Estado del arte de la temática que se propone

El uso de fibras en la construcción no es un concepto nuevo, innumerables evidencias arqueológicas dan fe de que en Babilonia y Egipto las fibras vegetales se combinaron con mezclas de arcilla para fabricar elementos estructurales. Con el paso del tiempo esta técnica cayó en desuso, hasta que ya muy entrado el siglo XX se retomó, primero con un enfoque empírico y más tarde bajo la lente de la investigación.

TIPO CARACTERÍSTICAS USOS Y APLICACIONES

Polietileno Tereftalato (PET) Polietileno de Alta Densidad (PEAD) Cloruro de Polivinilo (PVC) Polietileno de Baja Densidad (PEBD) Polipropileno (PP) Poliestireno (PS)

El PP es un termoplástico que se obtiene por polimerización del propileno. El PP es un plástico rígido de excelente resistencia química y de más baja densidad. Al adicionarle distintas cargas (talco, caucho, fibra de vidrio, etc.), se potencian sus propiedades hasta transformarlo en un polímero de ingeniería.

Película/Film , bolsas tejidas (para papas, cereales), envases industriales, cordelería, caños para agua caliente, jeringas descartables, tapas en general, envases, cajones para bebidas, baldes para pintura, helados, botes para margarina, fibras para tapicería, cubrecamas, etc., Telas no tejidas (pañales descartables).

Es un polímero de estireno monómero con oclusiones de Polibutadieno que le confiere alta resistencia al impacto.

Botes para lácteos , helados, dulces, etc. Envases varios, vasos, bandejas de supermercados y rotiserías. Heladeras: contrapuertas, anaqueles. Cosmética: envases, máquinas de afeitar descartables. Bazar: platos, cubiertos, bandejas, etc. Juguetes, cassetes, etc.

Se produce a partir de gas (43%) y sal común (57%) Se obtienen productos rígidos o totalmente flexibles (Inyección-Extrusión-Soplado).

Envases para agua mineral, aceites, jugos, mayonesa. Perfiles para marcos de ventanas, puertas, caños para desagües domiciliarios y de redes, mangueras, blister para medicamentos, pilas, juguetes, envolturas para golosinas, cables, papel vinílico (decoración), bolsas para sangre.

Se produce a partir del gas natural, al igual que el PEAD es de gran versatilidad y se procesa de diversas formas: Inyección, Soplado, Extrusión y Rotomoldeo.

Bolsas de todo tipo, envasamiento automático de alimentos y productos industriales (leche, agua, plásticos, etc.), base para pañales descartables, bolsas para suero, contenedores herméticos domésticos. Tubos y pomos, tuberías para riego.

Se produce a partir del Acido Tereftálico y Etilenglicol, por poli condensación; existiendo dos tipos: grado textil y grado botella. Para el grado botella se debe post condensar, existiendo diversos colores para estos usos.

Envases para gaseosas, aceites, agua mineral, cosméticos, frascos varios (mayonesa, salsas, etc.), envases al vacío, bolsas para horno, bandejas para microondas, cintas de video y audio, geotextiles (pavimentación /caminos); películas radiográficas.

Es un termoplástico fabricado a partir del etileno (elaborado a partir del etano, uno de los componentes del gas natural). Es muy versátil y se le puede transformar de diversas formas: Inyección, Soplado, Extrusión o Rotomoldeo.

Envases para: detergentes,aceites automotor, shampoo, lácteos, bolsas para supermercados, cajones para pescados, gaseosas y cervezas, baldes para pintura, helados, aceites, tambores, caños para gas, telefonía, agua potable, drenaje y uso sanitario, macetas y bolsas tejidas.

Instituto de Ingeniería

Universidad veracruzana

Tesis de Maestría 2007

Ing. Lorena del Carmen Santos Cortés

Históricamente, las fibras naturales han sido usadas para reforzar diferentes tipos de materiales de construcción. El concepto de las fibras en materiales de construcción es muy antiguo, como ejemplo se tienen las fibras de paja en el adobe con lo cual se podía mejorar la resistencia al agrietamiento y a la fragmentación, el pelo de animales como el caballo en revoque, el asbesto en el cemento, etc.

Sin embargo, a partir de que las fibras de asbesto fueron relacionadas con potenciales peligros para la salud, se inició la búsqueda de posibles sustitutos que le proporcionaran al concreto las propiedades tan favorables que el asbesto le daba, además de ser competitivos en calidad y precio.

Desde 1847 se inició con un estudio técnico, sobre la adición de fibras de hierro, yute y otras fibras naturales al concreto. El estudio se desarrolló lentamente y fue hasta 1960 que se comenzó a experimentar con el uso de fibras metálicas y fibra de vidrio.

A finales de los años 60’s, se llevó a cabo en otros países una evaluación sistemática de las propiedades de ingeniería de las fibras naturales y de los compuestos formados por estas fibras con el cemento. Los resultados de las investigaciones encontraron que las fibras pueden ser usadas con éxito para fabricar materiales de construcción. Posteriormente se desarrollaron procesos de manufactura apropiados para su producción comercial en varios países de América Central, África y Asia.

Aunque los resultados fueron alentadores, se encontraron algunas deficiencias respecto a la durabilidad de las fibras naturales. Éstas al parecer son resultado de la reacción entre la alcalinidad de la pasta de cemento y las fibras, además de la susceptibilidad al ataque de microorganismos en presencia de la humedad, por lo que se comenzó a optar por el potencial empleo de las fibras sintéticas.

Sin embargo, no fue hasta 1971 cuando en Estados Unidos se hicieron los primeros estudios e investigaciones dirigidos al uso del concreto consolidado con fibras sintéticas, las que desde entonces han sido elementos indispensables en la construcción de pisos industriales de alto desempeño, pavimentos, cubiertas para puentes, concretos lanzados para la estabilización de taludes, revestimientos de túneles, elementos estructurales prefabricados, bóveda, etc.

Posteriormente, el desarrollo de proyectos de reforzamiento estructural con fibras de carbono, obedece a la investigación en el campo de las estructuras en los años ochenta.

La aplicación de estas fibras para el concreto ha sido un éxito, actualmente en Perú han sido empleadas para reforzar columnas de puentes colgantes, aplicando las películas de carbono en las caras de las columnas. Sin embargo, una desventaja es que necesitan la aplicación de un recubrimiento denominado Top Coat, cuya finalidad es proteger las fibras de los rayos solares, lo que representa un costo elevado para la obra.

Muchos tipos de fibras se han probado, la gama ha sido amplia y extensa. La ex Unión Soviética probó sin éxito a largo plazo las fibras de cristal. El nylon y el rayón también fueron probados pero no resolvieron las características de funcionamiento requeridas para el refuerzo del concreto.

En los últimos años nuevas investigaciones han abierto la posibilidad de utilizar otros materiales como son las microesferas de poliestireno, la fibra de vidrio, el polipropileno y los polímeros, los cuales

Instituto de Ingeniería

Universidad veracruzana

Tesis de Maestría 2007

Ing. Lorena del Carmen Santos Cortés

pueden agregarse al concreto en la planta dosificadora o bien en la revolvedora cuando ésta haya llegado a la obra, después de que se obtiene el revenimiento.

De esta manera entramos al concepto de los concretos fibroreforzados, los cuales se pueden definir como concretos hechos de cemento con conteniendo finos, o finos y agregado grueso y una serie de fibras discontinuas.

Actualmente las fibras de polipropileno son empleadas ampliamente en los Estados Unidos y Canadá en todo tipo de construcciones de concreto12_.

Otros países como Argentina y Chile, continúan realizando investigaciones sobre el comportamiento en el laboratorio de concretos reforzados con fibras (acero y sintéticas)13_.

Chile ya ha aplicado las fibras de acero a la construcción de estabilización de taludes, pavimentos en carreteras, pistas de Aeropuertos y Hangares, pistas industriales y comerciales, cimentaciones para equipo y maquinaria, etc14_.

Brasil es otro de los países Sudamericanos que emplea el uso de fibras PP en diversos sectores de la construcción, y cuenta con la mayor fábrica de América del Sur que produce este tipo de fibras (FITESA)15_{, empresa que produce alrededor de 11,000 ton de fibras de polipropileno al año.}

Colombia es uno más de los países de América del Sur que realiza investigaciones sobre concretos reforzados con fibras sintéticas.

En Europa, países como España también utilizan la gama de fibras de polipropileno para refuerzo y prevención de las fisuras por retracción de yesos, morteros y concretos16_.