¿Es posible predecir la aparición de grietas y fisuras en grandes diques y otras mega estructuras hormigón? ¿Se puede calcular con precisión en qué momento el material comenzará a deteriorarse para repararlo a tiempo? Para un grupo de investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata, no sólo es posible, sino que además permite adoptar las medidas necesarias para minimizar su impacto.
En los laboratorios del departamento de Construcciones, los ingenieros platenses implementan un modelo numérico capaz de predecir la aparición de fisuras en estructuras de hormigón masivo, tales como represas y bases de fundación de gran volumen. El desarrollo permite tomar medidas adecuadas para evitar que ocurra este tipo de fenómeno, o para poder controlar su potencial impacto en este tipo de estructuras.
La ocurrencia de fisuras en las estructuras de hormigón, que resulta inherente a la propia naturaleza del material y que puede tener distintos orígenes, es uno de los factores de mayor impacto económico en la reparación y mantenimiento de las estructuras y una de las causas principales de su envejecimiento prematuro. En este contexto el modelo implementado es visto como una poderosa herramienta para optimizar el diseño estructural, la optimización de los procedimientos constructivos y una adecuada selección del material.
María Paula Zappitelli, investigadora que participa en el proyecto de desarrollo e implementación del modelo, explicó que su aporte se aboca a las fisuras generadas por fenómenos de contracción térmica y por secado del hormigón. "En este caso se trata de fisuras que se producen como consecuencia de fenómenos de gradiente de masa y/o de superficie desarrollados a partir de los cambios de volumen que experimenta el material, ya sea como consecuencia de la evolución del calor liberado durante el proceso de hidratación del cemento, como de los cambios de humedad que ocurren durante el secado del hormigón", detalló.
Zappitelli sostuvo que "en los dos problemas abordados, contracción térmica y por secado, se incorporan como variables las propiedades del material, las condiciones ambientales en las que se encuentra emplazada la estructura, la metodología constructiva utilizada, la tipología estructural y, como aporte novedoso y complementario, la posibilidad de contemplar en el modelo la aleatoriedad presente en la distribución de las propiedades del material".
Para determinar la aparición de las fisuras se modela numéricamente la estructura utilizando el Método de los Elementos Finitos, y se aplica un modelo de daño con ablandamiento que permite calcular el estado tensional de la misma. En los casos en que se considera la aleatoriedad del material, el modelo, a partir de un algoritmo especialmente desarrollado, asigna las propiedades siguiendo una determinada función de distribución. Este enfoque permite obtener múltiples resultados para un mismo problema dando la posibilidad de analizar estadísticamente los resultados obtenidos y asignar una probabilidad de ocurrencia al evento estudiado.
El proyecto, dirigido por Claudio Rocco e Ignacio Villa, se lleva a cabo en el departamento de Construcciones de la Facultad de Ingeniería y se enmarca en el Programa de Incentivos aprobado por la UNLP denominado "Modelación a diferentes escalas del comportamiento de materiales y estructuras".
