Bárbara Ramírez, PE: “La falta de guías de diseño validadas es lo que hoy frena la adopción masiva de nuevos materiales”

Desde su investigación doctoral en Arizona State University y su trabajo como ingeniera estructural senior en Estados Unidos, Bárbara Ramírez analiza el potencial del hormigón textil reforzado y los polímeros reforzados con fibras para transformar la infraestructura. Durabilidad, menor huella de carbono, menos tiempos de obra y nuevos criterios de diseño aparecen como claves en una conversación donde la innovación ya dejó de ser teórica.

• ¿Qué hace especialmente innovadores a materiales como el TRC y el FRP frente al hormigón armado tradicional?

El hormigón convencional resiste muy bien la compresión, pero necesita barras de acero para resistir la tracción, y ese acero corroe, es pesado y su instalación en obra es lenta. El TRC y el FRP resuelven ese problema desde la raíz.

El TRC integra tejidos técnicos de fibra de carbono, vidrio o basalto directamente en la masa del hormigón. No corroen, eliminan el recubrimiento mínimo de protección y permiten elementos más delgados con la misma capacidad estructural. El FRP, por su parte, ofrece una relación resistencia-peso excepcional: perfiles más livianos que el acero, sin corrosión y con montaje más rápido.

• Desde tu investigación, ¿cuál es hoy el principal desafío técnico para que estos materiales se usen más masivamente en infraestructura?

La respuesta honesta es la falta de guías de diseño validadas para configuraciones estructurales complejas. Y eso es exactamente lo que mi investigación doctoral busca resolver.

Un ingeniero que quiere diseñar una viga de acero hoy tiene a su disposición décadas de investigación consolidada, códigos de práctica maduros y procedimientos de cálculo bien establecidos. Si quiere usar un perfil de FRP en una viga de sección abierta, por ejemplo un perfil en C sometido a compresión y flexión combinadas, se encuentra con que los códigos estándar no cubren ese caso con suficiente especificidad. Tiene que resolver un problema técnico sin una hoja de ruta clara, y eso desincentiva la adopción.

Mi trabajo desarrolla y valida modelos analíticos para estos casos específicos y los traduce en criterios de diseño aplicables por ingenieros en práctica. El objetivo final es reducir la incertidumbre técnica que hoy frena la adopción masiva de TRC y FRP, no como ejercicio académico, sino como una contribución directa a la práctica de la ingeniería estructural.

• ¿Qué impacto pueden tener estas soluciones en durabilidad, mantenimiento, tiempos de obra y sustentabilidad?

El impacto es significativo en las cuatro dimensiones, y en algunos casos los beneficios se potencian mutuamente.

En durabilidad, la diferencia es fundamental. El principal mecanismo de deterioro del hormigón armado convencional es la corrosión del acero: cuando el hormigón se fisura, entra humedad, el acero se oxida, se expande y genera presiones que aceleran el deterioro de toda la estructura. Los materiales compuestos como el TRC y el FRP no corroen. En ambientes agresivos (como los que encontramos en instalaciones industriales, infraestructura costera, plantas de tratamiento o estructuras expuestas a sales o químicos), la diferencia en vida útil puede ser de décadas.

En tiempos de obra, el ahorro no es solo de tiempo: en pavimentos para transporte, por ejemplo, también se reducen disrupciones al tráfico, pérdidas económicas en el área de influencia y riesgos de seguridad para los trabajadores que deben operar bajo condiciones de tráfico activo.

En sustentabilidad, la reducción del uso de cemento Portland es el factor más relevante. El cemento es responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones globales de CO₂. El hormigón reforzado con fibras permite reducir el volumen de cemento en cerca de un 20% para aplicaciones equivalentes, y la mayor durabilidad de las estructuras significa que se reemplazan con menos frecuencia. Menos construcción nueva, menos cemento y menor huella de carbono a lo largo del ciclo de vida.

• También participaste en un informe federal sobre la escasez de ceniza volante en el hormigón. ¿Qué tan relevante es hoy encontrar sustitutos para este material?

Es un problema urgente y más complejo de lo que parece a primera vista. La ceniza volante es el material cementante suplementario más utilizado en la construcción de infraestructura vial en Estados Unidos. Pero es un subproducto de la combustión del carbón, y ese país está cerrando sus centrales termoeléctricas a carbón a un ritmo acelerado debido a la transición energética y regulaciones ambientales más estrictas. Lo que es bueno para el clima está creando, al mismo tiempo, escasez de un material industrial crítico. Esa es la paradoja con la que trabajamos.

El informe “Sources and Substitutes for Fly Ash in Concrete (SPR-780)”, del que soy coautora junto a investigadores de ASU y que fue financiado por el U.S. Department of Transportation, buscó responder exactamente esa pregunta: qué puede reemplazar a la ceniza volante con eficacia técnica comparable. Distribuimos una encuesta a los departamentos de transporte estatales y sistematizamos un marco técnico para evaluar materiales alternativos.

Las implicancias para la industria son directas: las agencias de transporte que hoy dependen de la ceniza volante necesitan protocolos claros para transitar hacia sustitutos sin comprometer la calidad de sus hormigones ni encarecerse en el proceso. Ese es el aporte del informe: no solo identificar alternativas, sino proporcionar un marco de evaluación técnica riguroso que pueda ser adoptado por ingenieros y agencias en todo el país.

• El caso de Valley Metro en Phoenix muestra resultados muy concretos. ¿Qué demuestra ese proyecto sobre el potencial real de estos desarrollos?

Es importante precisamente porque es muy concreto. No es un resultado de laboratorio ni una proyección teórica. Es una obra real, en una ciudad real, con plazos y costos reales.

La extensión noroeste del metro en Phoenix necesitaba intervenciones en el pavimento bajo y junto a las vías, el tipo de trabajo que normalmente requiere cortar el tráfico, instalar barras de acero, verter el hormigón, esperar el tiempo de curado y luego reponer la calzada. En entornos urbanos con tráfico intenso, ese proceso toma meses. Durante ese período, los negocios del entorno pierden acceso, el tránsito se desvía y los trabajadores operan en condiciones de riesgo.

Con hormigón reforzado con fibras, ese proceso se redujo de seis meses a diez días. Las fibras —de acero, vidrio, cerámica, carbono o polímeros— se mezclan directamente en el hormigón y reemplazan la función de la malla de acero. No hay que instalar esa malla ni esperar la misma cantidad de tiempo para el curado, y el resultado es un pavimento que controla las fisuras a nivel microscópico antes de que se conviertan en grietas visibles y deriven en deterioro progresivo. Ese tipo de aplicación es exactamente el contexto práctico que motiva mi investigación.

• Además de tu trabajo académico, ejerces como ingeniera estructural senior en varios estados de EE.UU. ¿Cómo dialogan esa experiencia profesional y tu investigación?

Para mí no son dos mundos paralelos, sino el mismo proyecto. La investigación que hago tiene sentido precisamente porque viene de la práctica, y la práctica se enriquece constantemente con lo que aprendo en la investigación.

Mi trabajo como ingeniera estructural senior me vincula con clientes de la industria del fosfato, uno de los sectores industriales estratégicos de Estados Unidos. Eso significa diseñar y revisar estructuras para instalaciones de procesamiento industrial de gran escala, donde el rol del ingeniero es crítico. Hoy tengo licencias activas en Arizona, Florida, Wyoming e Idaho.

Lo que me motivó a construir esa trayectoria es simple: quiero que mi trabajo tenga impacto real. Y en ingeniería estructural en EE.UU., el impacto real requiere la autoridad legal de sellar un proyecto. La licencia PE no es una credencial adicional; es la responsabilidad profesional y legal de que lo que diseñas es seguro. Eso me parece lo más honesto que puede hacer un ingeniero.