Araldite permite la construcción del puente monoviga de material compuesto más largo del mundo

ACCIOA Infraestructuras, especializada en la ingeniería, ejecución y mantenimiento de proyectos de obra civil y edificación ha contado con la colaboración de Huntsman Advanced Materials en la especificación de resinas y adhesivos estructurales.

Gracias a esta colaboración, ACCIOA invitó a Huntsman a formar parte del proyecto HP FUTURE-Bridge. Este proyecto fue cofinanciado por la Comisión Europea de conformidad con el 6º Programa Marco de Investigación, y se llevó a cabo entre octubre de 2006 y septiembre de 2009.
 
El objetivo global del proyecto HP FUTURE-Bridge consistía en desarrollar una alternativa eficaz a los puentes convencionales de hormigón y acero introduciendo un nuevo concepto de construcción que mejora los rendimientos de ejecución en obra para puentes, basado en la aplicación de polímeros reforzados con fibra de carbono (FRP).

Los materiales compuestos de carbono se han utilizado en aplicaciones aeroespaciales y marinas durante más de 50 años y su uso se está planteando cada vez más en estructuras de puentes de todo el mundo. En el seno del consorcio, Huntsman desempeñó una labor de asesoramiento clave al compartir conocimientos y experiencia sobre el máximo aprovechamiento del potencial de los diseños de puentes de materiales compuestos de carbono, resinas y adhesivos estructurales.

 
El puente
Recientemente, ACCIOA Infraestructuras ha colaborado con Huntsman para construir un puente peatonal de materiales compuestos en Madrid sobre el río Manzanares. Debido a que cruzaba un río, la estructura del puente tenía que basarse en un único elemento monolítico. Por lo tanto, el reto consistía en diseñar una única estructura sin uniones y con capacidad de carga que, además, fuera lo suficientemente ligera para satisfacer los requisitos logísticos, de transporte y de instalación definidos para el proyecto.
 
Al tener que realizarse la instalación en el centro de la ciudad, las limitaciones de espacio y la necesidad de reducir las molestias restringieron el tiempo de montaje del puente a cuatro horas.  Por ello era esencial que el diseño del mismo fuera lo más ligero posible.
 
Para obtener un elemento que permitiera que ACCIOA Infraestructuras cumpliera los plazos de instalación, a la par que se obtuvieran niveles elevados de rendimiento y resistencia en la construcción de la monoviga del puente de 44 m sin uniones, los ingenieros recurrieron a diversos productos Araldite.
 
Araldite LY 1564 / Aradur 3486, diseñados específicamente para la fabricación de laminados de gran espesor, se sometieron a ensayos de infusión preliminares y después se utilizaron en la producción de la monoviga mediante un proceso de infusión por inyección. Además de ofrecer unas excelentes propiedades físicas como una baja viscosidad, el elevado tiempo de empleo útil de 520-620 minutos a 23 °C también resultó ser especialmente beneficioso para producir grandes secciones de la viga en un plazo de tiempo ajustado.
 
Para llenar y reforzar los nervios prefabricados del puente se utilizaron Araldite LY3505 / XB 3403 y XB 3404-1, un sistema de resinas compuestas diseñado para la producción de moldes y piezas de material compuesto de alto rendimiento mediante un proceso de laminado húmedo.
 
Las costillas  se acoplaron a la viga con Araldite AW 4856 / HW 4856, un sistema de adhesivo epoxy con mayor resistencia, tixotropía química y una baja exotermia para piezas de material compuesto de gran tamaño. Sus propiedades físicas permiten el uso en aplicaciones que requieren capacidad de carga y una excelente adhesión en condiciones de aplicación adversas.

La resistencia química y al calor que ofrece este sistema complementa las propiedades anticorrosivas de la monoviga del puente. Estas características hacen que los puentes de material compuesto sean más adecuados para ubicaciones sometidas a las inclemencias meteorológicas que sus homólogos convencionales.
 
Tiempo de ejecución
Entre la colocación inicial de las fibras y los procesos de desmoldeo y acabado, en total la fabricación del puente duró 30 días. Se trata de la primera vez en la historia de la industria de los compuestos en que ha sido posible construir una viga de puente con capacidad de carga estructural, de 44 m de largo y 5 de ancho, empleando 12 toneladas de fibra de carbono. La superficie de la viga es más lisa y estética que un puente de acero u hormigón. Al ofrecer una excelente resistencia a la corrosión, se requiere menos mantenimiento a lo largo de su vida útil.
 
Si el puente peatonal se hubiera fabricado en hormigón o acero, ello habría dado lugar a una viga extremadamente pesada de por lo menos 250 toneladas, mientras que la viga de compuesto de carbono sólo pesa 25 toneladas.
 
El puente se instaló en menos de 2 horas con una grúa de 75 toneladas. En contraste, suele tardarse al menos 6 horas en instalar un puente de acero y hormigón con una grúa de 500 toneladas. La reducción significativa de peso gracias al uso de una monoviga de compuesto permite utilizar grúas de menor tamaño, con lo que el proceso de instalación es más sencillo, económico y rápido. Puesto que no se requieren uniones, montaje o grúas de gran capacidad para la instalación o el mantenimiento, la monoviga no sólo permite una mayor libertad arquitectónica en el diseño, sino que también reduce los requisitos de plantas in situ y ofrece más oportunidades de instalación en muchas ubicaciones distintas.
 
El puente peatonal se inauguró a finales de 2010 y actualmente lo utilizan unas 1.500 personas diariamente. ACCIOA está construyendo un puente con tipología banda tesa  de 200 m de longitud en Cuenca (España). Además, la empresa tiene previsto continuar explorando el uso de materiales compuestos  en la construcción en toda Europa, con una perspectiva a mayor plazo para emprender proyectos similares a escala mundial.
 
En colaboración con Huntsman, ACCIOA ha recibido el galardón JEC Innovation Awards 2011 en la categoría de Ingeniería Civil, en reconocimiento al uso innovador de materiales compuestos en la construcción.
 
* Para más información: www.huntsman.com/advanced_materials