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7/21/2019 ProyectosReforzamSikaCarboDurenColombia

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C o

n s t r u c c

i ó n

SikaNoticiasProyectos de Reforzamiento en Colombia con

Materiales Compuestos FRP Sika®CarboDur ®

ISSN 0122-0586



Contenido

1. Puente Calle 13 Cra. 30 (NQS) (Bogotá)

2. Tanque de agua potable de la planta de Vitelma

(Bogotá)

3. Escuelas Distritales (Bogotá)

4. Teatro Los Fundadores (Manizales)

5. Edificio de apartamentos (Barranquilla)

6. Trampolín de las piscinas olímpicas (Pereira)

7. Centro Comercial Multicentro (Ibagué)

8. Edificio del Centro Administrativo Distrital (Bogotá)

9. Reforzamiento de Puente (Suesca-Cundinamarca)

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Proyectos de Reforzamiento en Colombia con Materiales

El sistema de reforzamiento estructural con materiales compues-

tos FRP es uno de los métodos más importantes en la actua-

lidad en todo el mundo. La sigla FRP proviene del inglés Fiber

Reinforced Polymer (Polímero o Plástico Reforzado con Fibras) yestá conformado por fibras de gran resistencia a la tensión que se

unen con resinas sintéticas (usualmente epóxicas) para obtener un

sistema de reforzamiento muy eficiente. Son tres las característi-

cas que han hecho famoso al FRP, a saber:

a. Gran resistencia a la tensión: Aproximadamente 10 veces

más que el acero convencional usado en construcción.

b. Bajo peso: Aproximadamente 40 veces más liviano que el

acero, lo cual influye en la facilidad y tiempo final de instalación.

c. No se corroe: El FRP es un material sintético, por lo cual no secorroe, incluso se puede aplicar en estructuras ubicadas en zonas

costeras.

Las razones más importantes por las cuales se refuerzan las

estructuras son:

1. Aumento de cargas verticales: Estructuras como puentes,

muelles y edificios pueden aumentar las cargas muertas y vivas

para las cuales fueron diseñadas originalmente.

2. Deterioro en el tiempo: El medio ambiente deteriora poco a

poco a todas las estructuras. Construcciones costeras sufren más

por el ataque de las sales del mar.

3. Errores de diseño y construcción: Estructuras con baja

resistencia a compresión del concreto o deficiencia en acero de

refuerzo son casos típicos.

4. Actualización sísmica: Colombia es un país en donde se

suceden sismos con cierta frecuencia. La mayoría de la infraes-

tructura está ubicada en zonas de riesgo sísmico alto e intermedio.

En Colombia, Sika introdujo el sistema en 1996 con el nombre

de Sika®CarboDur ®, que comprende las platinas de carbonoSika®CarboDur ® y los tejidos SikaWrap de fibra de carbo-

no y vidrio. Desde ese año, son muchas las estructuras de concre-

to reforzado y mampostería que han usado el FRP para mejorar

su desempeño estructural.

Este informe muestra varios proyectos de reforzamiento llevados a

cabo entre 2004 y 2005 utilizando los materiales compuestos FRP,

sistema Sika®CarboDur ®.

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ompuestos FRP Sika®CarboDur ®

Puente Calle 13 Cra. 30 (NQS) (Bogotá)

Foto No.1. Vista general del puente de la Calle 13 con Cra. 30 (NQS) en Bogotá durante los trabajos de reforzamiento.

Figura 1. Ubicación de las platinas de carbono Sika CarboDur.

En Colombia muchos puentes fueron diseñados y construidos hace

varias décadas cuando los camiones eran más livianos y su número más

reducido. Con el paso de los años, dichos puentes se han ido deterio-

rando por el aumento de cargas y número de camiones, con pesos que

superan ampliamente las cargas para las cuales fueron diseñados.

El puente de la Calle 13 con Cra. 30 (NQS) es una estructura de concreto

reforzado, de nueve luces, ubicado en una intersección vial de gran

importancia, ver Foto No.1. Las vigas postensadas tenían deficiencia

de refuerzo para soportar las cargas de los vehículos, en particular los

buses del sistema de transporte masivo de Bogotá Transmilenio.

Entre las alternativas de reforzamiento que se tenían estaban el recalce

de las vigas con concreto reforzado y el postensionamiento externo, pero

el ingeniero estructural se decidió por el sistema Sika®CarboDur ®

porque permitía hacer el reforzamiento sin suspender el funcionamiento

de la estructura, las vigas no aumentaban su sección y el puente no

perdía altura(gálibo).

En la fig. 1 se ve un esquema del reforzamiento de las vigas, incluso

algunas de ellas llevaban varias capas de platinas de carbono en la

parte inferior y lateral del patín. El reforzamiento se hizo en el segundo

semestre de 2005 y se colocaron 4.314 m de platinas de carbono tipo

Sika®

CarboDur ®

XS1212, XS1214 y XS1514. Es considerado elreforzamiento más grande en América con platinas de carbono.

La foto No.2 (a) muestra las platinas de carbono cortadas y listas para

su instalación, la 2(b) muestra la instalación de las platinas de carbono

en la zona de tensión de las vigas del puente, utilizando el adhesivo

epóxico Sikadur ®-30.

Diseño: Ing. César Esguerra (Bogotá) Aplicación: CONALVIAS (INSERCO S.A.)

Propietario: Instituto de Desarrollo Urbano de Bogotá

Foto No.2. (a) Rollos de platinas de carbonoSika CarboDur.

(b) Instalación de las platinas de carbono enla parte inferior de las vigas.




Tanque de agua potable de la planta de Vitelma (Bogotá)

Es una estructura de concreto reforzado de 110 m de

longitud, 70 m de ancho, altura variable entre 4,5 m y

8,5 m, con muros de 30 cm de espesor. Es un tanque

enterrado que almacena el agua potable que surte a

varios barrios de Bogotá, ver foto No.3.

Los cálculos estructurales mostraron una deficiencia derefuerzo vertical en los muros perimetrales del tanque,

básicamente por fuerzas horizontales que se pueden

generar durante un evento sísmico. El reforzamiento se

llevó a cabo en Agosto de 2005 y se suplió la deficiencia

con tiras de tejido de fibra de carbono SikaWrap 103C

colocadas en la parte externa de los muros, ver fig. 2.

La foto No.4 muestra la colocación del SikaWrap 103C

en las paredes del tanque. El SikaWrap 103C se

impregnó con el adhesivo epóxico Sikadur ®300 y se

colocó sobre la superficie externa de los muros.

Otra alternativa de reforzamiento era hacer un recreci-

miento en concreto reforzado de las paredes del tanque,

pero esto implicaba anclar nuevo acero de refuerzo,

colocar una formaleta y fundir un concreto, con la conse-

cuente espera de varias semanas hasta que el concreto

lograra la resistencia de diseño. En cambio el SikaWrap

103C se instala de manera rápida y al día siguiente sepueden tapar de nuevo las paredes del tanque.

El SikaWrap 103C se recubrió con arena (cuando

todavía estaba fresco el adhesivo epóxico) para proteger

el tejido y se volvió a colocar la tierra excavada.

Diseño: Consulobras Ltda (Bogotá).

Diseño: Consulobras Ltda. (Bogotá)

Foto No. 3. Tanque de almacenamiento de agua potable de la planta de Vitelma – Bogotá.

Figura 2. Esquema de colocación de las tiras de tejido de fibra de carbonoSikaWrap 103C en el tanque de Vitelma.

Aplicación: INSERCO S.A.

Propietario: Empresa de Acueducto y Alcantarillado de

Bogotá

Foto No.4. (a) Se retiró la tierra quecubría las paredes externas del tanque.

(b) Colocación del tejido de fibra decarbono SikaWrap 103C.



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Escuelas Distritales (Bogotá)

Foto No.5. Escuela en Bogotá reforzada con tejido de fibra de carbono.

Figura 3. Esquema de colocación del SikaWrap 103C en las columnas de las escuelas delDistrito.

A mediados de 2004 se empezaron a reforzar varios estable-

cimientos educativos del Distrito para mejorar su desempeño

estructural durante sismos futuros que afecten a Bogotá. Son

escuelas de educación primaria construidas hace varias déca-

das cuando el diseño sísmico era incipiente o no se aplicaba

en el país, ver foto No. 5.

El diseñador especificó tejido de fibra de carbono SikaWrap

103C para confinar el concreto de las columnas y así

aumentar su capacidad a cargas verticales y deformación

horizontal causada por sismos, ver fig. 3. Fueron 10 escuelas

reforzadas con 400 m2 de este sistema.

Este tipo de reforzamiento tiene la ventaja que el elemento

estructural no aumenta su sección, conservándose el espa-

cio original, además se aplica de manera fácil y rápida. El

procedimiento consiste en pulir muy bien la superficie del

concreto de las columnas, redondear las esquinas, impreg-

nar la superficie y el SikaWrap 103C con el adhesivo

epóxico Sikadur ®

300 y envolver la columna, ver foto No.6.Finalmente se coloca en la columna un mortero de cemento

para darle su acabado final y protección.

Diseño: HM Ingeniería (Bogotá) Aplicación: Consorcio Construcciones del Caribe

Propietario: Secretaría de Educación del Distrito

Foto No.6. (a) Colocación del SikaWrap 103Cen las columnas.

(b) Recubrimiento de la columna con mor-tero de cemento colocado sobre el tejido defibra de carbono.




Es una estructura de concreto reforzado construida hace

varias décadas y que ha sido siempre el principal centro

cultural de la ciudad. Allí se llevan a cabo eventos artísti-

cos, culturales y exposiciones, ver foto No.7.

Manizales es zona de riesgo sísmico alto, y durante toda

su historia ha soportado varios sismos de intensidad

importante que han causado daños a sus estructuras.

El teatro Los Fundadores debió ser reforzado para

mejorar su desempeño estructural ante sismos futuros

mediante el empleo de varios métodos de reforzamiento

como: arriostramientos metálicos, pantallas en concreto

reforzado, recalce en concreto reforzado de columnas

y materiales compuestos FRP. Se confinaron varias

columnas con el tejido de fibra de vidrio SikaWrap

100G para aumentar su capacidad frente a cargas

verticales y deformaciones horizontales causadas por

sismos, ver fig. 4.

El reforzamiento con tejido de fibra de vidrio permitía

conservar la sección de las columnas, no se perdía

espacio, era fácil y más limpio de colocar, ver foto

No.8. Posteriormente se colocó un mortero de cemento

sobre el SikaWrap 100G a manera de acabado final y

protección.

Teatro Los Fundadores (Manizales)

Foto No.7. Teatro Los Fundadores – Manizales.

Figura 4. Esquema de colocación del SikaWrap 100G en lascolumnas del teatro Los Fundadores.

El reforzamiento se llevó a cabo en Enero de 2005 y se

colocaron 300 m2 de SikaWrap 100G en columnas

circulares y rectangulares, ubicadas en la parte frontal y

trasera del teatro.

Diseño: Josué Galvis Ramos y Asocs. (Manizales) Aplicación: CONTECNICA Ltda.

Propietario: Municipio de Manizales

Foto No.8. (a) Rollo de tejido de fibra de vidrioSikaWrap 100G.

(b) SikaWrap 100G siendo instalado.



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Es una edificación de 6 pisos conformada por muros estructu-

rales de concreto reforzado. Se decidió darle mayor resisten-

cia a corte a algunos de los muros de los primeros pisos para

mejorar su desempeño en caso de un movimiento sísmico, ver

foto No.9.

Los trabajos se hicieron en Enero de 2005 y se reforzaron

varios de sus muros con 80 m2 del tejido de fibra de carbono

SikaWrap 103C, colocado en tiras horizontales y en otros

casos de manera continua cubriendo toda la altura del muro,

ver fig. 5.

La normativa internacional de materiales compuestos FRP

recomienda anclar el FRP en los extremos del muro, ya sea

mediante platinas metálicas o dando la vuelta al muro o con

anclajes del mismo tejido FRP. En este caso se utilizaron unos

corbatines del mismo tejido SikaWrap 103C que se ancla-

ron en perforaciones hechas en el mismo muro.

La foto No.10 muestra la colocación del SikaWrap 103C en

ambas caras de los muros de este edificio.

Edificio de apartamentos (Barranquilla)

Foto No.9. Tiras de tejido de fibra de carbono en un muro de concreto reforzado.

Figura 5. Disposición del tejido de fibra de carbono SikaWrap 103C sobre los muros de con-creto reforzado.

Diseño: Ing. Olga Pezzano (Barranquilla)

Aplicación: I.R.E Ingeniería de Reconstrucción S.A.

Foto No.10. (a) Tiras horizontales deSikaWrap 103C sobre ambas caras delos muros.

(b) Fijación de las tiras de SikaWrap 103C en losextremos del muro mediante anclajes del mismomaterial.



Es una estructura de concreto reforzado construida

para los Juegos Nacionales de 1974, conformada por 2

columnas trapezoidales paralelas que sostienen 3 nive-

les de vigas que sirven de plataformas para los clavados,

ver foto No.11. Se decidió reforzarla para que cumpliera

con las exigencias de la actual norma de diseño y cons-

trucción sismo resistente NSR-98 y darla en servicio

para los Juegos Bolivarianos de 2005.

Trampolín de las piscinas olímpicas de Pereira

El estudio de vulnerabilidad sísmica evidenció deficiencia

de acero transversal encargado de absorber esfuerzos

de corte durante un sismo. El ingeniero estructural plan-

teó colocar el tejido de fibra de vidrio SikaWrap 100G

en los extremos de columnas y vigas para subsanar

esta deficiencia. Igualmente uno de los muros del foso

de clavados fue reforzado en la parte inferior con el

SikaWrap 100G para mejorar su desempeño estructu-

ral durante un evento sísmico, ver fig. 6.

Foto No.11. Trampolín de las piscinas Olímpicas de Pereira

Figura 6. Ubicación del SikaWrap 100G en vigas, columnas yfoso de clavados en las piscinas Olímpicas de Pereira.

Foto No.12. (a) Imprimación de la superficie de las columnas del trampolín previo a lacolocación del SikaWrap 100G.

El reforzamiento se llevó a cabo en Mayo de 2005, y se

colocaron 140 m de SikaWrap 100G, como lo muestra

la foto No.12.

Diseño: Ing. Nelson Odens Mora (Pereira) Aplicación: D.G.B Aplicaciones

Propietario: Municipio de Pereira


(b) Instalación del SikaWrap 100G en la pared del foso de clavados.



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Centro Comercial Multicentro (Ibagué)

Es una estructura de concreto reforzado que se dio en servicio

en 2005, ver foto No.13.

Allí se reforzaron varias vigas de placa que soportarían laestructura metálica de las graderías de un multicine, ver fig. 7.

El reforzamiento se hizo en Julio de 2005 y se colocaron tiras

del tejido de fibra de carbono SikaWrap 103C (70 m2) en la

parte inferior de las vigas para ayudarles a soportar las ten-

siones allí generadas por el aumento de carga de la estructura

metálica de la gradería, ver foto No.14.

Otra alternativa de reforzamiento era hacer un recrecimiento

en concreto reforzado de las vigas, pero esta solución era más

demorada y quedaban algunas vigas más altas que otras.

Diseño: P.C.A Ltda. (Bogotá)

Aplicación: CONTECNICA Ltda.

Foto No.14. Tiras de tejido de fibra de carbono SikaWrap 103C colocadas en la parte inferiorde las vigas de placa.

Foto No.13. Vista del Centro Comercial Multicentro – Ibagué.

Figura 7. Esquema de colocación del SikaWrap 103C en las vigas de la placa.




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Es un puente en concreto reforzado, con vigas postensadas

de 28 m de longitud, construido hace un par de décadas. Ver

foto No. 17. Iba a pasar un camión con un equipo pesado para

una de las fábricas del sector, lo cual imponía una carga extra

para las vigas del puente. Se evidenció entonces la necesidad

de reforzar las vigas a flexión.

En Febrero de 2004 se colocaron 3 platinas de carbono

Sika®CarboDur ® XS1014 por viga, de longitud 12 m

para un total de 144 m, ver fig. 9.

La foto No. 18 muestra el proceso de instalación de las plati-

nas de carbono en la parte inferior de las vigas del puente.

Se hizo una prueba de carga al puente después del reforza-

miento de las 4 vigas, comprobándose la efectividad de las

platinas de carbono.

Reforzamiento de un Puente (Suesca-Cundinamarca)

Foto 17. Vista general del puente en Suesca.

Platinas de carbono Sika CarboDur XS1014

Figura 9. Ubicación de las platinas de carbono en el reforzamiento del puente en Suesca.

Foto 18. (a) Colocación de las platinas de carbono en la parte inferior de las vigas del puente.

Diseño: Ing. Alfonso

Ramírez (Bogotá)

Aplicación: ATS Ltda.

Propietario: Municipio

de Suesca

(b) Platinas de carbono Sika CarboDur XS1014 ya instaladas.




BARRANQUILLA

Calle 30 No. 1-25

Centro Ind. B/quilla.

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CALI

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La información, y, en particular, las recomendaciones relacionadas con la aplicación y uso final de los productos Sika, son proporcionadas de buena fe y se basan en el conoci-

miento y experiencias actuales de Sika respecto a sus productos, siempre y cuando éstos sean adecuadamente almacenados, manipulados y aplicados en condiciones norma-

les. En la práctica, las diferencias en los materiales, substratos y condiciones actuales de la obra son tan particulares que ninguna garantía respecto a la comercialización o a la

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Platinas de Carbono Sika®Carbodur ®:

Platina Sika®Carbodur ® S512

Platina Sika®Carbodur ® S1012

Platina Sika®Carbodur ® XS514

Platina Sika®Carbodur ® XS1014

Tejidos SikaWrap:

SikaWrap 300C

SikaWrap 103C

SikaWrap 100G

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