectos das estruturas de formigón para a extensión da súa vida útil. O subproxecto SP4, desenvolvido polo equipo da UDC que coordina o profesor da Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canais e Portos, Fernando Martínez Abella, ten como misión específica analizar o efecto tamaño.
Alén da trabe probada este mércores, a investigación realizada na Coruña está marcando varios fitos coas series estudadas no laboratorio do Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC). Alén da trabe rota este mércores, tamén 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”. E 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”.
Aquí podes ver como evolucionou a trabe desde o comezo ata o final do ensaio:
Porén, as estruturas de formigón, como o tronco, poden romper doutro xeito.
