Investigadores diseñan nuevos hormigones ultra durables y autorreparables

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Un equipo de académicos de la Universitat Politècnica de València logró diseñar producir hormigones capaces de exceder los límites de durabilidad de un material tradicional, al añadir elementos como nanofibras de alúmina y nanocristales de celulosa, los que además le entregan propiedades de autocuración al material.

En distintos casos, las últimas investigaciones relacionadas con el hormigón buscan brindarle mayor resistencia y durabilidad al material, ya sea con la aplicación de grafeno (como pueden revisar AQUÍ) o con técnicas que permitan al hormigón autorepararse con aplicación de bacterias (tal y como pueden ver AQUÍ).

Y si bien, en el caso del grafeno, éste ya se está considerando para su uso en el hormigón en ciertos proyectos, lo cierto es que, salvo esos tímidos casos, estos desarrollos aún se circunscriben a la esfera netamente académica y experimental.

Esto podría cambiar, sin embargo, con la investigación en conjunto que están desarrollando académicos de la Universitat Politècnica de València (UPV) y el Politecnico di Milano, quienes lograron diseñar hormigones cuya durabilidad es superior en un 30%, en comparación con hormigones de alto desempeño convencionales, y que además, ante fisuraciones, pueden repararse a sí mismos.

Un nuevo diseño de mezcla

Según comentó Pedro Serna, investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH), entidad dependiente de la UPC, el equipo consiguió que estos nuevos hormigones adquiriesen esas propiedades gracias al diseño de la mezcla y al “uso de componentes tales como aditivos cristalinos, nanofibras de alúmina y nanocristales de celulosa”, comentó.

Estas últimas, dijo el también académico de la UPV, son las que “mejoran la capacidad del material de repararse a sí mismo”.

Además, el equipo de investigadores destacó que este nuevo tipo de material posee otra ventaja: permite disminuir el trabajo de mantenimiento, tanto el ordinario como el extraordinario, ya que sobrepasa los límites de durabilidad usuales de las mezclas tradicionales.

En cuanto a sus aplicaciones, los investigadores creen que estos nuevos tipos de materiales serían ideales para infraestructuras que estén sometidas a ambientes extremadamente agresivos, como construcciones ubicadas en la costa o, por ejemplo, para plantas geotérmicas.

Materiales cementicios más durables y autorreparables

Con este nuevo desarrollo, los investigadores aseguran que, al mejorar el diseño de mezcla a través de nuevos elementos, se generen hormigones o materiales cementicios mucho más durables en el tiempo.

“En este proyecto, estamos demostrando cómo la durabilidad de estos elementos se convierte en una característica que se puede diseñar a través de la sinergia entre la composición del material y su concepción estructural. Diseñamos y testeamos nuevos componentes cementicios con la capacidad de auto-repararse estructuralmente durante la fase de fisuración, la que es usual en elementos de hormigón armado”, explicó Marta Roig Flores, también del ICITECH.

Este proyecto, que se enmarca en ResHEALience, proyecto de investigación europeo financiado por el programa Horizon 2020, que busca desarrollar hormigones de ultra alta durabilidad (UHDC) y con capacidad de autoreparación.

Ensayos para futuras aplicaciones de estos nuevos hormigones

Para ensayar este nuevo material, se fabricaron seis prototipos a escala real (pilotes), los que se instalaron en distintos puntos. Así, dos de estos se colocaron en las plataformas que sostienen las torres de viento en la Comunidad Valenciana, en España, mientras que otro par se instaló en Italia, uno en Irlanda y el restante, en Malta.

Existe un monitoreo constante de estas estructuras gracias a una serie de sensores diseñados y fabricados por la UPV, cuyos datos revisa un equipo del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico, IDM, que mide y analiza el desempeño de los pilotes en tiempo real, ya que estos entregan información de manera continua respecto a la durabilidad de la estructura.

“Estos datos permiten a los expertos en el campo verificar la buena condición de las estructuras o, según sea el caso, adoptar medidas para prevenir el daño por deterioro y utilizar así la solución más eficiente, sea esta un trabajo de protección o ya de frentón, reparar la estructura”, explicó Juan Soto, investigador del IDM de la Universitat Politècnica de València.

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