Varilla de Fibra de Vidrio para Refuerzo de Concreto
Barra pultruida de vidrio S en matriz de viniléster. No se corroe, no es magnética y pesa alrededor de la cuarta parte que el acero.
Especificaciones de un vistazo
FSGR y FSGS son barras de polímero reforzado con fibra de vidrio, hechas por pultrusión con roving continuo de vidrio S en matriz de viniléster, y se suministran corrugadas o lisas en Ø 6–32 mm. La resistencia a la tracción de hoja técnica es de 950 MPa y el módulo de tracción de 47 GPa, con las propiedades a tracción ensayadas según ASTM D7205; las barras se fabrican y ensayan además según GB/T 26743-2011. Con 2,1 g/cm³, la barra pesa alrededor de la cuarta parte que el acero del mismo diámetro, no corre ningún riesgo de corrosión por cloruros, carbonatación o álcalis, y no es conductora eléctrica ni magnética.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Models | FSGR (ribbed) / FSGS (smooth) |
| Diameter | Ø 6 / 8 / 10 / 12 / 14 / 16 / 20 / 22 / 25 / 28 / 32 mm |
| Fibre | S-glass continuous roving, min 70% by weight |
| Resin Matrix | Vinyl-ester |
| Tensile Strength | 950 MPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Tensile Elastic Modulus | 47 GPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Elongation at Break | 2.1% (ASTM D7205) |
| Density | 2.1 g/cm³ (about 1/4 of steel) |
| Corrosion | Non-corrosive — immune to chloride, carbonation and alkali attack |
| Electromagnetic | Non-conductive, non-magnetic |
| Packaging | 6 m and 12 m straight bars; bent shapes to order |
| Shelf Life | 2 years from manufacture, stored flat and out of direct sunlight |
Dónde se utiliza
Estructuras marinas y costeras
Muros de muelle, embarcaderos, escolleras y losas en zona de salpicadura, donde el cloruro llega al refuerzo y decide la vida útil de la estructura.
Tableros de puente y parapetos
Elementos que reciben sales de deshielo todos los inviernos. La sal sigue llegando; solo que en la barra no hay nada que atacar.
Plantas químicas, de aguas residuales y desalinizadoras
Tanques, canales y losas en contacto con aguas de proceso agresivas, donde el recubrimiento de concreto por sí solo nunca iba a proteger el acero durante la vida de diseño.
Salas de resonancia magnética, subestaciones y cimentaciones de radar
Lugares donde el acero no está permitido en absoluto. La barra no es conductora ni magnética, así que no distorsiona un campo ni conduce corriente.
Muros de entrada de túnel (soft eye)
Muros provisionales que una tuneladora tiene que atravesar cortando. El GFRP sí lo puede cortar la TBM, cosa que con el acero no ocurre, y por eso el soft eye se refuerza con él.
Obra permanente con vida de diseño larga
Cualquier elemento donde lo que limita su duración es la corrosión y no la resistencia — y donde repararlo después costaría más de lo que cuesta hoy la barra.
Guía de selección
| Modelo | Superficie | Elíjalo cuando |
|---|---|---|
| FSGR | Corrugada — con nervios a lo largo de la barra | La opción por defecto para refuerzo estructural. Los nervios desarrollan adherencia mecánica con el concreto por trabazón, igual que una varilla de acero corrugada. Hay formas dobladas, conformadas en fábrica bajo pedido. |
| FSGS | Lisa — redonda simple, tal como sale de la pultrusión | Cuando la adherencia no es la acción que gobierna, o cuando se quiere una superficie redonda limpia para el manejo o para un tratamiento superficial aplicado en obra. Las propiedades mecánicas son idénticas a las del FSGR. |
| Frente a la varilla de acero | GFRP (FSGR / FSGS) | Qué le cambia a usted |
|---|---|---|
| Corrosión | Ninguna — inmune a cloruros, carbonatación y álcalis | Esta es toda la razón para usarla. Donde la corrosión del acero decide la vida útil — ambiente marino, sales de deshielo, aguas residuales, desalinización — ese modo de falla sencillamente no existe. |
| Peso | 2,1 g/cm³ frente a 7.85 del acero | Alrededor de la cuarta parte del peso por metro. Menos gente para colocarla, flete más barato y una barra de 12 m que carga un solo operario. |
| Resistencia | 950 MPa a tracción (hoja técnica) frente a 400 MPa de fluencia del acero | Más del doble de la cifra anunciada — pero lea la tabla de diseño de abajo antes de usarla. Los factores del código se llevan una buena parte. |
| Rigidez | 47 GPa frente a unos 200 GPa del acero | La que agarra desprevenida a la gente. Con aproximadamente la cuarta parte del módulo del acero, lo que suele gobernar el diseño son la deflexión y el ancho de fisura, no la resistencia. |
| Ductilidad | Elástica lineal hasta la rotura, 2,1% de alargamiento — sin escalón de fluencia | El GFRP no fluye, así que las secciones se diseñan normalmente controladas por compresión (el concreto aplasta primero) y no controladas por tracción. La cuantía balanceada es de alrededor de 0.0078 frente a 0.0335 del acero (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). |
| Electromagnetismo | No conductora, no magnética | Salas de resonancia magnética, subestaciones, cimentaciones de radares y antenas, señalización ferroviaria — lugares donde el acero no está permitido en absoluto. |
Los dos modelos vienen en barras rectas de 6 m y 12 m; los dobleces se conforman en fábrica bajo pedido porque el GFRP no se puede doblar en obra — la resina ya está curada. La vida de almacenamiento es de 2 años desde la fabricación, apiladas planas sobre apoyos, separadas del suelo y fuera de la luz solar directa.
Los valores de esta página son propiedades del material tomadas de nuestra hoja técnica, no valores de diseño. El concreto reforzado con GFRP se diseña según ACI 440.1R / ACI 440.11 o el equivalente local, y el código aplica reducciones que la hoja técnica no muestra — vea la segunda tabla de abajo. La TDS lo dice sin rodeos: los cálculos de diseño deben ser certificados por un ingeniero profesional licenciado e independiente.
Diámetros de barra y valores de diseño
Diámetros de barra y peso de embarque
| Ø de barra (mm) | Área nominal (mm²) | GFRP (kg/m) | Acero del mismo Ø (kg/m) | Barra de 12 m (kg) | N.º de barra ASTM más cercano (Ø nominal) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.059 | 0.222 | 0.7 | #2 (6.3 mm) |
| 8 | 50.3 | 0.106 | 0.395 | 1.3 | — |
| 10 | 78.5 | 0.165 | 0.617 | 2.0 | #3 (9.5 mm) |
| 12 | 113.1 | 0.238 | 0.888 | 2.9 | #4 (12.7 mm) |
| 14 | 153.9 | 0.323 | 1.208 | 3.9 | — |
| 16 | 201.1 | 0.422 | 1.578 | 5.1 | #5 (15.9 mm) |
| 20 | 314.2 | 0.660 | 2.466 | 7.9 | #6 (19.1 mm) |
| 22 | 380.1 | 0.798 | 2.984 | 9.6 | #7 (22.2 mm) |
| 25 | 490.9 | 1.031 | 3.853 | 12.4 | #8 (25.4 mm) |
| 28 | 615.8 | 1.293 | 4.834 | 15.5 | #9 (28.7 mm) |
| 32 | 804.2 | 1.689 | 6.313 | 20.3 | #10 (32.3 mm) |
El área es el área circular nominal πd²/4; la masa usa la densidad de 2,1 g/cm³ de la hoja técnica (acero a 7.85 como comparación). Úselas para flete y manejo, no para diseño — la especificación ASTM para barras de GFRP asigna su propia área nominal a cada número de barra, y el área de diseño tiene que salir del certificado de fábrica de las barras que realmente reciba. Los números de barra ASTM de la última columna son la designación más cercana por diámetro nominal; el área nominal ASTM de ese número difiere de πd²/4 de nuestra barra métrica.
Del número de la hoja técnica al número de diseño (ACI 440.1R-15)
| Factor ambiental CE | ffu de diseño (MPa) | Límite bajo carga sostenida (MPa) | En un doblez a 90°, rb/db = 4 (MPa) | Límite en estribos de cortante (MPa) | Fracción del 950 anunciado |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.8 | 760 | 152 | 380 | 188 | 80% |
| 0.7 | 665 | 133 | 333 | 188 | 70% |
CE 0.8 es concreto no expuesto a suelo e intemperie, CE 0.7 es expuesto (Table 6.2). La resistencia de diseño es ffu = CE × ffu* (Eq. 6.2a), tomando como ffu* nuestro valor de hoja técnica de 950 MPa (un valor de hoja técnica, no un valor garantizado por diámetro — véase la nota de control de calidad). El esfuerzo sostenido más fatiga se limita a 0.20 ffu para la fibra de vidrio (Table 7.4.1, con el factor de seguridad ya incluido). Un doblez a 90° conserva 0.50 ffu con rb/db = 4 (Eq. 6.2.1). Los estribos de cortante quedan limitados por un tope de deformación de 0.004, ffv = 0.004 Ef (Eq. 8.2d).
Lea juntas las dos últimas columnas de la segunda tabla: una barra anunciada con 950 MPa queda limitada a 133 MPa bajo carga sostenida en un elemento expuesto una vez aplicados los factores del código — cerca de una séptima parte de la cifra anunciada. Eso no es un defecto del producto, es como se diseña el GFRP en todas partes, y cualquier proveedor que le cite la cifra grande sin este contexto no le está haciendo ningún favor. El diseño de la sección y las verificaciones de deflexión y de ancho de fisura le corresponden al ingeniero del proyecto.
Colocación de la varilla de GFRP en seis pasos
Pida los dobleces junto con la barra
El GFRP no se puede doblar en obra. La resina está curada; forzar un doblez agrieta la matriz y la barra pierde su resistencia sin que necesariamente se vea dañada. Estribos, ganchos y barras dobladas se conforman en fábrica, así que las formas y las cantidades hay que definirlas al hacer el pedido, no en la obra.
Almacénela plana y a la sombra
Mantenga los atados sobre apoyos planos, separados del suelo, protegidos de golpes y de UV prolongado. La vida de almacenamiento es de 2 años desde la fabricación con almacenamiento correcto. Arrastrar las barras sobre una losa se come los nervios, y los nervios son los que desarrollan la adherencia.
Corte, nunca suelde ni aplique calor
Corte a la medida con disco abrasivo o con una hoja de dientes finos; use protección ocular y mascarilla contra polvo, y siga la SDS para el manejo del polvo de vidrio. Los extremos cortados no necesitan sellado contra la corrosión — en la barra no hay nada que se corroa — pero manténgalos fuera de la zona de anclaje, donde importa la longitud completa de adherencia.
Amarre con plástico o con alambre recubierto
Use grapas de plástico o alambre recubierto. El alambre de acero desnudo en contacto con la barra echa por tierra parte de la razón por la que eligió GFRP, y las sillas o separadores de acero vuelven a meter un camino de corrosión justo en la zona del recubrimiento. Use apoyos de plástico o reforzados con fibra.
Respete el recubrimiento y el traslape
El GFRP desarrolla adherencia de forma distinta al acero: los traslapes suelen ser mucho más largos, y ACI 440.1R recomienda longitudes de embebido en el rango de 20–100 diámetros de barra según el recubrimiento y el diámetro de la barra (Eq. 10.3a). No traslade por costumbre una longitud de traslape del acero — tómela del cálculo en GFRP para su sección.
Cuele y verifique como siempre
La colocación, el vibrado y el curado son iguales que en concreto reforzado con acero. Como la barra flota — pesa la cuarta parte que el acero — verifique que los apoyos y los amarres de verdad mantengan la posición antes del colado y durante él.
Preguntas frecuentes
¿La varilla de GFRP puede reemplazar al acero uno por uno?
No, y cualquier proveedor que diga lo contrario le está vendiendo un problema. La barra es más resistente que el acero pero aproximadamente cuatro veces menos rígida, y no tiene escalón de fluencia. Eso cambia qué estado límite gobierna: normalmente controlan la deflexión y el ancho de fisura, las secciones se diseñan controladas por compresión y no por tracción, y la cuantía balanceada es de alrededor de 0.0078 frente a 0.0335 del acero (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). La sección hay que rediseñarla según ACI 440.1R / ACI 440.11 o el equivalente local, no sustituirla sin más.
¿Por qué la resistencia de diseño es tanto menor que 950 MPa?
Porque así lo manda el código, para toda barra de GFRP de cualquier proveedor. La resistencia de diseño es el factor ambiental por la resistencia garantizada (0.8 o 0.7, ACI 440.1R-15 Table 6.2), y el esfuerzo sostenido más fatiga se limita después a 0.20 de ese valor para la fibra de vidrio (Table 7.4.1). En un elemento expuesto eso deja unos 133 MPa. La tabla de arriba muestra la aritmética para que no le tome por sorpresa en la etapa de diseño.
¿Se puede doblar o cortar en obra?
Cortar sí, doblar no. La resina ya está curada, así que un doblez hecho en obra agrieta la matriz y la barra pierde resistencia sin que necesariamente se vea dañada. Todos los dobleces, estribos y ganchos se conforman en fábrica bajo pedido — lo que significa que el despiece hay que cerrarlo antes de fabricar, no ajustarlo en la obra.
¿Un doblez debilita la barra?
Sí, y el código lo cuantifica: la resistencia en el doblez es (0.05 × rb/db + 0.3) × ffu, de modo que con un radio de doblado de cuatro diámetros de barra el doblez toma la mitad de la resistencia de diseño de la barra recta (ACI 440.1R-15 Eq. 6.2.1). Los dobleces hay que verificarlos con ese valor reducido, no con la cifra de la barra recta.
¿Cómo se comporta en un incendio?
Peor que el acero, y hay que evaluarlo para el caso concreto. La matriz de viniléster se reblandece cerca de su temperatura de transición vítrea, y una vez que la matriz cede la barra no puede transferir esfuerzo a las fibras. El recubrimiento, el tipo de elemento y la resistencia al fuego exigida deciden si el GFRP es siquiera admisible — esa es una evaluación específica del proyecto, hecha por el ingeniero, no algo que responda una hoja técnica.
¿Cuál es la diferencia entre FSGR y FSGS?
Solo la superficie. El FSGR tiene nervios a lo largo de la barra y desarrolla adherencia mecánica con el concreto por trabazón de los nervios, igual que una varilla de acero corrugada; el FSGS es redondo liso, tal como sale de la pultrusión. La fibra, la resina, la resistencia, el módulo y la densidad son idénticos. Para refuerzo estructural, la barra corrugada es la opción por defecto.
¿Bajo qué normas se fabrica y se ensaya?
Las propiedades a tracción se ensayan según ASTM D7205 (método de ensayo de propiedades a tracción de barras compuestas de FRP) y las barras se fabrican y ensayan según GB/T 26743-2011. Actualmente no disponemos de un expediente de calificación completo según ASTM D7957 (Tg, grado de curado, cortante transversal, adherencia, absorción de humedad, retención tras exposición alcalina); si su especificación exige D7957, díganoslo en la fase de consulta y le indicaremos con claridad qué puntos podemos documentar. El diseño es otro asunto: ACI 440.1R-15 es la guía, y ACI 440.11-22 es el primer código de edificación para GFRP escrito en lenguaje obligatorio, junto a ACI 318.
¿Tienen alguna aprobación de tercera parte para el producto?
No. Las barras se despachan con sus propias hojas técnicas, con las propiedades ensayadas según los métodos ASTM de arriba, más un Mill Test Certificate y un Certificate of Analysis del lote. Si su especificación exige una aprobación de tercera parte concreta, díganoslo en la etapa de consulta y le diremos con claridad si podemos cumplirla o no.
Documentos y Descargas
Dos hojas técnicas, una por acabado
FSGR para la barra corrugada y FSGS para la barra lisa. Ambas traen la tabla completa de propiedades con el método de ensayo ASTM junto a cada valor.
MTC + COA en cada envío
Cada lote se envía con un Mill Test Certificate y un Certificate of Analysis. Pídalos al hacer el pedido si su especificación exige archivarlos.
Solicitar Cotización
Envíe los diámetros, las longitudes y las cantidades — y los dobleces, porque esos se conforman en fábrica. Un ingeniero le responde en un día hábil con la cotización, los pesos para su cálculo de flete y las hojas técnicas. Si su sección todavía tiene que diseñarse para GFRP, díganoslo y le decimos qué va a necesitar el ingeniero.
