Reforzamiento estructural de vigas mediante el uso de fibras de carbono (CFPR) en una vivienda de 4 pisos ubicada en el distrito de Carabayllo, Lima

Abstract

En resumen, se aborda la necesidad global de reforzar edificaciones antiguas con materiales de alta calidad para prolongar su vida útil. En el caso de Perú, muchas viviendas construidas hace 40 años no cumplen con las normativas actuales, lo que ha debilitado las estructuras debido a cambios en su uso. Se enfoca en un estudio de una vivienda en Carabayllo con problemas estructurales debido a su antigüedad y exposición a eventos ambientales. La solución propuesta es el uso de fibras de carbono para reforzar la vivienda y cumplir con las normas actuales. Se realiza un análisis estructural para garantizar la integridad de la edificación en condiciones sísmicas. Además, se analiza detalladamente una viga en servicio y se propone el refuerzo con fibra de carbono CFRP como la opción más adecuada. Se compara el análisis técnico y económico entre el refuerzo convencional y el de fibra de carbono, demostrando que, a pesar del mayor costo, el refuerzo con fibra de carbono puede ser más ventajoso en términos técnicos y económicos.

Many old buildings worldwide require high-quality reinforcement to prolong their lifespan. In Peru, a significant number of houses built 40 years ago do not meet current regulations, resulting in weakened structures due to changes in use. A study focused on a house in Carabayllo, addressing structural issues due to its age and environmental exposure. Carbon fiber reinforcement is proposed to ensure compliance with current standards. A linear structural analysis confirms integrity for seismic conditions. Additionally, a detailed analysis of a beam revealed the need for reinforcement, with carbon fiber as the chosen material. Carbon fiber enhances strength but reduces ductility. After comparing options, a minimum of 2 layers (4 cm2) of CFRP is recommended for beam improvement. An economic analysis compared conventional jacketing with carbon fiber reinforcement per meter. Results showed carbon fiber is costlier but avoids extra expenses like auscultation, steel reinforcement scanning, and permanent cleaning. Carbon fiber also preserves space and architectural aesthetics. Therefore, despite higher costs, carbon fiber reinforcement is a more advantageous option in technical and economic terms.