MONOGRAFIA VARILLAS FIBRA DE VIDRIO- CON NOTA DE ACEPTACION

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INFLUENCIA DE LAS VARILLAS DE FIBRA DE VIDRIO EN LAS 
PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DEL CONCRETO REFORZADO 
 
 
 
AUTOR: 
ADRIANA LUCÍA VEGA DÍAZ 
 
 
 
DIRECTOR: 
MANUEL SABA, PhD 
 
 
UNIVERSIDAD DE CARTAGENA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
CARTAGENA DE INDIAS 
2023 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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INFLUENCIA DE LAS VARILLAS DE FIBRA DE VIDRIO EN LAS 
PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DEL CONCRETO REFORZADO 
 
AUTOR: 
ADRIANA LUCÍA VEGA DÍAZ 
 
MONOGRAFÍA COMO OPCIÓN DE TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL 
TÍTULO DE INGENIERA CIVIL 
 
DIRECTOR: 
MANUEL SABA, PhD 
 
GRUPO DE INVESTIGACIÓN: 
ESTRUCTURA, CONSTRUCCIÓN Y PATRIMONIO (ESCONPAT) 
 
LINEA DE INVESTIGACION: 
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN 
UNIVERSIDAD DE CARTAGENA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
CARTAGENA DE INDIAS 
2023
INFLUENCIA DE LAS VARILLAS DE FIBRA DE VIDRIO EN LAS 
PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DEL CONCRETO REFORZADO 
 
NOTA DE ACEPTACIÓN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FIRMA DEL DIRECTOR 
MANUEL SABA 
 
 
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FIRMA DEL JURADO 
ARNOLDO BERROCAL OLAVE 
 
 
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FIRMA DEL JURADO 
RAMON TORRES ORTEGA 
TABLA DE CONTENIDO 
ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................ 7 
ÍNDICE DE FIGURAS .............................................................................................. 8 
RESUMEN ................................................................................................................. 9 
ABSTRACT ............................................................................................................. 10 
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 11 
CAPITULO 1. ASPECTOS GENERALES DEL CONCRETO ........................... 13 
1.1 Propiedades y fortalezas del concreto ......................................................... 13 
1.1.1 Resistencia a la compresión .................................................................. 14 
1.1.2 Resistencia a la tracción ........................................................................ 15 
1.1.3 Módulo de elasticidad ........................................................................... 15 
1.1.4 Ductilidad .............................................................................................. 16 
1.1.5 Durabilidad ........................................................................................... 16 
1.1.6 Trabajabilidad ....................................................................................... 16 
1.1.7 Impermeabilidad ................................................................................... 16 
1.2 Debilidades del concreto ............................................................................. 17 
1.3 Concreto reforzado ..................................................................................... 17 
CAPITULO 2. MATERIALES DE REFUERZO ................................................. 18 
2.1 Varillas de acero ......................................................................................... 18 
2.1.1 Propiedades del acero ........................................................................... 18 
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2.1.2 Debilidades del acero ............................................................................ 19 
2.1.3 Concreto reforzado con varillas de acero.............................................. 20 
2.1.1.1 Propiedades del acero como material de refuerzo ......................... 21 
2.1.1.2 Debilidades del acero como material de refuerzo .......................... 21 
2.1.1.3 Patología del concreto reforzado ................................................... 21 
2.1.1.4 Alto costo ....................................................................................... 23 
2.2 Materiales alternativos de refuerzo ............................................................. 23 
2.2.1 Varillas de fibras ................................................................................... 23 
2.2.1.1 Aramida ......................................................................................... 24 
2.2.1.2 Carbono .......................................................................................... 25 
2.2.1.3 Basalto ........................................................................................... 25 
2.2.1.4 Vidrio ............................................................................................. 26 
2.3 Propiedades físicas y mecánicas de las varillas de fibras y acero............... 27 
CAPITULO 3. VARILLAS DE FIBRA DE VIDRIO........................................... 29 
3.1 Perfil histórico de las varillas de fibra de vidrio ......................................... 29 
3.2 Proceso de fabricación de las varillas de fibra de vidrio ............................ 29 
3.3 Propiedades físicas y mecánicas de las varillas de fibra de vidrio ............. 32 
3.3.1 Resistencia a la tracción ........................................................................ 32 
3.3.2 Resistencia a la compresión .................................................................. 32 
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3.4.1 Resistencia a la corrosión ..................................................................... 33 
3.3.3 Módulo de elasticidad ........................................................................... 33 
3.3.4 Rigidez .................................................................................................. 33 
3.3.5 Durabilidad ........................................................................................... 33 
3.3.6 Densidad ............................................................................................... 34 
3.4 Varillas de fibra de vidrio en el mercado .................................................... 34 
3.5 Debilidades de las varillas de fibra de vidrio .............................................. 35 
3.6 Patologías en las varillas de fibra de vidrio ................................................ 36 
CAPITULO 4. CONCRETO REFORZADO CON VARILLAS GFRP ............... 38 
4.1 Antecedentes ............................................................................................... 38 
4.1.1 Internacionales ...................................................................................... 38 
4.1.2 Nacional ................................................................................................ 40 
4.2 Normatividad colombiana para varillas de fibra como refuerzo ................ 41 
4.3 Propiedades físico-mecánicas del concreto reforzado con varillas GFRP.. 41 
CAPITULO 5. FACTIBILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL USO DE LAS 
VARILLAS GFRP EN EL CONTEXTO COLOMBIANO ................................................ 47 
CAPITULO 6. CONCLUSIONES ........................................................................ 54 
CAPITULO 7. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................... 56 
ANEXOS .................................................................................................................. 68 
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ÍNDICE DE TABLASTabla 1. Propiedades de algunos materiales de ingeniería. ...................................... 19 
Tabla 2. Propiedades físicas y mecánicas de las varillas de fibras y las de acero. ... 27 
Tabla 3. Diámetro, resistencia y área de varillas GFRP de refuerzo disponibles en el 
mercado colombiano, grado 46. ........................................................................................... 34 
Tabla 4. Diámetro, resistencia y área de varillas GFRP de refuerzo disponibles en el 
mercado colombiano, grado 60. ........................................................................................... 34 
Tabla 5. Valores de módulo de elasticidad y resistencia a la tracción de varillas de 
fibra de vidrio, de distintos fabricantes y tipos de varilla. .................................................... 35 
Tabla 6. Propiedades físicas y mecánicas del concreto reforzado con varillas GFRP.
 .............................................................................................................................................. 42 
Tabla 7. Longitud de acero en metros y área para columnas, vigas, placa y costo. . 48 
Tabla 8. Contribución de factores por actividad....................................................... 50 
Tabla 9. Costo directo de varillas de fibra de vidrio en sustituto del acero.............. 52 
Tabla 10. Comparativa de costos varillas de acero y GFRP. ................................... 52 
 
 
 
 
 
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ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 1. Varillas de fibra de aramida. ..................................................................... 24 
Figura 2. Varillas de fibra de carbono. ..................................................................... 25 
Figura 3. Varillas de fibra de basalto. ....................................................................... 26 
Figura 4. Varillas de fibra de vidrio. ........................................................................ 27 
Figura 5. Vista general de la producción de varillas GFRP. .................................... 31 
Figura 6. Falla a tensión en altas temperaturas, de dos tipos de varilla GFRP. ....... 36 
Figura 7. Diagrama esfuerzo-deformación del acero y GFRP. ................................ 43 
Figura 8. Fisuras en columnas de concreto reforzado con varillas GFRP, expuestas a 
agua de mar por 120 días. ..................................................................................................... 44 
Figura 9. Falla a compresión en columnas de concreto reforzado con varillas GFRP, 
expuestas a agua de mar por 120 días................................................................................... 45 
Figura 10. Ensayo a flexión en vigas de concreto reforzado con varillas GFRP ..... 45 
Figura 11. Losa de concreto reforzado con varillas de fibra de vidrio. .................... 46 
Figura 12. Tipos de varillas de fibra de vidrio. ........................................................ 47 
Figura 13. Comparativa de costo de varillas de acero y GFRP en el tiempo. .......... 53 
 
 
 
 
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RESUMEN 
 En esta monografía se analizó la influencia de las varillas de fibra de vidrio en las 
propiedades físico-mecánicas de diferentes elementos estructurales en concreto reforzado, 
con el fin de determinar su viabilidad técnico-económica, para ello se estudiaron las varillas 
de fibra de vidrio en diferentes aspectos, como su proceso de fabricación, las propiedades 
físicas y mecánicas, las debilidades y también las patologías de estas. Además, a través de 
una revisión bibliográfica exhaustiva, se estudiaron las propiedades fisco- mecánicas del 
concreto reforzado con las varillas de fibra de vidrio, en diferentes elementos estructurales 
y, por último, se realizó una valoración económica del concreto reforzado con varillas de 
acero y reforzado con varillas de fibra de vidrio, para evaluar la factibilidad del segundo. 
Los resultados obtenidos permitieron concluir que técnicamente, las varillas de fibra 
de vidrio mejoran en cierto aspecto el concreto reforzado, como su resistencia a la tensión y 
a la corrosión, pero presentan bajo módulo de elasticidad y si no se controlan en ambientes 
agresivos, su uso puede tener desventajas. Es clave definir qué tipo de varilla se va a utilizar 
en cada proyecto, ya que existen muchos fabricantes y por tanto muchos tipos de varillas, 
algunas tendrán mejores propiedades que otras, incluso si son varillas de fibra de vidrio 
fabricadas con una misma técnica y del mismo diámetro; económicamente, según el caso 
estudiado, se pudo evidenciar que, a 20 años el costo total del uso de varillas de fibra de 
vidrio, fue de más de 2 veces el costo del uso del acero, en Colombia. Sin embargo, si se 
considera un periodo de estudio más extenso, se puede notar que el costo de acero se hace 
mucho mayor con el pasar del tiempo, que el costo de las varillas de fibra de vidrio. 
 
 
 
 
 
 
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ABSTRACT 
In this monograph, the influence of fiberglass rods on the physical-mechanical 
properties of different structural elements in reinforced concrete was analyzed, in order to 
determine their technical-economic feasibility, for which fiberglass rods were studied in 
different aspects, such as its manufacturing process, physical and mechanical properties, 
weaknesses and also their pathologies. In addition, through an exhaustive bibliographical 
review, the physic-mechanical properties of concrete reinforced with fiberglass rods were 
studied in different structural elements and, finally, an economic assessment of concrete 
reinforced with steel rods and fiberglass rods was made, to evaluate the feasibility of the 
second. 
The results obtained allowed us to conclude that technically, fiberglass rods improve 
reinforced concrete in a certain aspect, such as its resistance to tension and corrosion, but 
they have a low modulus of elasticity and if they are not controlled in aggressive 
environments, their use can have disadvantages. It is key to define what type of rod is going 
to be used in each project, since there are many manufacturers and therefore many types of 
rods, some will have better properties than others, even if they are fiberglass rods made with 
same technique, same type of rod and same diameter; economically, according to the case 
studied, it was evident that at 20 years, the total cost of using fiberglass rods was more than 
2 times the cost of using steel, in Colombia. However, if a longer study period is considered, 
it can be seen that the cost of steel becomes much higher over time than the cost of fiberglass 
rods. 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUCCIÓN 
En el sector de los materiales para la construcción, durante toda su historia se han 
desarrollado investigaciones que, a través de diferentes materias primas ensayadas con 
diversos métodos, han conseguido la implementación de nuevos compuestos en la industria. 
Las varillas de fibra de vidrio surgen como una alternativa que considera el mantenimiento 
y la reparación como dos factores importantes, razón por la cual su durabilidad ante factores 
ambientales, sobre todo corrosivos es mayor, por lo que son una opción viable ante proyectos 
que exijan grandes tasas de exposición garantizando la vida útil con bajos costos de 
mantenimiento comparando su uso con estructuras reforzadas con acero. 
El uso de las varillas de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP, por sus siglas 
en inglés), se ha planteado como una soluciónóptima para las principales problemáticas 
existentes con el concreto reforzado con varillas de acero, ya que no se ven afectadas por la 
corrosión atmosférica (Adam et al., 2015; Yan et al., 2016). Así mismo, contribuyen a la 
disminución de los altos costos generados en la adquisición de elementos demandados 
comercialmente, como lo es el acero (Jarek & Kubik, 2015). 
Considerando lo expuesto anteriormente, resulta pertinente la comprensión y estudio 
de las propiedades físico-mecánicas del concreto teniendo como refuerzo varillas de fibra de 
vidrio, por consiguiente, la investigación es necesaria desde el ámbito profesional, por su 
grado de relevancia, importancia y pertinencia. Además de la necesidad de utilizar otro 
material distinto al acero como elemento convencional de refuerzo del concreto, mientras se 
expone la participación y viabilidad de las varillas GFRP como alternativa y con menores 
gastos operativos conexos, lo que traerá consigo realizar avances en el estado del arte relativo 
a varillas de fibra de vidrio. 
La investigación se llevará a cabo haciendo uso de todos los instrumentos que se 
tienen disponibles desde la virtualidad, lo que a su vez la hace viable gracias al origen de la 
información, teniendo como objetivo general analizar la influencia de las varillas de fibra de 
vidrio, usadas como refuerzo, en las propiedades físico-mecánicas de diferentes elementos 
estructurales en concreto reforzado, con el fin de determinar su viabilidad técnico-económica, 
a través de una revisión del estado del arte a nivel nacional e internacional. Lo anterior será 
alcanzado a través de describir las propiedades físico-mecánicas de las varillas GFRP, 
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evidenciando sus diferencias con respecto al acero de refuerzo convencional; estudiar el 
comportamiento a flexión, tracción, cortante y flexo-compresión de vigas y columnas de 
concreto reforzado con GFRP y, por último, evaluar la factibilidad técnico-económica del 
uso de las varillas de fibra de vidrio como refuerzo estructural en el contexto colombiano. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CAPITULO 1. ASPECTOS GENERALES DEL CONCRETO 
El concreto es un compuesto de varios materiales: agua, cemento, agregados y 
aditivos, los cuales deben presentar una serie de características para garantizar que el 
concreto cumpla con lo solicitado (Acosta, 2014). El concreto funciona de acuerdo a la 
dosificación y presenta características que trabajan a favor de la resistencia a la compresión, 
pero ofrece muy escasa resistencia a la tracción, por lo que resulta inadecuado para elementos 
estructurales que tengan que trabajar a flexión o tracción (Abdulhadi, 2014). 
Se considera concreto a la mezcla de materiales áridos finos y gruesos mezclados y 
amalgamados por medio de un aglomerante que se activa a través de la adición de agua. 
Dicho concreto puede ser de diferentes características y dependiendo de estas así será su tipo 
(Huamán, 2015). La mezcla que da origen al concreto usualmente está aglomerada por medio 
del cemento, que representando aproximadamente el 15% del total de los materiales usados 
es quizás el más importante (Sarta & Silva, 2017). Dependiendo de las solicitudes para el 
concreto este deberá tener diferentes propiedades, razón por la cual su dosificación varía 
(Bustamante & Diaz, 2014). El concreto puede mejorar sus propiedades gracias al uso de 
aditivos que pueden reducir la cantidad de agua usada, aumentar la resistencia o recortar el 
tiempo de fraguado (Sarta & Silva, 2017). 
1.1 Propiedades y fortalezas del concreto 
Las propiedades físicas del concreto son muy relevantes en el comportamiento 
mecánico en su estado fresco y endurecido, de estas dependen su trabajabilidad y resistencia 
respectivamente (Nguyen et al., 2021). Respecto a las propiedades mecánicas es pertinente 
saber que estas son aquellas que presentan los agregados cuando son sometidos a esfuerzos 
de trabajo (Yu et al., 2021). 
Un buen concreto debe ser trabajable, característica que considera otras varias como 
la plasticidad, la cohesión y la consistencia, en términos simples es la capacidad del concreto 
a ser moldeado, transportado y confinado para llenar una sección (Acosta, 2014). Visto de 
otra forma un concreto es trabajable en la medida de trabajo necesario para el uso del concreto 
en estado fresco y su medida es a razón del slump (Bustamante & Diaz, 2014). Otra de las 
características importantes del concreto es la durabilidad, siendo la capacidad de oponerse a 
las afecciones del ambiente y uso en el tiempo. 
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Cuando el concreto está en estado fresco se debe tener cuidado con la segregación, 
ocurrida cuando partículas de gran tamaño se separan del resto de la pasta, este fenómeno 
afecta el trabajo de la granulometría y por tanto las propiedades del elemento final 
(Capristano & Tamara, 2021). La exudación tiene la peculiaridad de afectar las zonas 
superficiales del concreto pues al aumentar la concentración de agua en dichas secciones se 
altera la dosificación de la pasta que se encuentra fraguando, reduciendo la reacción química 
y causando concentraciones no homogéneas que luego se convertirán en secciones 
superficiales porosas, de poca resistencia y durabilidad (Bustamante & Diaz, 2014). La 
evaporación en el concreto produce una pérdida en la cantidad de agua y por tanto una 
variación en el volumen, esas variaciones producen grietas derivadas de un proceso llamado 
retracción (Acosta, 2014). 
Luego la elasticidad es la capacidad de este material a conservar su forma inicial 
después de una deformación causada por una fuerza externa. La resistencia a la compresión 
del concreto es definida como la capacidad de oponerse a cargas axiales, es obtenida según 
la máxima capacidad de resistencia de un elemento, teniendo en cuenta sus secciones y la 
carga aplicada (Isidro, 2017). 
Las características del concreto lo constituyen como un material versátil y durable, 
apto para conformar elementos de características estructurales esbeltas y robustas, pero sus 
características físico mecánicas no son del todo idóneas para la construcción. 
1.1.1 Resistencia a la compresión 
La resistencia a la compresión es la capacidad que tiene un cuerpo a la penetración y 
deformación de su masa a razón de una fuerza aplicada en una sección paralela al plano de 
aplicación de esa magnitud, dicho de otra forma, la resistencia a la compresión es la 
capacidad de respuesta a solicitudes en forma de cargas definida por el esfuerzo o resistencia 
que puede soportar. 
𝐹′𝑐 =
𝑃
𝐴
… (1) 
Donde: 
● F’c: es la resistencia a la compresión del concreto, medida en unidades de PSI o MPa. 
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● P: es la fuerza aplicada sobre un cuerpo. 
● A: es la unidad de área sobre la cual se aplica la fuerza. 
Es el parámetro más importante ya que en el de diseño de elementos en concreto 
permite estimar qué tanto resiste el material, pues no es más que el esfuerzo promedio 
máximo que puede soportar el material antes de llegar a fallar. 
1.1.2 Resistencia a la tracción 
El concreto presenta resistencia a la tracción, pero es muy pequeña comparada con la 
resistencia a la compresión, se dice que es aproximadamente entre 7 y 15% de la resistencia 
a la compresión (Masías, 2018). La resistencia a la tracción es un valor poco considerable 
para los cálculos del concreto, irónicamente es la principal razón de la existencia del concreto 
reforzado, pues sus pobres propiedades en esta característicahacen necesario el refuerzo en 
acero y otros materiales (Quevedo, 2018). 
1.1.3 Módulo de elasticidad 
El módulo de elasticidad es la relación que hay entre el esfuerzo-deformación e indica 
la capacidad que tiene un elemento para resistir la aplicación de una solicitud o fuerza en una 
de sus secciones. Este valor indica la razón entre el esfuerzo normal y la deformación unitaria, 
y está relacionado con el índice de proporcionalidad del material para el cual, los esfuerzos 
de tracción y compresión deben ser menores (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo 
Terrirorial, 2010). 
La resistencia del concreto F’c está íntimamente relacionada con el módulo de 
elasticidad del concreto, pues los estudios que permitieron hallar las expresiones de cálculo 
para este valor se centran en la resistencia del concreto como valor matriz, teniendo así dos 
expresiones dependientes: 
𝐸𝑐 = 𝑊𝑐
1.5 ∗ 0.043 ∗ √𝐹′𝑐 … (2); 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑊𝑐 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 1440 𝑦 2560
𝐾𝑔
𝑚3
 
𝐸𝑐 = 4700 ∗ √𝐹′𝑐 … (3) 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 
Donde: 
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● Ec: es el módulo de elasticidad del concreto se expresa en unidades de Newtons por 
metro cuadrado. 
● Wc: es la densidad del concreto en unidades de kilogramos sobre metro cúbico. 
● F’c: es la resistencia del concreto a la compresión en unidades equivalentes. 
1.1.4 Ductilidad 
El concreto carece de la capacidad de elongarse mientras altera su sección producto 
de esfuerzos generalmente relacionados con la tracción, y es que necesariamente el mal 
comportamiento del concreto ante fuerzas que causan estiramiento y tracción es lo que lo 
hace un material no dúctil (Guevara Fernandez, 2018). 
1.1.5 Durabilidad 
Tenida como la habilidad para resistir la acción de la intemperie, el ataque químico, 
abrasión y cualquier otro proceso que produzca deterioro del material, la durabilidad del 
concreto es bastante decente, bajo condiciones óptimas, convirtiéndose incluso en un entorno 
aislante y pasivador del acero (Solís & Alcocer, 2019). La durabilidad del concreto depende 
de factores tan importantes como la correcta elección y dosificación de agregados y agua, un 
mezclado eficiente y un curado cuidadoso. 
1.1.6 Trabajabilidad 
Desde el instante en que el concreto se concibe como una pasta maleable y con 
propiedades líquidas se tiene en cuenta el concepto de trabajabilidad, siendo la capacidad de 
ser mezclado, operado, colocado y acabado el concreto (Bedoya, 2017). La trabajabilidad del 
concreto suele ser un concepto bastante subjetivo, pero cuya importancia es indiscutible, pues 
dependiendo de factores como el tamaño y la calidad del agregado, la relación agua cemento 
y no menos importante, la mano de obra, el acabado y por ende las propiedades relacionadas 
a la durabilidad pueden ser mejores o peores. 
1.1.7 Impermeabilidad 
Dependiendo de las especificaciones y su finalidad, el concreto tiene ciertos grados 
de impermeabilidad que le permiten construir un entorno aislante tanto para las secciones 
interiores y exteriores de los módulos que constituye como para los elementos interiores que 
consolidan su matriz. El concreto de uso convencional y reforzado debe tener una absorción 
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inferior al 10% aunque de preferencia el valor debería ser menor a la mitad de eso, evitando 
así el tránsito de humedad y oxígeno hasta el refuerzo, lo que causaría patologías relacionadas 
con el óxido (Solís & Alcocer, 2019). 
1.2 Debilidades del concreto 
El concreto como material de construcción es sumamente versátil y útil, pero presenta 
debilidades al enfrentarse a esfuerzos cortantes y de tracción, razón por la cual se hace 
necesario el uso de un esqueleto que complemente las propiedades del concreto sin disminuir 
sus ventajas (Isidro, 2017). 
El concreto, por la configuración de sus partículas al endurecerse se hace 
extremadamente resistente a la compresión, pero su resistencia a la tracción es baja, razón 
por la cual en elementos cuya distribución geométrica los hace susceptibles a tracciones 
grandes se hace necesario el uso de una armadura complementaria o matriz compuesta de un 
material con excelente comportamiento a tracción. 
1.3 Concreto reforzado 
Es un material compuesto de concreto con varillas de acero u otro material, por 
ejemplo, fibras de diferentes clases (Lamus & Andrade, 2015). Eso es debido a que el 
concreto por sí solo es frágil y presenta muy baja resistencia a la tracción, así que este otro 
material con el que se “refuerza”, debe poseer gran resistencia a la tracción. 
El concreto como material de construcción requiere un complemento de sus 
propiedades físicas y mecánicas para enfrentar las exigencias de las solicitudes (Bedoya, 
2017). El concreto es reforzado por medio del uso típico de barras y varillas, estas tienen la 
función de hacer trabajar todo el elemento de forma conjunta y resistir los esfuerzos de las 
cargas, sobre todo por compresión (Amaya & Ramirez, 2019). 
 
 
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CAPITULO 2. MATERIALES DE REFUERZO 
2.1 Varillas de acero 
Se puede considerar que el acero se descubre gracias a un feliz accidente en el siglo 
XIV, pues la actividad de hornos de gran tamaño, que eran usados para pasar de mineral de 
hierro a hierro metálico, conservaba grandes concentraciones de gas, lo que causaba que el 
hierro lo absorbiera generado así la aleación conocida como acero (Angst et al., 2017). Para 
el año 1855 el británico Henry Bessemer tecnifica la producción de acero por medio de la 
inyección de aire en los hornos, considerando también la correcta dosificación del carbono, 
entre 0.08 y 2.1% de la concentración total del material (Beldarrain-Calderón, 2017). 
El acero es una aleación, la combinación de dos o más elementos puros que variando 
sus porcentajes buscan crear sustancias con un mayor grado de utilidad para la actividad 
humana. En su forma más simple, el acero cuenta con la adición de un porcentaje dominante 
de hierro, superior al 97.9% y carbono en proporciones menores, entre 0.08 y 2.1% pero ¿Por 
qué se usa esta aleación? Si bien el hierro posee propiedades interesantes y compone el mayor 
porcentaje de la sustancia, las características fisicoquímicas del acero son mucho más 
atractivas (Gómez & Pérez, 2017; Nakahara, 2017). 
2.1.1 Propiedades del acero 
El acero es un material que es bastante resistente, puede soportar cargas grandes sin 
romperse o deformarse, entonces se podría decir que el acero posee una propiedad de 
resistencia mecánica. presenta comportamientos favorables para la industria de la 
construcción, pues su resistencia a la tracción complementa las propiedades del concreto 
permitiendo así la construcción de elementos que serían débiles a ciertos esfuerzos si 
dependiera solo del concreto. Pese a tener una gran variedad, dependiendo de la aleación y 
su fusión, se pueden enumerar las siguientes propiedades como mínimas y generales para los 
aceros así: 
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Tabla 1. Propiedades de algunos materiales de ingeniería. 
Material 
Módulo de 
elasticidad 
Módulo de 
rigidez 
Razón de 
Poisson 
Peso específico 
(Lb/m3) 
Densidad de la 
masa (Mg/m3) 
Gravedad 
especifica 
MPsi GPa MPsi GPa 
Aleación de aluminio 10,4 71,7 3,9 26,8 0,34 0,1 2,8 2,8 
Cobre al berilio 18,5 127,6 7,2 49,4 0,29 0,3 8,3 8,3 
Latón, bronce 16 110,3 6 41,5 0,33 0,31 8,6 8,6 
Cobre 17,5 120,7 6,5 44,7 0,35 0,32 8,9 8,9 
Hierro fundido gris 15 103,4 5,9 40,4 0,28 0,26 7,2 7,2Hierro fundido dúctil 24,5 168,9 9,4 65 0,3 0,25 6,9 6,9 
Hierro fundido maleable 25 172,4 9,6 66,3 0,3 0,26 7,3 7,3 
Aleaciones de magnesio 6,5 44,8 2,4 16,8 0,33 0,07 1,8 1,8 
Aleaciones de níquel 30 206,8 11,5 79,6 0,3 0,3 8,3 8,3 
Acero al carbono 30 206,8 11,7 80,8 0,28 0,28 7,8 7,8 
Aleaciones de acero 30 206,8 11,7 80,8 0,28 0,28 7,8 7,8 
Acero inoxidable 27,5 189,6 10,7 74,1 0,28 0,28 7,8 7,8 
Aleaciones de titanio 16,5 113,8 6,2 42,4 0,34 0,16 4,4 4,4 
Aleaciones de zinc 12 82,7 4,5 31,1 0,33 0,24 6,6 6,6 
Fuente: Properties of Some Metals and Alloys por The International Nickel 
Company, 1982. 
2.1.2 Debilidades del acero 
Pese a todas sus bondades, el acero sufre de una serie de desventajas, al ser usado 
como elemento estructural se puede ver afectado por grandes incrementos en temperaturas 
causados por eventos extraordinarios como incendios, pues pese a ser elementos ignífugos, 
a medida que su temperatura aumenta, la resistencia disminuye (Ramos et al., 2021). Se 
estima que los incendios pueden alcanzar hasta entre 300 y 600 °C, razón por la cual, para 
evitar deformaciones, requiere el uso de protección térmica (Bajaña & Molina, 2020). 
La longitud de los elementos estructurales puede causar deformaciones producto de 
los esfuerzos y las largas secciones, el acero está sujeto a pandeo, pudiendo presentar altas 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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deformaciones, lo que hace necesario el uso de secciones en el sentido largo del esfuerzo 
para restringir este efecto (Mesa, 2021). 
 Quizás la mayor debilidad del acero es la corrosión, ocurrida cuando el hierro en el 
acero reacciona a la humedad que contiene oxígeno, produciendo así una capa de material 
superficial con propiedades inferiores y ningún atractivo para la construcción (Ali et al., 
2020). El óxido de hierro tiene un volumen mayor al hierro o acero, razón por la cual una 
varilla oxidada ocupa una mayor sección que una varilla saludable, contrariamente 
presentando una disminución en sus propiedades mecánicas. 
2.1.3 Concreto reforzado con varillas de acero 
Lo que en la actualidad se conoce como concreto reforzado, combina las propiedades 
de resistencia y durabilidad del concreto con la capacidad de flexión y tensión del acero, este 
se ha convertido en el material preferido por constructores y consumidores alrededor del 
mundo (Manso, 2019). La sensación de seguridad y robustez de este material en las obras de 
ingeniería y construcción, depende de una serie de factores que, al estar bien distribuidos, 
proporcionan al usuario una percepción de seguridad y bienestar en el sitio, casi tan 
importante como el buen diseño y la salud de la edificación. 
La combinación de dos materiales diferentes y complementarios, da origen a un 
nuevo compuesto con propiedades heredadas de ambos (Manso, 2019). El caso por 
excelencia es el uso del acero como material de refuerzo en el concreto, históricamente este 
material está relacionado con ductilidad y altas resistencias en las diferentes propiedades 
mecánicas, mismas que aportan lo requerido para que las estructuras en concreto sean 
resistentes a las solicitudes. 
Uno de los principios del concreto armado o reforzado con acero, es la compatibilidad 
de deformaciones, pues al deformarse los dos materiales de forma congruente los refuerzos 
se reparten de forma simultánea (Lamus & Andrade, 2015). La compatibilidad de 
deformaciones sumada a la dilatación equivalente, colaboran en un fenómeno conocido como 
doble confinamiento, y es que al estar el acero dentro del concreto este se ve retenido por la 
pasta endurecida, al tiempo que, por efectos de la adherencia concreto-concreto y concreto-
acero, el refuerzo limita los desplazamientos y deformaciones del concreto parcialmente. 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
Página | 21 
 
Esta cualidad confinante a su vez es una forma de protección y resistencia a quizás el 
problema más grande que enfrenta el acero, la corrosión. Este proceso se da gracias al 
ambiente alcalino del concreto y es un fenómeno conocido como pasivación, pero el mismo 
concreto puede acelerar la oxidación si se presenta otro efecto interno conocido como 
carbonatación (Guaya, 2018). 
2.1.1.1 Propiedades del acero como material de refuerzo 
El uso del concreto armado está íntimamente ligado al acero, pues este complementa 
las propiedades mecánicas de la pasta de cemento endurecida mientras que su resistencia la 
tracción suple la debilidad del concreto sin refuerzo, además, la compatibilidad de 
deformaciones entre ambos materiales los hace la pareja ideal para cálculos estructurales. Se 
debe tener en cuenta que, aunque el concreto sea resistente a ambientes con altas 
concentraciones de cloruros, lugares como zonas marinas o sitios afectados por sales de 
deshielo, los cambios en la temperatura y humedad pueden provocar su desgaste y deterioro 
en las estructuras (Guaya, 2018). 
2.1.1.2 Debilidades del acero como material de refuerzo 
Aunque no se pueden desmeritar todos los beneficios que presenta el acero como 
material de refuerzo, también existen una serie de factores a tener en cuenta al contemplar su 
uso, ligados a su composición, al manejo y a su aspecto económico. 
Inicialmente, y considerando el anterior deterioro mencionado, el concreto suministra 
una capa protectora en un entorno alcalino para el concreto en entornos típicos, pero ante el 
desgaste producido de forma inevitable por el medio ambiente, el material suele debilitarse 
disminuyendo su eficacia y por tanto dejando desprotegido al acero (Cos-Gayón et al., 2021). 
Todo converge en reparaciones anuales por más de 100 mil millones de euros a nivel 
mundial, de las cuales, un gran porcentaje pertenece a reparaciones destinadas a problemas 
en la durabilidad de las estructuras hechas en concreto (Garbacz et al., 2015). 
2.1.1.3 Patología del concreto reforzado 
La composición de la pasta de cemento adicionada con agregados está sujeta a una 
serie de afecciones físicas, químicas e incluso biológicas, que alteran sus propiedades 
iniciales deteriorando su funcionamiento y durabilidad. Al ser un compuesto que hereda las 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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propiedades de sus materiales primos, el concreto armado suele ser afectado por las 
patologías del acero y del concreto, razón por la cual no solo las características de estos 
materiales cambian, sino que las propiedades que hacen de su trabajo un conjunto se 
deterioran (Ali et al., 2020; Jawdhari et al., 2020). 
Es quizás la corrosión, la patología más relevante a la hora de analizar la durabilidad 
de una estructura hecha en concreto armado, caracterizada por una pérdida de adherencia 
entre el concreto y el acero, lo que desfavorece a la compatibilidad de deformaciones. La 
unión entre el acero y el concreto es muy fuerte pero sujeta a un equilibrio delicado, el 
concreto puede verse fisurado o agrietado producto de la expansión por corrosión del acero, 
misma que causa disminuciones en la sección efectiva de refuerzos y la anteriormente 
mencionada pérdida de adherencia (Alas, 2019). 
La reacción química que ocurre cuando el acero es bombardeado por el oxígeno de 
diferentes fuentes ambientales produce una variación en las propiedades del material, 
alterando su composición química y sus propiedades físicas y mecánicas en las zonas 
expuestas (L. Buitrago & Pérez, 2021). La corrosión ocurre cuando el oxígeno del ambiente, 
que generalmente se encuentra en forma de humedad, interactúa con el hierro del acero, 
causando la producción de herrumbre y por tanto oxidación. 
Los problemas relacionados a la corrosión, mismos que quitan todo su atractivo para 
la industria dela construcción, se pueden resumir en la disminución de la sección efectiva 
del acero, pérdida de adherencia y la expansión de la sección de refuerzo. 
El primer inconveniente, la pérdida de sección efectiva, cuenta con dos matices, el 
primero es que, al cambiar la composición química del acero por la afección del oxígeno, las 
propiedades físicas y mecánicas del material resultante son muy débiles, razón por la cual, la 
cuantía de acero, estimada por los cálculos de ingeniería para dicha sección disminuyen, lo 
que desmejora el trabajo (Pichardo & Tovar, 2020). La segunda afección importante es la 
pérdida de adherencia, que ocurre cuando, la matriz entre concreto y acero se ve permeada 
por la capa de material oxidado, causa una película deslizante y deteriora de forma progresiva 
la compatibilidad de deformaciones entre los dos materiales (Carrillo et al., 2017). 
La combinación de los dos fenómenos anteriores causados por la corrosión, producen 
y se complementan con un tercero, la expansión de la sección de refuerzo, y es que al 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
Página | 23 
 
disminuir la sección efectiva esta se cambia por una de mayor volumen producida por el 
óxido, misma que trabaja como película deslizante que deteriora la adherencia (Volpi, 2017). 
Este fenómeno es tan dañino que internamente puede destruir la sección y sobre todo los 
recubrimientos del concreto, acelerando el proceso de corrosión y masificando la patología 
en el acero contaminado. 
2.1.1.4 Alto costo 
El acero es uno de los materiales más usados en la construcción, según la Asociación 
Mundial del Acero, en 2020 la demanda mundial de acero bruto fue de aproximadamente 
1.881 millones de toneladas (The World Steel Association, 2022). Durante la última década 
se estima una producción de acero crudo en América Latina de aproximadamente 65 millones 
de toneladas al año para el año 2017, con un crecimiento estimado entre el 1 y el 4% 
anualmente (ANDI & Comité Colombiano de Productores de Acero, 2018). El promedio 
mundial anual gastado en reparaciones por la utilización del acero, es de aproximadamente 
más de 100 mil millones de euros (Garbacz et al., 2015). 
En Colombia, la producción de acero ha tenido fluctuaciones en los últimos años, 
pero en general se ha mantenido estable en torno a las 1,2 – 1,4 millones de toneladas anuales 
en el período de 2017 a 2020 (ANDI & Comité Colombiano de Productores de Acero, 2018, 
2020). Lo anterior sumado a la demanda inclemente de la guerra comercial entre EEUU y 
China, ha disparado el valor del acero para la construcción, por kg para el año 2021 alrededor 
de 5.000 COP, cifra exagerada teniendo en cuenta que para 2017 los valores oscilaban los 
2.700 COP por kg (El Tiempo, 2021). 
2.2 Materiales alternativos de refuerzo 
Todas las debilidades relacionadas al acero, sumadas a las posibles inclemencias 
ambientales y exigencias de algunas estructuras, como puertos marítimos y demás, ha hecho 
la búsqueda de alternativas al refuerzo de las estructuras. 
2.2.1 Varillas de fibras 
Uno de los materiales que se han usado como sustituto o complemento para reforzar 
el concreto, son las varillas de fibras (FRP, por sus siglas en ingles), la cuales están 
compuestas de fibras y resinas poliméricas que se moldean y endurecen en la forma deseada, 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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buscando propiedades como resistencia a la tracción, resistencia a la corrosión, mayor 
durabilidad, mayor resistencia a la fatiga, etc. Existen varios tipos, pero las más conocidas y 
utilizadas son: 
2.2.1.1 Aramida 
Las varillas de fibras de aramida son obtenidas por medio de procesos de extrusión y 
pultrusión. Lo interesante de estas es que son resistentes a las deformaciones bajo carga ya 
que las fibras de aramida presentan alta rigidez. 
Cabe destacar que las fibras de aramida se clasifican según la rigidez que poseen, 
pues en disponibilidad se consiguen con módulos de elasticidad de 70 y 130 GPa, siendo 
respectivamente fibras de aramida de bajo y alto módulo (Mardones et al., 2018). Al ser tan 
cristalinas, estas son extremadamente resistentes a la tracción, quintuplicando la resistencia 
específica del acero a este esfuerzo, además presentan un alto módulo de elasticidad y baja 
elongación hasta la rotura (Garcés, 2022). Adicionalmente, son resistentes a los impactos, 
con una alta disipación de energía, son resistentes al fuego y a la mayoría de ataques 
químicos, pero débiles a ácidos fuertes (Mardones et al., 2018). 
 
Figura 1. Varillas de fibra de aramida. 
Fuente: https://www.sireggeotech.it/es/ingenieria-civil/restauracion-monumentos-
edificios-danados/barre-in-fibra-aramidica-arapree/ 
Desafortunadamente, las fibras de aramida son débiles a la temperatura, se ha 
descubierto que la degradación térmica puede comenzar encima de los 300°C; y a la 
humedad, es por esto que se han realizado estudios donde se ha encontrado que las varillas 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
Página | 25 
 
de fibras de aramida que son expuestas a humedad pueden sufrir una disminución en la 
resistencia a la tracción y flexión, así como perdida de adherencia al concreto (Vara Prasad 
& Talupula, 2018; Zhou et al., 2020). 
2.2.1.2 Carbono 
Inicialmente la fibra de carbono fue concebida en la construcción como una 
herramienta para reparación de elementos estructurales afectados y comprometidos, 
fungiendo como alternativa al convencional encamisado de columnas, vigas, nodos entre 
otros (Cos-Gayón et al., 2021). Estas tienen alta resistencia a la tracción, son bastante rígidas 
y tienen baja densidad, así que tienen una alta relación resistencia-peso (Maldonado & Durán, 
2013). 
La fabricación de las varillas de fibra de carbono se da en un proceso de impregnación 
y curado usando las fibras de carbono y resina epoxi, para que sea un material de alta calidad 
es importante llevar a cabo en la fabricación, la eliminación de burbujas de aire y la 
impregnación de la resina en las fibras de carbono (ElSafty et al., 2014; Kromoser et al., 
2019). Una de sus desventajas es que su producción es más difícil por la complejidad del 
acceso al material (Gudonis et al., 2014). 
 
Figura 2. Varillas de fibra de carbono. 
Fuente: https://afzir.com/en/products/carbon-rebar/ 
2.2.1.3 Basalto 
Las varillas de fibra de basalto se producen utilizando una técnica de fabricación que 
implica la extrusión de filamentos de basalto a través de una matriz. Una vez formados los 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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filamentos, se aplican capas de una resina y se someten a un tratamiento térmico a alta 
temperatura para obtener las varillas (Dhand et al., 2015). 
Estas varillas tienen alta resistencia a la tracción y abrasión, ya que el basalto es una 
roca volcánica que presenta una combinación de minerales, como la plagioclasa, la piroxena 
y la olivina. Aunque es importante mencionar que existe una limitación del tamaño en la 
fabricación y la disponibilidad de estas, ya que son más difíciles de fabricar y de conseguir 
(Ali et al., 2020; Fiore et al., 2015). 
 
Figura 3. Varillas de fibra de basalto. 
Fuente: https://beyondmaterialsgroup.com.au/basalt-rebar-the-future-of-
reinforcement/ 
2.2.1.4 Vidrio 
Las varillas de fibra de vidrio, también llamadas GFRPB o Glass Fiber Reinforced 
Polymer Bars, son unas varillas compuestas de fibra de vidrio y una matriz polimérica o 
resina. Tienen muchas ventajas, una de ellas es que resultan convenientes en construcciones 
que se encuentran en ambientes altamente corrosivos. Presentan una resistencia a la tracción 
de más o menos el doblede la que tienen las varillas de acero y bajo costo (Kompozit 21, 
2018). 
Según (Arango & Zapata, 2013) la fibra de vidrio es uno de los refuerzos más 
utilizados ya que es fácilmente hilable en fibras de alta resistencia, de todas las fibras, es una 
de las que esta fácilmente disponible y gracias a la variedad de fibras de vidrio, hay una gran 
variedad de técnicas de fabricación de materiales compuestos. 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
Página | 27 
 
 
Figura 4. Varillas de fibra de vidrio. 
Fuente: https://www.roechling.com 
2.3 Propiedades físicas y mecánicas de las varillas de fibras y acero. 
Se presenta un cuadro comparativo de las varillas de fibras y las varillas de acero. 
Tabla 2. Propiedades físicas y mecánicas de las varillas de fibras y las de acero. 
 Resistencia 
tracción (MPa) 
Módulo 
elasticidad (GPa) 
Densidad 
Resistencia 
corrosión 
Ductilidad Durabilidad Referencia 
Varillas 
de acero 
460 200 Alta Media Alta Media (Tobbi et al., 2012) 
483- 690 200 Alta Media Media alta Media (Hinostroza, 2021) 
483- 600 200 Alta Media Media alta Media (Lascano, 2021) 
Varillas 
de fibra 
de vidrio 
1000-1312 60-65.6 Baja Media Baja Media alta (Arczewska et al., 2021) 
485-1586 35-51 Baja Alta Media baja - (Nanni et al., 2014) 
700-1200 40-60 Baja Alta Media baja Alta (Al Najmi, 2020) 
1237-1315 60-62.5 Baja Alta Media Media (O. AlAjarmeh et al., 2022) 
Varillas 
de fibra 
de 
aramidas 
1720-3620 41–175 Baja Alta Baja Media (Abbood et al., 2021) 
3000-4100 55-143 Baja Alta - - 
(Vara Prasad & Talupula, 
2018) 
1723-2537 41.3-125.5 Baja - Baja - (Nanni et al., 2014) 
1000-2500 41-125 Baja Alta - - (Kromoser et al., 2019) 
Varillas 
de fibra 
de 
carbono 
600-3500 120-580 Baja Alta - Alta (Kromoser et al., 2019) 
600–3920 37–784 Baja Alta Baja Media (Abbood et al., 2021) 
600-3690 120-580 Baja Media - Media (Garbacz et al., 2015) 
599-3688 109-579 Baja - Baja - (Nanni et al., 2014) 
Varillas 
de fibra 
de 
basalto 
1035-1650 25-59 Baja Media - Media (Garbacz et al., 2015) 
600–1500 50–65 Baja Alta Baja Media (Abbood et al., 2021) 
972-1481 34-47 - Alta Baja Alta (Elgabbas et al., 2016) 
1048-1152 46.8-47.3 Baja Alta Baja Alta (Mai et al., 2023) 
Fuente: Autor. 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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Las varillas de fibra de vidrio, basalto, carbono y aramidas demuestran una resistencia 
a la tracción comparable a las varillas de acero. No obstante, las varillas de carbono suelen 
exhibir la resistencia más alta, seguidas por las de fibra de aramidas y fibra de vidrio. En 
contraste, las varillas de acero se caracterizan por un módulo de elasticidad elevado, lo que 
les confiere una mayor rigidez en comparación con las varillas de fibras. Las varillas de 
carbono presentan el módulo de elasticidad más alto, lo que las hace más rígidas, seguidas 
por las varillas de aramidas, fibra de vidrio y basalto, que poseen módulos de elasticidad más 
bajos. 
Tanto las varillas de fibra de carbono como las de aramidas se destacan por su notable 
ligereza en comparación con las varillas de acero, lo cual las convierte en opciones atractivas 
cuando se busca reducir el peso de las estructuras. Además, las varillas de vidrio y basalto 
también presentan una densidad inferior a la de las varillas de acero, aunque ligeramente 
superior a la de las varillas de carbono y aramidas. En cuanto a la resistencia a la corrosión, 
en general, las varillas de fibra se presentan como una alternativa a la corrosión que suele 
afectar al acero en ambientes agresivos. Por último, es importante mencionar que las varillas 
de acero exhiben una ductilidad superior en comparación con las varillas de fibras. Esta 
característica implica que las varillas de acero tienen una mayor capacidad para deformarse 
antes de fallar, lo cual puede ser beneficioso en diversas situaciones de carga. 
 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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CAPITULO 3. VARILLAS DE FIBRA DE VIDRIO 
3.1 Perfil histórico de las varillas de fibra de vidrio 
La fibra de vidrio inicialmente se usó y se mostró como elemento textil en un desfile 
de modas a finales del siglo XIX. No fue sino hasta la década de 1930 que la empresa Owens-
Corning comenzó a fabricar y comercializar los llamados polímeros orgánicos reforzados 
con fibras de vidrio, siendo así la primera en hacerlo (Deepak et al., 2018; Drishya & Rajesh, 
2016; Mäder, 2017). 
Ya en la década de 1940, los GFRP se desarrollaban principalmente para la industria 
naval y aeroespacial, sobre todo en la segunda guerra mundial, luego para la industria 
petroquímica y la automotriz, donde presentaron mayor durabilidad en ambientes agresivos, 
además de que el material era muy ligero (Correia, 2015). Todo esto trajo consigo que en la 
década de 1960 fuese considerado de interés para la industria de la construcción, como 
elemento de refuerzo para el concreto (Martínez et al., 2019). 
 Claramente el proceso de fabricación de las varillas GFRP ha cambiado mucho si se 
compara con sus inicios. Anteriormente se producían fibras discontinuas, lo que es 
entendible ya que el proceso era manual y laborioso, esto determinaba una serie de 
características para el producto. A medida que la tecnología fue avanzando, el proceso se 
volvió más automatizado y eficiente, hoy en día se producen fibras continuas y gracias a ello 
se han mejorado las propiedades de las varillas (Li & Watson, 2021; Mäder, 2017). 
Hoy en día se puede evidenciar que la producción de varillas de fibra de vidrio está 
en constante crecimiento, ya que uno de los retos más grandes de la ingeniería civil es 
intentar minimizar los costos de mantenimiento y reparación de las estructuras construidas 
con materiales tradicionales, lo que ha generado que los fabricantes de las varillas GFRP no 
se encuentren solamente en América del Norte o Europa, como antes, sino que se han 
expandido a otras regiones del mundo, con el objetivo de suplir la demanda (Correia, 2015). 
3.2 Proceso de fabricación de las varillas de fibra de vidrio 
En general, todas las varillas de polímero reforzado con fibra, se encuentran 
constituidas por dos elementos básicos: la fibra, que se encarga del desempeño mecánico y 
la matriz polimérica, que garantiza la transferencia y distribución de todas las cargas (tanto 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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internas como externas). Existen otros elementos como los aditivos, pero estos se utilizan 
para mejorar alguna propiedad o parámetro en concreto (Correia, 2015). 
Para hablar de las varillas GFRP debemos analizar en primera instancia su 
componente, la fibra de vidrio. El elemento principal es una matriz de filamentos de dióxido 
de silicio (SiO2), filamentos de diámetros extremadamente pequeños entre 4 y 30 micras 
(Fergani, 2017). Según (Huillcaya, 2019) dependiendo de sus componentes, las fibras de 
vidrio pueden ser: 
o Vidrio A (A-Glass): vidrio cálcico, con contenido mínimo o nulo de boro. 
o Vidrio AR (AR-Glass): vidrio de circonio, resistentes al álcali de cemento. 
o Vidrio C (C-Glass): vidrio sódico cálcico con un alto contenido de óxido de boro. 
o Vidrio D (D-Glass): vidrio borosilicato. 
o Vidrio E (E-Glass): vidrio de aluminio borosilicato, con concentraciones de óxidos 
alcalinos menores al 1%. 
o Vidrio E-CR (E CR-Glass): vidrio con silicato alumínico cálcico, con concentraciones de 
óxidos alcalinos menores al 1%. 
o Vidrio R (R-Glass): vidrio aluminosilicato sin óxido de magnesio y óxido de calcio. 
o Vidrio S (A-Glass): vidrio aluminosilicatos con alto contenido de óxido de magnesio sin 
óxido de calcio. 
El segundo componente, el polímero(o termo polímero), que frecuentemente es 
resina de epoxi, poliéster o viniléster, tiene buena capacidad de impregnación de fibras y de 
adhesión (Fergani, 2017). La resina epoxi, reacciona con ciertos agentes endurecedores, 
generando un polímero termoestable, con buenas propiedades físicas, químicas y mecánicas, 
además de un buen comportamiento térmico (Mazón, 2018). El poliéster por su parte, es un 
tanto más conocido, consecuencia de cadenas pesadas provenientes del petróleo, es tan 
común como el mismo PET o polietileno tereftalato. 
Luego, en la rama de los refuerzos estructurales, la combinación de los polímeros 
junto con las fibras de vidrio, da origen a los elementos conocidos como compuestos. Un 
polímero reforzado con fibras o FRP, es una matriz polimérica conformadas por dos o más 
materiales que, de forma individual, sus características no son suficientes ni aprovechables 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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para una actividad en específico, pero en conjunto, gracias a la adherencia y el trabajo 
simultáneo, adquiere las virtudes necesarias para tal función (Lascano, 2021). 
El proceso de fabricación de las varillas de fibra de vidrio, así como sus tipos y 
características, es muy variado pues existen técnicas como el bobinado de filamentos, la 
compactación al vacío, el modelado en bolas, la pultrusión, la extrusión y algunas otras, se 
suele elegir de acuerdo al tipo de compuesto que se necesite, algunos procesos toman más 
tiempo que otros, algunos son más costosos que otros (Lascano, 2021). Es importante tener 
en cuenta que las varillas GFRP que típicamente son usadas como refuerzo para el concreto 
son hechas por el método de pultrusión (Fergani, 2017). 
El proceso de pultrusión consta de cuatro etapas, la primera es donde se dispone el 
material de refuerzo, para este caso la fibra de vidrio, luego en la segunda etapa se baña con 
resina las fibras con el fin de impregnarlas. Posteriormente las varillas recién formadas son 
dotadas con corrugaciones en el tercer paso, y en el cuarto paso son envueltas de forma 
helicoidal para darles el acabado requerido o deseado (Angst et al., 2017). 
 
Figura 5. Vista general de la producción de varillas GFRP. 
Fuente: Reinforced Concrete with FRP Bars: Mechanics and Design, Nanni et al., 
2014 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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El quinto paso es opcional y consiste en la adicción de arena curada con el fin de 
mejorar la adherencia de la varilla, el sexto paso es la polimerización de la resina pasado la 
varilla por un túnel de curado, donde si se requiere una varilla de alta resistencia se utiliza la 
resina vinilester, por sus propiedades resistentes a la corrosión y a la fatiga. Por último, las 
varillas son levemente pulidas y cortadas a medida (Correia, 2015). 
 
3.3 Propiedades físicas y mecánicas de las varillas de fibra de vidrio 
Las varillas GFRP han compuesto una alternativa al refuerzo convencional de acero, 
principalmente por sus características resistentes a ataques químicos y ambientales, pero no 
son los únicos atractivos que la convierten en una selección viable para los constructores. A 
continuación, se mencionan algunas de las propiedades físicas y mecánicas que poseen estas 
varillas: 
3.3.1 Resistencia a la tracción 
La principal ventaja que siempre se menciona a la hora de hablar de las varillas de 
fibra de vidrio es su resistencia a la tracción, esta alcanza a ser tres veces superior a la del 
acero, y justamente se hace énfasis en ella porque las varillas no presentan comportamiento 
plástico antes de la falla, entonces saber que el valor de la resistencia puede ser muy alto en 
comparación con otros materiales, es muy importante en este caso. 
Cabe señalar que este valor no siempre es parecido, esta propiedad puede variar con 
el diámetro de las varillas, y aunque cada fabricante produce una varilla distinta (esto depende 
del proceso de fabricación), se ha evidenciado que cuando el diámetro aumenta, la resistencia 
a la tracción se ve reducida. De igual manera se menciona que este valor puede oscilar entre 
los 850 a 1100 MPa (American Concrete Institute, 2015). 
3.3.2 Resistencia a la compresión 
La resistencia a la compresión de los materiales es de suma importancia para los que 
están destinados a su uso como refuerzo, de esta forma, deben cumplir como mínimo con la 
resistencia a la compresión del concreto para no componer un factor de debilidad en la 
sección de la armadura. 
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del concreto reforzado 
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Las varillas de fibra de vidrio cuentan con una resistencia a la compresión nada 
despreciable, su trabajo está entre el 40% y el 60% de la resistencia a la tracción (Poma, 
2021). Algunos estudiosos del tema recomiendan el uso de elementos complementarios para 
la mejora del comportamiento a compresión de las varillas y el trabajo en conjunto. 
3.4.1 Resistencia a la corrosión 
Esta propiedad es otra ventaja importante, sobre todo para las estructuras que se 
encuentran en ambientes donde fácilmente el acero puede ser corroído. Existen varillas de 
algunos tipos de fibras que son más resistentes a la corrosión que otras, como se mención en 
el inciso anterior, esto según las necesidades del proyecto. Sin embargo, no hay que dejar de 
lado que los defectos en la superficie de las varillas que se encuentran en estos ambientes, 
pueden generar corrosión (American Concrete Institute, 2015). 
3.3.3 Módulo de elasticidad 
En las varillas GFRP, el módulo de elasticidad, siendo una medida de resistencia a la 
deformación elástica cuando esta se somete a una carga o tensión, deja ver lo mencionado 
anteriormente. Este valor es bajo en comparación al acero, por lo general puede ir de 35 a 60 
GPa (American Concrete Institute, 2015; Aritec S.A., 2019a). 
3.3.4 Rigidez 
Este parámetro, al igual que la resistencia a la tracción, puede variar por diferentes 
razones, como la fibra de vidrio utilizada, la orientación de las fibras en la varilla, el tipo de 
resina utilizada y otros factores, pero se puede mencionar que este es menor al del acero. 
3.3.5 Durabilidad 
La durabilidad de las varillas de fibra de vidrio está ligada a los diferentes parámetros 
y los cambios que estas puedan presentar, como resistencia, rigidez y principalmente el 
entorno donde se encuentran instaladas. Si están expuestas en un ambiente que puede influir 
negativamente en ellas, como humedad, rayos UV, soluciones salinas, alcalinas, acidas, la 
durabilidad puede verse afectada. Actualmente se sigue estudiando este parámetro en 
diferentes ambientes, con el objetivo de tener información más amplia de las varillas GFRP 
a largo plazo. 
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del concreto reforzado 
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3.3.6 Densidad 
Las varillas de fibra de vidrio son mucho más livianas que las varillas de acero 
convencional. En resumen, tienen una densidad que va desde 1.2 a 2.1 g/cm3, lo que significa 
que es de 4 a 6 veces menor que la del acero (American Concrete Institute, 2015). 
3.4 Varillas de fibra de vidrio en el mercado 
Existen varios tipos de varillas de diferentes fibras de vidrio disponibles en el 
mercado, estas se disponen de acuerdo a las capacidades o parámetros más necesitados. Las 
más utilizadas son: las que contienen fibra de vidrio E, son las más convencionales y suelen 
ser un 80% de los productos comercializados, ya que combinan la mayoría de las propiedades 
que se necesitan en una estructura de concreto reforzada; las de fibra de vidrio S que tienen 
mayor resistencia que las anteriores, pero son mucho más costosas; las de fibra de vidrio AR 
que son buenas para la industriaquímica (Correia, 2015; Li & Watson, 2021). 
Tabla 3. Diámetro, resistencia y área de varillas GFRP de refuerzo disponibles en 
el mercado colombiano, grado 46. 
Grado 46 ASTM D7205 
N° mm In mm2 MPa Ksi 
#2 6,65 1/4 32 1000 145 
#3 9,49 3/8 71 1000 145 
#4 12,56 1/2 129 1000 145 
#5 15,61 5/8 199 1000 145 
#6 18,52 3/4 284 1000 145 
#7 21,71 7/8 387 950 137,8 
#8 24,66 1 510 850 123,3 
Fuente: Aritrec, 2019. 
Tabla 4. Diámetro, resistencia y área de varillas GFRP de refuerzo disponibles en 
el mercado colombiano, grado 60. 
Grado 60 ASTM D7205 
N° mm In mm2 MPa Ksi 
#2 6,65 1/4 32 1100 159,5 
#3 9,49 3/8 71 1100 159,5 
#4 12,56 1/2 129 1100 159,5 
#5 15,61 5/8 199 1100 159,5 
#6 18,52 3/4 284 1100 159,5 
#7 21,71 7/8 387 1100 159,5 
#8 24,66 1 510 1100 159,5 
Fuente: Aritrec, 2019. 
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del concreto reforzado 
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3.5 Debilidades de las varillas de fibra de vidrio 
Aunque las varillas de fibra de vidrio tengan muchísimas ventajas, es menester 
mencionar varias debilidades. Estas varillas presentan un módulo de elasticidad y rigidez 
menor que las varillas de acero (Adam et al., 2015; Osorio, 2020). Así mismo, la resistencia 
a la compresión es menor, lo que lleva a no recomendarlas en columnas o miembros a 
compresión (Correia, 2015). 
Cabe considerar el comportamiento elástico lineal hasta la rotura de las varillas 
GFRP, es decir, no son dúctiles como el acero, no alcanzan a fluir y hay colapso frágil, 
aunque sabemos que estas ofrecen una resistencia a la tracción superior a la del acero. 
Igualmente se menciona que la resistencia de las varillas de fibras en general puede variar 
con el diámetro, particularmente en las GFRP. 
Tabla 5. Valores de módulo de elasticidad y resistencia a la tracción de varillas de 
fibra de vidrio, de distintos fabricantes y tipos de varilla. 
Tipo de 
varilla 
No. 
Varilla 
Módulo de 
elasticidad (GPa) 
Resistencia a la 
tracción (MPa) 
Referencia 
Recta #5-#6 47.6-48.2 728-751 
(Tobbi et al., 2012) 
Doblada #4 44 400-640 
Recta #4-#5 60-65.6 560-1000 
(Arczewska et al., 2021) 
Doblada #4-#5 41-50 230-700 
Recta #4-#5 39-56 764.7-1311.8 (Jarek & Kubik, 2015) 
Recta #4-#5 48-60 1045-1482 (Rosa et al., 2021) 
Recta #4-#5 63.4-64.5 1327-1424 (Miàs et al., 2013) 
Doblada #2-#3-#4 41.6-42.8 620-760 (Al-Sunna et al., 2012) 
Recta #4-#5-#6 42.5-62.7 758-1175 (Khorramian & Sadeghian, 2019) 
Recta #3-#5-#6 60-62 1237.4-1315 (O. S. AlAjarmeh et al., 2019) 
Doblada #3-#4 32.67-33.81 347-407 (Issa et al., 2011) 
Fuente: Autor. 
En la tabla 4 se presentan algunos valores de módulo de elasticidad y resistencia a la 
tracción de varios fabricantes de varillas de fibra de vidrio, tanto varillas rectas como 
dobladas. En el segundo caso se nota la disminución de la resistencia a la tracción, esto se da 
en el proceso de fabricación donde se pierde un gran porcentaje de la resistencia gracias a la 
concentración de esfuerzos. En todos los casos se tuvo que, a mayor diámetro, el módulo de 
elasticidad y la resistencia a la tracción tiende a disminuir. 
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del concreto reforzado 
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Se debe tener especial cuidado en qué ambientes son utilizadas, ya que por una parte 
son susceptibles a temperaturas elevadas (ver figura 6), debido a los procesos de degradación 
térmica que experimentan los materiales que las constituyen (Rosa et al., 2021). Por otro 
lado, aunque no se corroen de la misma manera que el refuerzo de acero convencional, sus 
propiedades físicas y mecánicas son propensas a degradación después de la exposición a una 
variedad de ambientes agresivos (Fergani, 2017). 
 
 
Figura 6. Falla a tensión en altas temperaturas, de dos tipos de varilla GFRP. 
Fuente: Experimental study of the tensile behaviour of GFRP reinforcing bars at 
elevated temperaturas, Rosa et al., 2021 
Por último, es importante señalar la falta de información de este material, en temas 
como la durabilidad, estándares de diseño, método de diseño poco común, historial de 
rendimiento a largo plazo. 
3.6 Patologías en las varillas de fibra de vidrio 
Aunque las varillas GFRP son unas de las mejores alternativas al acero convencional 
y no es tan común que sufran daños o fallas que puedan afectar la estabilidad, funcionalidad 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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y seguridad de la estructura donde se usen, no significa que estén exentas. A continuación, 
se mencionan las patologías más frecuentes que podrían ocurrir en el uso de este material. 
Aunque las varillas de fibra de vidrio son resistentes a la corrosión, existen algunas 
condiciones como ácidos fuertes o álcalis, que pueden corroer y debilitar el material. Cabe 
aclarar que esta situación no se presenta de la misma manera que en el acero convencional, 
la varilla no se oxida como tal, pero se pueden producir deformaciones en la superficie que 
permitan la entrada de agua u otros contaminantes (Brown, 2016). 
Por otro lado, se encuentra la delaminación, que ocurre cuando las capas de la fibra 
vidrio se separan, puede ocurrir por mala fabricación o exposición a ambientes húmedos o 
alcalinos (Ortiz et al., 2023). Así mismo, la exposición a la luz solar y rayos UV es probable 
que genere degradación en la matriz polimérica y ocurre lo mismo que en el caso de la 
corrosión, en el momento que la superficie no se encuentra en su estado optimo, podrían 
producirse ataques de agentes ambientales (Ortiz et al., 2023; Syamsir et al., 2019). 
 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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CAPITULO 4. CONCRETO REFORZADO CON VARILLAS GFRP 
4.1 Antecedentes 
El concreto reforzado ha sido utilizado en la construcción de estructuras por su alta 
resistencia y durabilidad. Sin embargo, la corrosión de las varillas de acero ha sido un 
problema común que afecta su rendimiento y vida útil. En este contexto, las varillas de fibra 
de vidrio han surgido como una alternativa prometedora para reemplazar las varillas de acero 
en el refuerzo del concreto. 
Se realizó una revisión bibliográfica exhaustiva de las fuentes más relevantes, 
incluyendo artículos científicos, tesis, normas técnicas e informes técnicos. Se utilizaron 
palabras clave relacionadas con el tema para llevar a cabo la búsqueda. 
4.1.1 Internacionales 
El uso de varillas de fibra de vidrio como refuerzo en el concreto ha sido objeto de 
investigación en varios países. 
(Tobbi et al., 2012) realizaron un estudio experimental acerca de la resistencia y el 
comportamiento de columnas de concreto reforzadas con varillas GFRP, en él se hicieron 
pruebas de carga, se tuvo la misma sección con diferentes distribuciones de refuerzo y 
espaciamientos. Se obtuvo que la capacidad de carga de las columnas reforzadas con varillas 
GFRP fue mayor que las reforzadas con acero en algunas configuraciones de refuerzo, 
además, después de que la cubierta del concreto se desprendió, se registraron aumentos de 
resistencia y ductilidad para los elementos reforzados con varillas GFRP correctamente 
confinados. 
En el artículo de (Al-Salloum et al., 2013) probaron el comportamiento de la nueva 
generación de varillas GFRP luego de ser sometidas a diez condiciones ambientales durante 
6, 12 y 18 meses, los ambientes incluyeron exposición a agua corriente del grifo y agua de 
mar a dos temperaturas (ambiente y 50 °C), agua de mar seca/húmeda, solución alcalina y 
condición caliente-seca a 50 °C. Los resultados mostraron que, a 50 °C, el agua del grifo y 
la solución alcalina fueron los que más afectaron las varillas, también que las varillas 
probadas en este estudio tenían una mejor resistencia a la alcalinidad y al agua encomparación con la mayoría de las varillas GFRP en la literatura. 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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(Adam et al., 2015) estudiaron el comportamiento a flexión de diez vigas de concreto 
reforzado con varillas GFRP y una con acero, los resultados de la prueba revelaron que, al 
aumentar la relación de refuerzo, los anchos de fisura y la deflexión en la mitad del claro se 
disminuyeron significativamente, así como la carga última aumentó en un 47% y un 97%. 
(Yan et al., 2016) hicieron una revisión general para observar los factores que afectan 
el comportamiento de la unión de varillas GFRP y concreto, y la durabilidad asociada, en la 
cual se concluyó que la adherencia tiene relacion directa con la resistencia del concreto, el 
recubrimiento y el tamaño de la varilla. 
En la investigación de (Ali et al., 2017) se probaron bajo carga de corte, seis vigas 
circulares de concreto reforzado con varillas GFRP y una con acero, se investigaron los 
efectos de la relación de refuerzo en espiral y módulo de elasticidad, se obtuvo que el 
comportamiento de la falla al cortante y la resistencia de las vigas reforzadas con varillas 
GFRP fue similar a la reforzada con acero, así mismo, la resistencia al corte de las muestras 
ensayadas aumentó un 61% ya que se pasó de 0,25 a 0,79 la relación de refuerzo en espiral 
de GFRP. 
(O. S. AlAjarmeh et al., 2019) realizaron pruebas a las varillas de fibra de vidrio con 
un método nuevo, con el objetivo de analizar las propiedades a compresión de estas, se 
utilizaron relaciones de esbeltez (2, 4, 8 y 16) y diámetros diferentes (9,5, 15,9 y 19,1 mm), 
con alto módulo de elasticidad (60GPa). Los resultados mostraron que el aumento en el 
diámetro de la barra aumenta el pandeo de las microfibras y disminuye la relación de 
resistencia a la compresión y a la tracción. 
(Rosa et al., 2021) hicieron un estudio experimental y analítico de los efectos de las 
altas temperaturas en la resistencia a la tracción, módulo de elasticidad y modos de falla de 
las varillas GFRP, para esto utilizaron cuatro tipos, proporcionadas por diferentes fabricantes, 
por lo que presentaban varios tipos y proporciones de materiales. Los resultados obtenidos 
demuestran que la resistencia a la tracción se ve mucho más afectada por temperaturas 
elevadas que el módulo de elasticidad, en algunos tipos de varillas, a los 100°C se ve una 
reducción entre el 6 y 35% de la resistencia, en otras, a los 150°C la reducción es entre 22 y 
28%, a 300°C ya se encuentra por encima del 50% y a 715°C es superior al 95%, mientras 
que el módulo de elasticidad a los 300°C puede verse reducido entre 3 y 23%. 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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En la tesis de (Poma, 2021) se estudió el comportamiento de las vigas reforzadas con 
varillas GFRP mientras se comparaba con las reforzados con acero. Los resultados arrojan 
una mayor resistencia ultima a la tracción de los elementos reforzados con varillas GFRP, 
superando entre 2 y 2.5 veces la resistencia de los reforzados con acero; para las 
deformaciones y deflexiones, en vigas reforzadas con acero fueron de apenas un tercio y 1.7 
veces menor, respectivamente, de las presentadas en las vigas reforzadas con varillas GFRP. 
(O. AlAjarmeh et al., 2022) investigaron los efectos de altas temperaturas (de 23 a 
140°C) a compresión en las varillas de fibra de vidrio, se utilizaron varias relaciones de 
esbeltez (4, 8 y 16) con solo un diámetro (9,5 mm). Se obtuvo que la relacion de esbeltez 
cambió el tipo de falla, las varillas conservaron mayormente la resistencia a la compresión a 
temperaturas menores de 60°C, a partir de ahí empezó a disminuir, a los 140°C la resistencia 
a la compresión era del 20% sin importar la esbeltez. 
4.1.2 Nacional 
(B. Buitrago, 2020) se dedicó a estudiar el comportamiento a flexión de losas de 
concreto reforzado con varillas GFRP, diseñó teniendo en cuenta la NSR-10 y construyó 
cinco losas de dimensiones iguales, cuatro de ellas con varillas GFRP (variando la cuantía) 
y una de ellas reforzada con acero. Para los ensayos, creó una zona de flexión pura y dos de 
flexo-cortante, obtuvo que las losas con varillas GFRP presentaron mayor momento último 
en comparación con la de acero y el comportamiento a flexión fue el esperado, hubo altas 
deflexiones, aunque las varillas se recuperaron un poco después de ser descargadas. 
(L. Buitrago & Pérez, 2021) determinaron la longitud mínima de traslapo ensayando 
10 viguetas de concreto reforzadas con varillas GFRP, esta corresponde a 200mm, así mismo 
concluyeron que con estas varillas hay una reducción del 63% en la longitud mínima de 
traslapo si se compara con el valor del acero convencional. Se expusieron a ambientes 
agresivos los dos tipos de varillas y se obtuvo que en 4 meses el acero fue corroído. 
En Colombia, los estudios sobre el uso de varillas de fibra de vidrio como refuerzo 
en el concreto son aún limitados, es importante seguir investigando al respecto porque existe 
una necesidad de tener otras alternativas de refuerzo, además seria valioso en el ámbito de la 
construcción, que el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR) 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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pueda establecer requisitos para el diseño con otros materiales diferentes al acero 
convencional. 
4.2 Normatividad colombiana para varillas de fibra como refuerzo 
En Colombia, no existe como tal una norma que se centre en varillas de polímeros 
reforzados con fibra de vidrio, en cambio, se habla de los polímeros reforzados con fibra en 
general. Por su lado, el reglamento NSR-10 título C (Ministerio de Ambiente Vivienda y 
Desarrollo Terrirorial, 2010), nos remite directamente a la ACI 440, al título “guías para el 
uso de refuerzo de FRP”. 
Por otra parte, la NTC-6280 (ICONTEC, 2018) establece los requisitos mínimos que 
deben cumplir los FRP (se presenta aramida, vidrio y carbono) en cuanto a calidad, 
resistencia a la tracción, módulo de elasticidad, entre otros parámetros. En general, se deben 
tomar al menos 5 muestras por cada lote de producción de cada tipo de diámetro, para realizar 
los respectivos ensayos y cumplir las especificaciones. En el caso de las varillas GFRP, la 
resistencia a la tracción mínima que debe tener es de 450MPa (máximo diámetro) y de 
750MPa (diámetro mínimo), mientras que el módulo de elasticidad mínimo es de 40GPa en 
grado 1, 50GPa en grado 2 y 60GPa en grado 3. 
4.3 Propiedades físico-mecánicas del concreto reforzado con varillas GFRP 
Como ya se ha mencionado, las propiedades de las varillas de fibra de vidrio no son 
consistentes, estas van a depender del proceso de fabricación, así que todas las varillas que 
podemos encontrar en el mercado tienen valores de propiedades diferentes. Es fundamental 
analizarlo, porque con la variación de estas, se verá afectado el diseño, comportamiento, 
durabilidad y otros parámetros y/o propiedades de cualquier elemento de concreto reforzado 
con estas varillas. 
Como se puede observar en la tabla 6, los valores de la resistencia a la tracción y 
módulo de elasticidad de las varillas GFRP pueden variar, esto según el tipo de fibra utilizada 
y su porcentaje de incorporación, además de su proceso de fabricación. Las varillas de fibra 
de vidrio pueden exhibir una resistencia a la tracción comparable o incluso superior a las 
varillas de acero tradicionales y tienden a tener un módulo de elasticidad más bajo. 
 
Influencia de las varillas de fibra de vidrio en las propiedades físico-mecánicas 
del concreto reforzado 
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Tabla 6. Propiedades físicas y mecánicas del concreto reforzado con varillas GFRP. 
Resistencia a la 
tracción (MPa)