Barras dobladas listas para el envío

De Danielle Kleinhaus, Mateenbar Composite Reinforcements 

¡Saludos a todos los miembros de la CFA! ¿Su equipo está cansado de transportar barras de refuerzo de acero por las obras? ¿Está harto de ver barras de refuerzo oxidadas y manchas de óxido en el concreto? Con este artículo, quiero presentarle una innovación en la construcción que puede aplicar a su empresa hoy mismo. Las barras de refuerzo de fibra de vidrio o polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP, por sus siglas en inglés), ya están homologadas y disponibles para su uso en la construcción residencial. Más ligeras, fáciles de cortar y con mayor resistencia a la tracción que los productos de acero comparables; las barras de refuerzo de GFRP son un avance probado en el refuerzo del concreto, listas para su próximo proyecto. Veamos con más detalle qué ha cambiado y cómo puede reducir el tiempo de trabajo, resistir la corrosión y ayudarle a obtener mejores resultados. 

Mateenbar Composite Reinforcements es un miembro orgulloso de la CFA. Con un legado de más de 30 años en innovación de barras de refuerzo de fibra de vidrio, continuamos prestando servicio al mercado residencial, apoyando a constructores de viviendas de todos los tamaños con soluciones de refuerzo probadas. Tras la adquisición en 2024 de las instalaciones de barras de refuerzo de fibra de vidrio de Owens Corning en Concord, Carolina del Norte, Mateenbar ha continuado con la experiencia en fabricación de Pinkbar+, ahora perfeccionada y presentada nuevamente como Greenbar2X. 

Estamos deseando ponernos en contacto con usted en la CFACON25, que se celebrará en Dakota del Sur en julio y en la que participaremos como patrocinador educativo. No deje de visitar nuestro pabellón para obtener más información sobre estos avances y cómo se pueden aplicar en la construcción residencial. 

Barras de refuerzo de GFRP para la construcción con concreto 

La «Especificación estándar para barras de acero al carbono corrugado y puro para refuerzo del concreto», ASTM A615, describe los requisitos de especificación de materiales para el tipo más común de refuerzo de acero, mientras que la «Especificación estándar para barras redondas y macizas de polímero reforzado con fibra de vidrio para refuerzo del concreto», ASTM D7957, describe las propiedades físicas, mecánicas y de durabilidad de las barras de refuerzo de GFRP. Las barras de refuerzo de GFRP se fabrican mediante un proceso de pultrusión en el que los filamentos de fibra de vidrio se introducen en un baño de resina de éster de vinilo y, a continuación, en una matriz para moldear el material de vidrio y resina en barras que se endurecen y adquieren una forma sólida. Esta fabricación de precisión garantiza un rendimiento constante, que es fundamental para la fiabilidad estructural. Aunque las barras de refuerzo de GFRP se introdujeron inicialmente en aplicaciones experimentales hace más de 30 años, en la última década se han producido avances significativos impulsados por la evolución de las especificaciones de los materiales, los códigos estructurales y las guías de diseño. Estos avances dentro de la comunidad de diseño estructural han permitido una adopción más amplia en toda la industria.  

A diferencia de las barras de refuerzo de acero, las barras de refuerzo de GFRP no ceden bajo carga. Las barras de refuerzo de GFRP tienen una mayor resistencia a la tracción pero un menor módulo de tracción. Además, son más ligeras (es decir, pesan aproximadamente un tercio de lo que pesan las barras de acero) y los materiales no son ferrosos, por lo que no hay corrosión. Como con cualquier material de construcción, es fundamental exigir siempre GFRP que cumpla o supere los estándares y especificaciones ASTM pertinentes. Desgraciadamente, no todos los productos del mercado son totalmente compatibles, por lo que verificar la adherencia a la norma ASTM D7957 es esencial para garantizar la integridad estructural y el rendimiento a largo plazo. 

Las tolerancias de construcción suelen especificarse según la norma ACI 117 «Especificaciones de tolerancias para la construcción y los materiales de concreto», por lo que son las mismas que para las barras de refuerzo de acero. Su menor peso hace que las barras de GFRP sean más fáciles de manipular. Es más fácil de cortar, ya que sólo requiere una pequeña sierra de mano, y su colocación y atado se realiza con los mismos soportes de barras y ataduras que el acero. En función de los planos de colocación, es posible que las barras de GFRP deban atarse o apoyarse con mayor frecuencia debido a su menor peso —es decir, las barras pueden tender a flotar en el concreto recién colocado— y flexibilidad —es decir, las barras más largas tenderán a desviarse más por su propio peso, por lo que los apoyos son más importantes para un recubrimiento completo—. Estas diferencias prácticas de peso, manejo y resistencia a la corrosión son precisamente las que ayudan a las cuadrillas a reducir el tiempo de trabajo, evitar problemas relacionados con el óxido y obtener resultados más limpios y duraderos. 

Dado que la resina utilizada en las barras se endurecen durante el proceso de fabricación, las barras de GFRP no se pueden doblar sobre el campo. Dicho de otro modo, cualquier forma doblada debe formarse en la barra en las instalaciones de fabricación —como el acero, antes de la entrega en el lugar de trabajo en la mayoría de los mercados—. Gracias a este proceso, las curvas son exactas y lo consideramos una ventaja. Las barras se forman alrededor de los pasadores necesarios y se endurecen en el lugar, lo que significa que las tolerancias, la forma y las dimensiones son exactas y, lo que es más importante, iguales una y otra vez. Las instalaciones de fabricación actúan como fresadora y armador, proporcionando barras tanto curvadas como rectas para el proyecto. En algunos casos, para curvas de mayor longitud, la barra deberá suministrarse en dos piezas y luego solaparse sobre el campo. Las longitudes de solape suelen ser mayores que las de las barras de acero, pero, al igual que en el caso del acero, varían en función de los parámetros de diseño de la resistencia del concreto, diámetro de la barra, etc. Se deben realizar los cálculos para su diseño específico. 

Los códigos de diseño actuales, incluidos el ACI, el IBC y el IRC, ahora hablan de GFRP. Y la industria está escuchando. 

Evolución de los códigos de diseño para muros residenciales de concreto reforzado con GFRP 

En términos generales, el ACI 332 «Requisitos del código para concreto residencial» abarca el diseño y la construcción de concreto residencial y está referenciado e incorporado en el Código residencial internacional (IRC, por sus siglas en inglés). Los «Requisitos del código de edificación para el concreto estructural», ACI 318, hace referencia y se incorporó al Código internacional de edificación (IBC, por sus siglas en inglés) para cubrir el diseño de edificios aparte de la construcción residencial. Cuando una jurisdicción adopta estos Códigos, pasan a formar parte del Código general de edificación y rigen el diseño y la práctica de ingeniería aceptables. 

Una de las ventajas del ACI 332, en comparación con el ACI 318, es que simplifica el proceso de diseño de varias configuraciones habituales de estructuras residenciales, a saber, «viviendas unifamiliares y bifamiliares, viviendas unifamiliares múltiples, casas adosadas y… zapatas con colado en el sitio, muros de cimentación y losas sobre el terreno». Ofrece tablas prescriptivas que detallan las barras de acero necesarias según las disposiciones de la norma ACI 318 para una serie de parámetros de diseño, como la altura del muro, la resistencia del concreto, el espesor del muro y el empuje del terreno máximo. Sólo para estas condiciones prescriptivas, se elimina la necesidad de un conjunto de cálculos sellados por un profesional de diseño autorizado. 

Cuando las barras de refuerzo de GFRP eran una tecnología emergente, los Servicios de evaluación del consejo internacional de códigos (ICC-ES, por sus siglas en inglés) desarrollaron criterios de aceptación para su uso en la construcción de concreto. Antes de la publicación del código ACI 440.11-22 —sobre el que hablaremos más adelante—, el refuerzo de fibra de vidrio se permitía según el Criterio de aceptación 454 del ICC «Barras de polímero reforzado con fibra (FRP, por sus siglas en inglés) para refuerzo interno de elementos de concreto», que permite que los materiales de refuerzo de fibra de vidrio cumplan ciertos requisitos y sean una alternativa de diseño permitida al refuerzo de acero. Esta era una vía que requería un diseño de ingeniería completo. Posteriormente, con la publicación de ACI 440.11 «Requisitos del código de edificación para concreto estructural reforzado con barras de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP)» en 2022, al que también se hizo referencia y se incorporó al IBC, se permite un uso más amplio de las barras de refuerzo GFRP a través de otra vía que requiere un diseño de ingeniería completo. 

Reconociendo la facilidad de las tablas normativas ACI 332 y en relación con el tema del refuerzo de GFRP, NEx: Un Centro ACI de excelencia para materiales de construcción no metálicos publicó recientemente un documento comparativo para el diseño residencial normativo utilizando refuerzo de GFRP. Las «Directrices de prácticas recomendadas para barras de FRP en proyectos prediseñados», MNL 6, proporcionan actualmente orientación que conecta los principios que se explican en ACI 440.11 con ACI 332. Estas tablas describen los requisitos de refuerzo en un formato similar al de ACI 332 para el refuerzo de GFRP que cumple la especificación de material ASTM D7957. Para condiciones no cubiertas por estos parámetros de diseño, por supuesto, un profesional del diseño autorizado podría aplicar los requisitos de resistencia y utilidad de ACI 440.11. 

Mateenbar dio un paso más para facilitar el diseño y el uso por parte de la industria. Nuestro Informe de equivalencia ICC 5548 «Barras de polímero reforzado con fibra (FRP) para refuerzo interno de elementos de concreto» especifica el refuerzo admisible con productos Mateenbar para determinadas aplicaciones residenciales, al igual que hace MNL 6 en las tablas normativas, pero específicamente para Greenbar2X y Mateenbar60. El análisis en el que se basa el informe aprovecha al máximo las propiedades de Mateenbar, más allá de las especificaciones ASTM. 

Basta decir que hoy en día se dispone de las herramientas para utilizar barras de refuerzo de GFRP sin cálculos de ingeniería dentro de los parámetros de diseño indicados en nuestro Informe de equivalencia ICC y MNL 6, pero también se permite una flexibilidad total de diseño con cálculos de ingeniería para estructuras fuera de esos límites según ACI 440.11-22 en virtud del IBC y el IRC.  

Es más, los miembros del comité ACI 332 han aprobado revisiones de ACI 332 de forma que el GFRP se incluirá como «material aprobado» de acuerdo con ASTM D7957 y ACI 440.11. Está previsto que la próxima edición de ACI 332 se publique en 2026 y que incluya las barras de refuerzo de GFRP completamente. Sin embargo, es probable que en el código no se incluyan las tablas de muros normativas para el GFRP. Como nota al margen, esto es similar a la aprobación del concreto reforzado con fibras (FRC), que también se incluye en ACI 332 pero sin tablas específicas. Se trata de un avance muy interesante para el sector, porque permitirá utilizar el GFRP en todos los mercados residenciales de EE. UU. inmediatamente después de su publicación, puesto que el IRC hace referencia a ACI 332. 

Ahora que las normas reconocidas por el sector están firmemente establecidas, con el apoyo de ACI, ICC-ES, NEx y otras organizaciones líderes, el uso del GFRP ya no es emergente, sino que está establecido. Los contratistas que deseen realizar cimentaciones más duraderas y resistentes a la corrosión cuentan ahora con el respaldo técnico necesario para hacerlo con confianza. El GFRP está listo para ser utilizado hoy y merece la pena tenerlo en cuenta para su próximo proyecto. 

Acerca de Mateenbar Composite Reinforcements, LLC 

Mateenbar Composite Reinforcements, LLC produce dos líneas de productos de barras de refuerzo de GFRP: Greenbar2X™ y Mateenbar60™. Greenbar2X™ es perfecta para proyectos residenciales como cimientos, calzadas, cubiertas de piscinas, patios, aceras y mucho más. Además, este producto de acabado superficial es ideal para proyectos industriales ligeros como edificios de un solo piso y aplicaciones verticales de 10 pies de altura o menos. Greenbar2X™ es un diseño de nervio lacado, pulido y rectificado helicoidalmente, optimizado para una mayor fuerza de adherencia con el concreto. El lacado proporciona una barrera adicional a las fibras de vidrio de la barra (además de los guantes de trabajo, que siempre sería una práctica recomendada en una obra de construcción), así como una protección UV adicional para el producto. El distintivo color verde aumenta la visibilidad y la seguridad de los trabajadores en las obras. Por lo tanto, si está encofrando muros, vertiendo zapatas o colocando losas, Greenbar2X™ ofrece un rendimiento probado, un levantamiento más ligero y la durabilidad necesaria para durar más que el acero donde más importa: en su obra. 

Diseñado para proyectos industriales pesados y aplicaciones estructurales de mayor envergadura, Mateenbar60™ es una opción fiable para puentes, edificios de varios pisos y otros proyectos de infraestructuras exigentes. Para ambos productos, el innovador factor de forma —es decir, la preparación de la superficie que permite la unión con el concreto circundante— garantiza una larga vida útil sin deterioro y facilita la manipulación. Como se ha destacado anteriormente, los codos prefabricados están disponibles por encargo para acompañar a ambos productos, ofrece una mayor versatilidad para las necesidades de proyectos personalizados y facilita el cumplimiento de requisitos de diseño específicos. 

Puede encontrar los productos Mateenbar® dondequiera que compre sus materiales de construcción y barras de refuerzo. Greenbar2X™ y Mateenbar60™ se venden a nivel nacional en «grandes superficies comerciales» como Lowe’s y Home Depot, tanto en tienda como en línea, un logro poco frecuente en el espacio de los refuerzos. También, importantes socios nacionales y regionales distribuyen los productos y prestan servicio a los sectores de infraestructuras, comercial e industrial de todo EE. UU. Todos los productos están respaldados por la asistencia de expertos e inventarios en múltiples regiones para satisfacer la demanda de proyectos a gran escala y urgentes.  

Nota sobre la estabilidad de precios y aranceles 

El precio de los materiales que componen el refuerzo de GFRP es relativamente estable, a diferencia del acero, cuyo precio puede variar considerablemente con el tiempo en función de los precios de la chatarra y la demanda, la variabilidad estacional y otras fuerzas del mercado. Los avances en la tecnología de fabricación también han dado lugar a eficiencias que han reducido y seguirán reduciendo el precio unitario del GFRP. Nuestra planta de fabricación, situada en Concord, Carolina del Norte (a las afueras de Charlotte), cumple plenamente la normativa Build America, Buy America (BABA). Aunque el cumplimiento de BABA no es actualmente obligatorio para la construcción residencial, lo consideramos tanto una responsabilidad como un motivo de orgullo. En Mateenbar®, creemos en reforzar las cosas importantes de la vida: desde conectar comunidades y apoyar a contratistas, hasta ser contribuyentes responsables de los lugares donde vivimos y trabajamos. Nuestro compromiso con la fabricación nacional garantiza que cada producto que fabricamos refuerce no sólo las estructuras, sino la resiliencia a largo plazo de la infraestructura estadounidense y de las personas que dependen de ella, ¡como usted! 

Barras de refuerzo de GFRP,  ligeras, con un precio competitivo y no corrosivas,  una alternativa atractiva para su próximo proyecto. 

Danielle Kleinhans y Torre LoDolce en The Precast Show, febrero de 2025

Acerca de la autora: Danielle Kleinhans es Directora de ingeniería y desarrollo comercial de Mateenbar Composite Reinforcements, LLC, situada cerca de Charlotte, Carolina del Norte. En este puesto, se encarga de educar a la comunidad del diseño y la construcción sobre el uso del refuerzo con GFRP en el concreto en todo el país. Cuenta con más de 20 años de experiencia en ingeniería estructural y gestión de asociaciones. Antes de unirse a Mateenbar®, trabajó para el Concrete Reinforcing Steel Institute (CRSI), donde recientemente ocupó el cargo de Presidenta y Directora general. Antes de eso, trabajó en CTLGroup centrándose en la ingeniería forense y en Modjeski and Masters como ingeniera de diseño estructural de puentes. Es licenciada en Ingeniería civil por la Universidad de Alaska-Fairbanks y tiene un máster y un doctorado en Ingeniería civil por la Universidad de Missouri-Rolla. Participa en numerosos comités del sector relacionados con la construcción en concreto reforzado, es ingeniera profesional autorizada y miembro del Instituto Americano del concreto.