Muchas estructuras construidas antes de los códigos sísmicos modernos comparten las mismas debilidades: columnas con muy poco acero transversal, traslapes cortos, nudos viga-columna débiles y muros que no pueden manejar el cortante en el plano. En un terremoto, estos detalles fallan de manera frágil. La rehabilitación con fibra de carbono aborda exactamente estos problemas, agregando resistencia y — igualmente importante — ductilidad, la capacidad de deformarse sin colapsar.
Confinamiento de columnas
El uso sísmico más común del CFRP es el enfundado de columnas. Una chaqueta de tela aplicada con fibras alrededor de la columna pone al hormigón en un estado de confinamiento. El hormigón confinado puede soportar deformaciones mucho mayores antes de aplastarse, lo que aumenta tanto la capacidad axial como, más críticamente, la capacidad de la columna para absorber energía a través de ciclos de carga repetidos. Un envoltorio delgado de carbono puede proporcionar un confinamiento comparable al de una chaqueta de acero pesada, añadiendo casi ninguna dimensión y sin riesgo de corrosión.
Reparación de traslapes y cortante
Las columnas más antiguas a menudo tienen traslapes de refuerzo demasiado cortos y ubicados en la zona de rótula plástica. Un envoltorio circunferencial sujeta el traslape y evita que las barras se deslicen. El mismo envoltorio proporciona refuerzo a cortante, evitando las fallas diagonales por cortante que se encuentran entre las más peligrosas en un sismo porque ocurren repentinamente y con poca advertencia.
Muros, vigas y nudos
Más allá de las columnas, la tela de CFRP refuerza muros de cortante de mampostería no reforzada y hormigón contra fuerzas en el plano y fuera del plano, refuerza vigas de acoplamiento y se utiliza en esquemas detallados alrededor de nudos viga-columna. Debido a que el material es delgado y está adherido, a menudo se puede ocultar detrás de los acabados y aplicar mientras el edificio permanece parcialmente en uso — una ventaja importante sobre el encamisado o la adición de muros de cortante.
Consideraciones de diseño
La rehabilitación sísmica se basa en el rendimiento y es exigente. El refuerzo debe ser compatible con la forma en que responde toda la estructura: agregar resistencia en el lugar equivocado puede trasladar la falla a un mecanismo más frágil, por lo que el objetivo suele ser un aumento equilibrado de resistencia y ductilidad. El anclaje del FRP es crítico — los envoltorios y láminas deben detallarse para que no se despeguen en sus extremos bajo carga cíclica. Las conexiones, los diafragmas y las cimentaciones deben verificarse como parte del sistema. Este trabajo corresponde a un ingeniero estructural calificado que siga el código sísmico vigente y las guías de FRP como ACI 440.2R.
Realizado correctamente, el confinamiento con fibra de carbono es una de las formas más efectivas y menos disruptivas de llevar una estructura de hormigón más antigua a los estándares sísmicos modernos.