Diseño de Interiores

Nuevos materiales: la fibra de carbono en arquitectura

03/09/2020
fibra de carbono

Nuevos materiales, nuevas oportunidades. La fibra de carbono en arquitectura ya es toda una realidad. Comenzó utilizándose en la fabricación de estructuras ultraligeras, desde carrocerías de Fórmula Uno hasta componentes de bicicletas. Y hoy en día se ha extendido a la edificación y otros sectores de fabricación, muy unida también a la automatización y robotización. 

¿Qué es la fibra de carbono y cuáles son sus principales ventajas?

Hecha de filamentos de carbono que normalmente se entrelazan en una tela, la fibra de carbono a menudo se recubre con resina o termoplásticos para crear compuestos con una relación de resistencia y peso muy alta. El resultado es un material cinco veces más resistente y cinco veces más ligero que el acero, y dos veces más rígido, que puede tolerar fácilmente el calor y la corrosión, lo que lo hace ideal para entornos extremos.

Ejemplos de aplicabilidad de la fibra de carbono a la arquitectura

A pesar del coste relativamente alto de la fibra de carbono, los arquitectos e ingenieros han comenzado a usarla para construir edificios y proyectos de infraestructura. Por ejemplo, investigadores del Instituto de Diseño y Construcción Computacional (ICD) de la Universidad de Stuttgart y del Instituto de Estructuras de Edificios y Diseño Estructural (ITKE) utilizaron fibra de carbono como material de construcción destacado en su último trabajo: el Pabellón de Fibra BUGA 2019 en Bundesgartenschau, Heilbronn, Alemania. Una cúpula hecha de nervaduras de fibra de vidrio y carbono revestidas con una membrana de ETFE transparente.

la fibra de carbono en arquitectura

El equipo programó un robot para entregar más de 492.000 pies de filamentos fibrosos en una disposición espacial mediante la cual el tipo y la densidad de la fibra se podían variar en función de las cargas estructurales. Diseñado para imitar sistemas biológicos, las fibras de carbono rodean las fibras de vidrio transparente para formar elementos de estructura agrupados que se asemejan a los tejidos musculares flexionados. Según el equipo, un solo componente fibroso puede soportar alrededor de 25 toneladas o el peso de más de 15 coches. La cúpula, que tiene un espacio libre de alrededor de 75 pies y alberga un área de piso de 4,305 pies cuadrados, está compuesta por 60 de estos componentes, cada uno de los cuales pesa solo 16.8 libras por metro cuadrado.

Aunque el trabajo de ICD / ITKE asume la forma de demostraciones a medida, otro equipo de investigación ha estado implementando fibra de carbono de manera generalizada en la infraestructura pública. El Centro de Compuestos y Estructuras Avanzadas de la Universidad de Maine ha desarrollado un sistema de puente de arco compuesto hecho de hormigón reforzado con fibra de carbono.

Diseñado para puentes de un solo tramo de hasta 65 pies, el sistema consta de una serie de tubos de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) que se rellenan con concreto en el lugar y luego se cubren con una plataforma de concreto reforzado con acero. De manera similar a las balsas inflables, los tubos de CFRP se transportan al sitio en un estado compacto y plegado, de ahí el apodo de «Puente en una mochila».

Según el sitio web del centro: «Los arcos son fácilmente transportables, desplegables rápidamente y no requieren el equipo pesado o las grandes tripulaciones necesarias para manejar el peso de los materiales de construcción tradicionales». Además de su ligereza, los tubos de CFRP sirven como encofrado de hormigón, eliminando así la necesidad de materiales adicionales. También funcionan como refuerzo de hormigón no corrosivo, una clara ventaja sobre el acero propenso a la oxidación. Sobre la base de estos muchos beneficios, el sistema se ha utilizado para construir 23 puentes hasta la fecha.

 

Para más información técnica sobre el material, puedes consultar: Carbon Fiber Architecture


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