RESILIENCIA Y REFUERZO
Protección y mitigación contra explosiones con FRP
El FRP de carbono adherido a muros, pisos y columnas ayuda a los edificios existentes a resistir cargas de explosión y evita que los escombros de los muros entren en los espacios ocupados. El trabajo de refuerzo contra explosiones de QuakeWrap® para el U.S. Army fue reconocido con un premio de la Structural Engineers Association of Arizona.
- Muros, pisos y columnas
- Probado contra explosiones en muros de mampostería
- Refuerzo premiado para el U.S. Army
PRODUCTOS ADECUADOS
Sistemas QuakeWrap® para protección contra explosiones
¿No está seguro de qué sistema le conviene?
Cuéntenos sobre la estructura y sus condiciones. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado.
QUIÉN NECESITA PROTECCIÓN CONTRA EXPLOSIONES
Por qué los edificios existentes necesitan protección contra explosiones
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Objetivos probables
Oficinas de gobierno, instalaciones militares, embajadas, instituciones financieras, puentes y plantas de energía.
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Explosiones accidentales
En plantas químicas y refinerías, las áreas críticas como el cuarto de control deben seguir operando después de una explosión.
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Pisos no diseñados para cargas hacia arriba
Un piso se diseña para cargas de gravedad que empujan hacia abajo. Una explosión empuja hacia arriba, donde la mayoría de las losas existentes no tienen acero para resistirla.
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Escombros de mampostería
Los muros de mampostería sin refuerzo pueden desintegrarse ante una explosión cercana y convertirse en proyectiles de alta velocidad.
CÓMO FUNCIONA
Cómo protege el FRP a un edificio contra explosiones
La mayoría de los edificios existentes no cumplen con la resistencia y la ductilidad que exige una explosión. El FRP de carbono aplicado sobre las superficies de muros, pisos y columnas los hace significativamente más resistentes a la presión de una explosión. Las hojas tienen aproximadamente 0.05 pulg. (1.3 mm) de espesor y con frecuencia pueden ocultarse en los acabados arquitectónicos. El FRP también puede colgarse como una cortina, sin adherirse al muro, para atrapar los escombros que salen proyectados.
El número de capas, la orientación de las fibras y el anclaje a los apoyos cercanos se ajustan a cada proyecto y al tamaño de la amenaza. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado y le proporcionará especificaciones para el ingeniero responsable de su proyecto.
Como dijo el Prof. Mo Ehsani a Public Works Digest, publicación del U.S. Army: “The attempt in all of these retrofits is to make sure that the building remains up so that people can get out safely.”
- Muros, pisos y columnas
- Normalmente agrega ½ pulg. (13 mm) al tamaño del elemento
- Las reparaciones suelen completarse en pocos días
- Puede recubrirse para que apenas sea visible
PRUEBA DE EXPLOSIÓN
Prueba de explosión: 200 lb de TNT a 30 pies
Se construyeron dos muros idénticos de mampostería sin refuerzo, de aproximadamente 11 pies de alto, 8 pies de largo y 8 pulg. de espesor, sin mortero ni acero en las celdas de los bloques para simular el peor caso. Un muro se reforzó en ambas caras con tela de fibra de carbono sobre una capa de adherencia (tack coat). El otro se dejó como control.
El 5 de febrero de 2008, en el Energetic Materials Research and Testing Center de New Mexico Tech, se detonaron 240 lb de explosivo (equivalentes a 200 lb de TNT) a 3 pies sobre el suelo y a 30 pies de los muros para reproducir un coche bomba. La presión reflejada máxima medida fue de 192 psi, frente a los 200 psi para los que se diseñó el refuerzo.
El muro reforzado tuvo una deflexión de aproximadamente 9 pulg. y se mantuvo en pie, y el CFRP contuvo todos los escombros. La presión dentro del cuarto alcanzó un máximo de 4.2 psi; la ruptura del tímpano y el daño pulmonar ocurren a aproximadamente 5 y 10 psi. El muro sin refuerzo falló de forma catastrófica.
- El muro reforzado permaneció intacto
- Ningún proyectil del muro entró al cuarto
- Publicado en la revista STRUCTURE, abril de 2009
- presión reflejada máxima de la explosión
- 192 psi
- deflexión máxima del muro, muro intacto
- 9 pulg.
- presión máxima dentro del cuarto
- 4.2 psi
VIDEO DE LA PRUEBA
Refuerzo de edificios contra explosiones con FRP de carbono
Se reproduce desde YouTube
RESULTADOS COMPROBADOS
Proyectos de protección contra explosiones
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Warriors in Transition Barracks, Fort Bragg, North Carolina
Los trabajos comenzaron en agosto de 2008 para reforzar un antiguo alojamiento de enfermeras y convertirlo en barracas para soldados en recuperación. Se colocó FRP de carbono en la cara superior y en la cara inferior de cada losa de piso y en las columnas, conforme a los criterios de antiterrorismo y de colapso progresivo del DoD. SEAoA Award of Merit, 2010.
Leer el artículo (PDF) -
Edificio de la ONU, Beirut, Lebanon
En 2013 se reforzaron con FRP contra cargas de explosión varios muros del recién construido edificio de la ONU. Los materiales se enviaron por avión a Beirut y los instaló un contratista local bajo la supervisión de QuakeWrap®.
Leer el comunicado de prensa (PDF)
¿Va a reforzar un edificio o un cuarto de control?
Cuéntenos sobre la estructura, los muros y pisos involucrados y la amenaza para la que diseña. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado y le proporcionará especificaciones para su ingeniero.
Artículos y documentos
- REVISTA STRUCTURE, ABRIL DE 2009 Blast Loading Retrofit of Unreinforced Masonry Walls Mo Ehsani y Carlos Peña: la prueba de explosión completa.
- PUBLIC WORKS DIGEST, MAYO/JUNIO DE 2009 Fort Bragg Barracks Receives Pioneering Force Protection Retrofit Por Erin Barstow.
- COMUNICADO DE PRENSA, NOVIEMBRE DE 2013 QuakeWrap Completes Blast-Hardening of UN Building in Beirut
Preguntas frecuentes sobre protección contra explosiones
¿El FRP evita que un muro colapse en una explosión?
En la prueba de QuakeWrap® de 2008, un muro de mampostería reforzado con FRP de carbono en ambas caras recibió una explosión de 192 psi, tuvo una deflexión de aproximadamente 9 pulg. y se mantuvo en pie, y el FRP contuvo todos los escombros. El muro sin refuerzo que estaba a su lado falló de forma catastrófica.
¿El edificio puede seguir ocupado durante el refuerzo?
Con frecuencia, sí. El artículo de Public Works Digest sobre el proyecto de Fort Bragg señala que los refuerzos con FRP pueden realizarse mientras el edificio está ocupado y que no requieren cambios en la cimentación.
¿El refuerzo será visible?
Normalmente no. El FRP agrega aproximadamente ½ pulg. a un elemento, puede ocultarse en los acabados de pisos y muros, y puede recubrirse para que apenas sea visible.
¿Debo usar FRP de carbono o de vidrio?
Tanto la prueba de explosión publicada por QuakeWrap® como el refuerzo de las barracas de Fort Bragg usaron FRP de carbono. En general, el carbono tiene la mayor resistencia y rigidez, mientras que el vidrio cuesta menos y no es conductor. El ingeniero responsable de su proyecto toma la decisión final en cada caso.
¿Pueden proporcionar especificaciones y detalles de diseño para nuestro ingeniero?
Sí. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado y le proporcionará fichas técnicas, especificaciones y detalles de diseño de ejemplo para el ingeniero responsable de su proyecto.
Aplicaciones relacionadas de reparación con FRP
¿Tiene un proyecto que necesita reparación?
Cuéntenos sobre su estructura. Nuestro equipo le recomendará el sistema QuakeWrap® adecuado y le proporcionará especificaciones para su ingeniero.