El paso de la carretera estatal A1A, por el poblado de Flagler Beach, en el Estado de la Florida, muy cerca de Jacksonville, se asentaba sobre un muro de contención marítimo en tablestacas de acero. Los cambios en el nivel del mar y los efectos del cambio climático, habían acelerado la inevitable aparición de daños en el muro por corrosión, así como en el sistema de dunas de arena adyacentes.
Durante el paso del huracán Matthew, en octubre de 2016, tanto el muro como las dunas quedaron destruidos y provocaron el colapso de varias secciones de la carretera. No obstante, menos de un mes después, la vía, con asignación de ruta de evacuación, se había logrado reconstruir.
El gobernador Rick Scott aseguró el día de la reapertura: “Sabemos que tenemos mucho más trabajo por hacer en términos de capacidad funcional y reparación, pero lo bueno del funcionamiento de esta carretera es que ahora tenemos el tiempo que necesitamos para trabajar con las agencias correspondientes para resolver el asunto del muro de contención marítimo, para lidiar con las dunas, para obtener la solución permanente y correcta para esta carretera” (registrado por: palmcoastobserver.com).
El Departamento de Transporte de Florida (FDOT: Florida Department of Transportation), adelantó desde entonces una serie de estudios que le permitieron encontrar el tipo de solución que demandaban el gobernador y los habitantes: un muro de contención marítimo construido mediante un sistema de pilas secantes reforzadas con barras de polímeros reforzadas con fibras de vidrio, o barras GFRP de refuerzo (Glass Fiber-Reinforced Polymers).
Nanni, A., et. al. 2019. A Seawall Constructed with GFRP Bars as Structural Reinforcing. Concrete International (ACI), Vol. 41 N.º 9
Muros de contención marítimos mediante pilas secantes
La construcción del muro la contrató el FDOT en 2019, con una longitud de un kilómetro y medio; y será la primera parte de este proyecto. Las barras GFRP utilizadas fueron marca V-ROD®, las cuales cumplen con todas las normas ASTM que las rigen y son fabricadas por la multinacional canadiense Pultrall Inc., un proveedor aprobado del FDOT.
El muro, ya terminado en este momento, se compone de 1.847 pilas secantes, armadas exclusivamente con barras GFRP de refuerzo V-ROD®. Los pilotes primarios tienen 11 m de largo por 910 mm de diámetro. Los pilotes secundarios son de 6 m de longitud. Las pilas primarias fueron reforzadas con 25 barras GFRP # 8 y aseguradas también con espirales externos de GFRP; las pilas secundarias cuentan con una única de estas barras como refuerzo en el centro. El cabezal del pilote se encuentra reforzado de igual forma con barras GFRP.
Melissa Haley O’Leary, quien publicó un artículo sobre este proyecto intitulado: Florida Community Protected from Future Storms (Composite Manufacturing, May/Jun, 2020), destaca que: “El GFRP supera a las barras de refuerzo de acero tradicionales basadas en el análisis de costos del ciclo de vida para el proyecto de reconstrucción, debido a su extrema durabilidad. Se espera que el muro marítimo a lo largo de Flagler Beach dure 100 años o más con poco o ningún mantenimiento”.
El contratista encargado del proyecto comentó para el artículo de O’Leary que, según un ejercicio de diseño previo con refuerzo en acero, se utilizarían 9 barras # 11 en cada jaula de los pilotes principales. La notable diferencia con el diseño final se explica porque los recálculos en GFRP dan lugar a un sobre-reforzamiento normal, resultado de la filosofía de diseño y de las provisiones establecidas en los estándares internacionales. Además, estos refuerzos revolucionarios en GFRP permitieron reducir el revestimiento de concreto de 10.16 cm a 7.62 cm; y solo requieren concreto común (5.500 psi), sin humo de sílice.
El proceso constructivo de las jaulas de armadura en GFRP, así como su instalación, causó sorpresa a algunos ingenieros y obreros que no habían trabajado con esta nueva tecnología de refuerzo. El constructor recibió a tiempo todo el material de refuerzo precortado y preformado (espirales), lo cual redujo significativamente el tiempo de armado. Dado que la manipulación de barras GFRP es muy cómoda y segura, en comparación con el acero, por cuanto su peso es cuatro veces menor, la fatiga de los trabajadores al terminar la actividad se redujo considerablemente.
La revista Concrete International, del American Concrete Institute (ACI) dedicó un artículo y la portada de uno de sus números a este proyecto (September 2019, Vol. 41 N.º 9), en el cual se afirma que: “Según estimaciones usuales, en comparación con proyectos similares que utilizan jaulas con barras de acero de refuerzo, con las jaulas reforzadas con barras GFRP se ahorró entre un 32 % a un 52 % de tiempo en su colocación, a lo largo del periodo de observación típico de una semana laboral extendida. Se observaron más ahorros de tiempo hacia el final de cada semana”. Una etapa avanzada de la obra puede recorrerse en este momento en Google Street View (2481 A1A Scenic and Historic Coastal Byway, Beverly Beach, Florida).
El FDOT consolida con este proyecto su creciente liderazgo internacional en la aplicación de materiales FRP, así como en la estandarización detallada de su uso. El muro de contención marítimo de Flagler Beach es además ejemplo de una planeación financiera de proyectos de infraestructura que incorpora los costos del ciclo de vida de las obras. Demuestra asimismo el modo en que la adopción de materiales en la vanguardia tecnológica optimiza el proceso constructivo, reduciendo la cantidad de mano de obra necesaria y su duración, todo lo cual se traduce en ahorros.
Todas estas ventajas, procedentes de incorporar los nuevos paradigmas del concreto reforzado, anticipan sin duda lo que probablemente serán reglas para la estructuración y ejecución de obras; conforme las pandemias, las restricciones económicas y los cambios naturales de origen antrópico impongan la reinvención continua de nuestro sector.
aritrec.blog 