02.2020

Neikō Ingeniería participa en el desafío gCons

 

El pasado miércoles 29 de Enero el grupo de construcción (gCons) de la Universidade da Coruña (UDC) llevó a rotura la viga con armadura transversal más grande ensayada a cortante en un laboratorio europeo, dentro del proyecto HORVITAL. El proceso se ha llevado a cabo en el laboratorio del área de construcción del Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñería Civil (CITEEC), centro cuyas instalaciones punteras hacen posible el llevar a cabo un ensayo de tal envergadura. Las dimensiones de la viga a ensayar, de 12 metros de longitud, 2 metros de canto y 24 cm de espesor supusieron una dificultad añadida, ya que con sus 14 toneladas de peso las operaciones de carga, movimientos y preparación del ensayo han de ser ejecutadas con máxima delicadeza y precisión.

El objetivo del ensayo era el de constatar el así llamado “efecto tamaño” en vigas de canto grande. Se sabe, por experiencia, que las normativas más comunes suponen una resistencia de cálculo a cortante de vigas de gran tamaño superior a la real. Dado que esto generaría un diseño inseguro, la tendencia habitual lleva a incrementar la cantidad de acero y hormigón empleado en la fabricación de estas vigas, solución poco práctica desde el punto de vista medioambiental.

 

Tras el ensayo realizado el día 29 por el gCons se constata empíricamente la existencia del citado efecto tamaño, ya que la carga de rotura real de la viga se situó en los 973 kN, en torno al 70% de la carga teórica por normativa. Este hecho, junto con el resto de ensayos y estudios llevados a cabo por el gCons y las demás organizaciones y universidades implicadas en el proyecto, supondrán la futura modificación de la normativa vigente, adaptándola al comportamiento real de los materiales y contribuyendo a una mejor gestión de los recursos naturales. Este es el principal objetivo del proyecto Horvital en el que se enmarca esta serie de ensayos.

Desde el propio gCons se lanzaba de manera paralela a la planificación del ensayo el concurso de predicción de la carga que llevaría a rotura a la viga ensayada, generando gran expectación internacional, con más de 100 participantes. Desde Neikō Ingeniería nos lanzamos al desafío. Nos propusimos realizar un modelo de elementos finitos (MEF) que representase el comportamiento real del hormigón en fase plástica, junto con el del acero de armadura. Para ello nos apoyamos en diversos textos académicos (papers, tesis doctorales, etc.) en los cuales se estudia el comportamiento plástico del hormigón, y se proponen diversos modelos de caracterización a emplear en los softwares de cálculo. Tras obtener las curvas tensión-deformación teóricas y los criterios de daño plástico para el hormigón que conformaba la viga objeto de ensayo, estos parámetros se introdujeron en el software de cálculo por elementos finitos. Una vez discretizada la viga en los distintos elementos de cálculo, se llevó a cabo un análisis del modelo mediante control por desplazamiento, en el cual se forzó el descenso de la placa de carga que por consiguiente cargaba la viga desde el punto de contacto entre ambas. La apertura de fisuras se evidenció durante el proceso de carga a través de la aparición de daño plástico en el modelo.

Durante la secuencia de carga se observó como aparecían las primeras fisuras a flexión, aproximadamente en la vertical del punto de aplicación de la carga. Al avanzar el proceso, las primeras fisuras inclinadas se hacían evidentes en el lado izquierdo de la viga, lo esperable al buscar la rotura por cortante de esta. A lo largo de los posteriores pasos puede observarse la progresión de las fisuras a cortante, que acaban por propagarse de manera continua, desde el punto de carga hasta el punto de apoyo, sugiriendo la posición teórica de la fisura crítica en el momento de rotura de la viga.

 

Una vez realizado el ensayo en los laboratorios del CITEEC, los resultados arrojados por nuestro modelo parecen aproximarse satisfactoriamente al comportamiento real, al menos en cuanto a carga (único resultado del ensayo disponible a fecha de publicación de la noticia). La carga de rotura estimada a través de nuestro modelo de elementos finitos se sitúa en los 960 kN, mientras que la real de la muestra ensayada es de 973 kN.

Desde Neikō Ingeniería queremos aprovechar la ocasión para enviar nuestro agradecimiento y felicitaciones por la oportunidad ofrecida, así como por su trabajo e implicación a todos los niveles, tanto al gCons de la UDC como a los distintos grupos y universidades integrantes del proyecto Horvital (Universitat Politècnica de Catalunya, Universitat dels Illes Balears, Universidad Politécnica de Valencia y Universidade da Coruña).