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Los Mercados de FRP: Infraestructura Civil

Dec 24, 2016

La infraestructura de envejecimiento ofrece un mercado potencialmente enorme para materiales compuestos. Según un informe seminal publicado hace algunos años por la coalición Transportation for America (Washington, DC, EE.UU.), titulado The Fix We In In: El Estado de los puentes más concurridos de nuestra nación , había 69.223 puentes estructuralmente deficientes en la carretera Sólo los Estados Unidos - el 11,5% de todos los puentes de carreteras estadounidenses - que luego requirió rehabilitación o reemplazo. Esas cifras estimularon el desarrollo de una serie de tecnologías compuestas que permitían mitigar la crisis y ampliar la vida útil de los puentes de nueva construcción.

La extensión de la vida, resulta, es una necesidad grande: El deterioro temprano del concreto debido a la corrosión y el fallo del refuerzo de la varilla corrugada de acero se ha documentado bien. En muchos lugares, la vida útil de acero resistente a la corrosión-hormigón reforzado con armadura se limita a 25 años, en lugar de los 75 a 100 años, una vez prometido por sus defensores. Reparaciones convencionales podrían costar miles de millones. Por lo tanto, las ventajas de costo-ciclo de vida, sin mencionar los beneficios de seguridad, de usar barras de refuerzo compuestas continúan superando la resistencia entre los municipios con aversión al cambio. Dicho esto, una vez que la actividad significativa entre los fabricantes de compuestos que buscan reemplazar estructuras de puentes enteros se ha calmado, reemplazado por un enfoque más conservador en la sustitución de vulnerables, propensos a la corrosión concreto puente puentes en puentes de acero con puentes robusto compuesto cubiertas de repuesto.

Como ha sido el caso en años anteriores, el progreso sigue deteniéndose. Ante los limitados presupuestos anuales, los ejecutivos de transporte estatales y locales tienen la opción de reemplazar un cierto número de puentes con hormigón que podría durar 30-40 años en el mejor de los casos, o la mitad de los que utilizan compuestos que podrían durar hasta 100 años. En ambos casos, sus carreras estarán terminadas antes de que alguien las tenga en cuenta, por lo que la respuesta fácil es el doble de puentes de bajo costo. Pero los proyectos siguen dando la noticia, sobre todo en los puentes peatonales. Un ejemplo bastante espectacular (ver foto a la izquierda) es SkyPath, una adición de peatones sólo al lado del Auckland Bridge en Auckland, Nueva Zelanda, todavía parece prometedora. El fabricante de compuestos Core Builders Composites (Warkworth, Nueva Zelanda) y el equipo de Ingeniería de Compuestos de Gurit (Asia Pacífico) Ltd., con sede en Auckland, colaboraron en el diseño de compuestos ligeros para la adición, que se unirá en secciones al puente existente sin exceder los límites. Límites de carga de la estructura del puente. SkyPath tendrá 1,1 km de longitud, aproximadamente 4 m de ancho y unos 5 m de altura exterior. El proyecto, sin embargo, a pesar de las aprobaciones oficiales, sigue estancado, enfrentando un desafío judicial, víctima del hecho de que Los proyectos de infraestructura civil son, por desgracia, públicos y, por lo tanto, sujetos a controversia pública.

Un proyecto recientemente terminado, inusual en que maneja el tráfico de vehículos de motor y que es un puente flotante , es el puente de Brookfield en el Vermont, los EEUU, ciudad del mismo nombre. Se dice que el primer puente flotante de polímero reforzado con polímero del mundo conserva el carácter de la estructura de madera que reemplaza, pero lo soporta con un sistema compuesto de flotabilidad diseñado para durar un siglo. Ha reemplazado una versión 1978 que llevó el tráfico de la ruta 65 del estado sobre el lago sunset. Diseñado por TY Lin International (San Francisco, CA, EE. UU.), Es la octava versión de un puente flotante construido en 1820 y una ilustración de las formas en que los compuestos continúan encontrando un uso creativo en la construcción de puentes.

Kenway Corp. (Augusta, ME) construyó en cinco secciones separadas, pero idénticas, de 15,54 m de largo por 7,01 m de ancho, denominadas balsas , cada una de ellas formada por dos flotadores de espuma- Estructuras de pontón de fibra de vidrio / éster de vinilo, ensambladas espalda con espalda. Las balsas ensambladas entonces se atornillarían juntas, de extremo a extremo, usando placas de empalme de acero diseñadas por TY Lin, para formar un monolito, que soporta toda la longitud del puente de madera. Los pontones fueron entregados al sitio del puente dos a la vez, montados en balsas, luego las balsas se unieron y finalmente se unieron a la orilla. (Lea más en "Pontones compuestos debajo de la actualización del puente flotante de la década de 1820" en "Selecciones del editor.")

En el mundo del puente, dice Scott Reeve, presidente de Composite Advantage (Dayton, OH, EE.UU.), el día no se puede ganar en el clásico de coste de ciclo de vida por sí solo. Reeve, cuya empresa se encuentra entre los fabricantes más exitosos de puentes compuestos, especialmente para puentes peatonales, confirma que el problema de "costo inicial" aún existe. "Una cubierta compuesta del vehículo es cerca de dos veces el precio de una cubierta concreta. Incluso teniendo en cuenta los menores costos de instalación, probablemente son 1,8 veces la solución tradicional. Hasta que podamos lograr que el diferencial se reduzca a alrededor del 15%, la penetración en el mercado seguirá siendo lenta ".

Los compuestos, sin embargo, están comenzando a competir directamente con el concreto ya demostrar tal valor en las aplicaciones de la infraestructura marina civil. Como ejemplo de las nuevas estructuras de la estación, las estructuras de muelles propuestas tenían que ser capaces de sobrevivir a los huracanes de Categoría 3 - 205-241 kph vientos y 2.74-3.66m de oleaje marino. Las ofertas tempranas, basadas en hormigón armado, eran hasta el 50% sobre un presupuesto determinado por una subvención financiada federalmente del Homeland Security. Register Marine (Jacksonville, FL, EE. UU.) Reorientó el programa para usar pilares, vigas y tablones compuestos de vidrio / poliéster pultruded para construir estructuras de muelles fijos y flotantes y fueron capaces de satisfacer todos los requisitos técnicos y de subvención, (Lea más en "Composites upgrade marine infrastructure" bajo "Editor's Picks").