INTERNACIONAL: Las fibras de una planta nativa aumentan la resistencia de los muros en las construcciones

El fique, también conocido como cabuya, es una planta nativa de Colombia

UNAL/DICYT El fique, también conocido como cabuya, es una planta nativa de Colombia apreciada por sus fuertes fibras. Desde tiempos ancestrales se ha utilizado en la elaboración de artesanías, empaques y diversos productos industriales. Un uso reciente es como refuerzo para muros de mampostería, en los que aumenta su resistencia entre 22 y 39 % frente a los muros sin refuerzo.

Entre las principales fallas que pueden sufrir los elementos de mampostería en caso de un sismo están el “deslizamiento por cortante” y la “tracción diagonal”, que se manifiestan con grietas, desprendimientos, volcamiento y deformaciones estructurales, entre otros daños. Por eso es indispensable aplicar el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, para que las obras sean seguras ante eventos sísmicos, y allí se especifica el reforzamiento estructural.

Ante la necesidad de tener alternativas más sostenibles y económicas para reforzar los muros de mampostería, la investigación de Heidi Stefanía Prieto Piñeros, magíster en Ingeniería - Estructuras de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), propone aplicar la técnica Textile Reinforced Mortar (TRM), una interesante opción que consiste en usar textiles de alta resistencia sobre la superficie del muro, los cuales se impregnan con mortero para crear una capa de refuerzo. En este caso se puso a prueba el tejido de fique.

Tradicionalmente los muros de mampostería se refuerzan con malla electrosoldada (compuesta de varillas de acero) y se anclan con ganchos a los muros de mampostería para generar un reforzamiento externo. El problema es que esta técnica representa altos costos en materiales, además de impacto ambiental por la cantidad de energía requerida para fabricarla.

Los resultados de las pruebas realizadas con el fique mostraron un aumento notable en la resistencia a esfuerzos de corte, con incrementos entre el 22 y 39 % según las características de la fibra y si se aplicaba en una o ambas caras del muro. En este caso la malla ligera demostró mayor adherencia al mortero que la malla densa.

Pruebas para llevar el fique a la construcción

Para estudiar el fique en estas aplicaciones primero se debe realizar un “tratamiento” para eliminar impurezas que pueden interferir con la adherencia entre la fibra y el mortero, y así también mejorar su durabilidad. Entre los métodos investigados se eligió uno con hidróxido de sodio, al que luego se le practicaron pruebas para determinar la concentración óptima en un tiempo de tratamiento de 30 minutos.

Pero como el interés final era evaluar la resistencia a corte de muros de mampostería reforzados con fique, se construyeron muretes de mampostería utilizando materiales caracterizados como cemento, arena, bloques de mampostería y las fibras naturales tratadas, entre otros.

“Con el fin de conocer la calidad de los materiales y comparar los resultados obtenidos con otras investigaciones, se realizaron pruebas de caracterización para los materiales que conforman el murete de mampostería y el reforzamiento”, señala la magíster.

Se ensayaron 16 muros, algunos sin refuerzo, otros reforzados con malla ligera por una cara, otros con malla densa por una cara y malla ligera en ambas caras. A estos se les realizaron pruebas de resistencia a esfuerzos de corte mediante tracción diagonal, aplicando carga de compresión a lo largo de una de las diagonales, carga que se fue aumentando hasta provocar un daño en el elemento.

Luego se comparó el desempeño de los diferentes tipos de muros y se evaluó el impacto del refuerzo con fibras naturales. Uno de los puntos clave observados fue la capacidad de mantener la integridad estructural de los muros reforzados, incluso bajo cargas máximas. Mientras que los muros sin refuerzo tuvieron fallas frágiles, los reforzados con el fique mostraron una mayor resistencia a corte y estabilidad.

“El fique sería una alternativa sostenible y efectiva en el campo de la construcción. Con estos estudios es posible encontrar más alternativas naturales para usarlas en obras, pero también es necesario estudiar el comportamiento de los elementos reforzados ante diferentes tipos de solicitaciones, particularmente evaluar su comportamiento ante fallas que se puedan presentar fuera del plano”, concluye la magíster Prieto.