Investigadores del Laboratorio Federal Suizo de Ciencia y Tecnología de Materiales han combinado hormigón de ultra alto rendimiento reforzado con fibras con barras de aleación con memoria de forma a base de hierro, creando una capa de refuerzo capaz de aplicar activamente pretensado a tableros de puente existentes, ofreciendo una nueva solución para la reparación de puentes envejecidos en todo el mundo.
En Estados Unidos, los datos de la Administración Federal de Carreteras muestran que decenas de miles de puentes están clasificados como estructuralmente deficientes, y varios países europeos enfrentan problemas similares de infraestructura envejecida. Reemplazar puentes directamente es costoso y altamente disruptivo, por lo que la industria está optando por estrategias de extensión de la vida útil. Los métodos de refuerzo tradicionales dependen del postensado externo, placas de acero o laminados de polímero reforzado con fibra, que generalmente requieren hardware de anclaje complejo y un tiempo de instalación considerable.
La innovación del equipo de investigación suizo radica en reemplazar las barras de refuerzo tradicionales en la capa de recubrimiento con barras de aleación con memoria de forma. Estas barras se instalan en estado pretensado; al calentarse a aproximadamente 200 °C, la aleación intenta recuperar su forma original. Al estar anclada dentro del hormigón y no poder contraerse libremente, se generan tensiones de compresión dentro de la estructura, introduciendo el pretensado sin usar gatos hidráulicos ni sistemas de tesado. La aleación con memoria de forma a base de hierro contiene elementos como manganeso, silicio y cromo; el calentamiento desencadena su recuperación a la configuración original, y las tensiones de compresión se transmiten al material circundante a través de las zonas de anclaje, pudiendo cerrar grietas y elevar ligeramente los elementos combados.
El equipo de investigación realizó experimentos a escala real utilizando losas de hormigón de cinco metros de largo que representaban tableros de puente en voladizo. Estas losas fueron agrietadas deliberadamente antes del refuerzo para simular el deterioro real del puente. Tras la instalación, las barras de memoria de forma se activaron mediante calor, y los observadores registraron el cierre inmediato de grietas y la desaparición de la deformación residual. El equipo monitoreó el comportamiento estructural utilizando cámaras ópticas de seguimiento de grietas y sensores de fibra óptica embebidos a lo largo de las barras. El investigador Christoph Czaderski explicó: "Los sensores que utilizamos funcionan de manera similar a los cables de fibra óptica en telecomunicaciones. En lugar de enviar datos codificados a través de la fibra, analizamos la luz retrodispersada, lo que nos permite ver con precisión cómo se deforma la barra de refuerzo".
En comparación con las probetas no tratadas, la capacidad de carga de las losas reforzadas aumentó al menos al doble. Las losas reforzadas con barras de memoria de forma mostraron mayor rigidez, menor deformación permanente y mejor control de grietas bajo ciclos de carga repetidos. Angela Sequeira Lemos, quien lideró el estudio, declaró: "Pudimos demostrar que nuestro sistema no solo es efectivo, sino que realmente puede revitalizar puentes existentes". El proyecto, financiado por Innosuisse, se desarrolló en colaboración con la Universidad de Ciencias Aplicadas del Este de Suiza, la empresa derivada re fer y la Asociación Suiza de la Industria del Cemento, y actualmente se busca realizar una demostración en un puente real.