Hormigón autorreparable

Publicado el Mayo 16, 2017



El hormigón juega un rol fundamental en la industria de la construcción, de ahí la constante preocupación por desarrollar soluciones que apunten a mejorar su calidad y prestaciones. Es en esta línea que diversos expertos del rubro desarrollan una serie de innovaciones para entregar mejoras al material. Una de ellas, justamente, apunta a buscar alternativas para evitar o recuperar las fisuras que se generan en el hormigón armado.

Es de conocimiento común que, en algunos casos particulares, la humedad o el ambiente salino puede desarrollar corrosión en las armaduras de refuerzo que, en caso de expandirse, puede provocar fisuras en el hormigón y, claro está, un complejo problema estructural.

En esta línea, un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Delft, Holanda, liderado por los microbiólogos Henk Jonkers y Eric Schlangen, está trabajando en un tipo de hormigón capaz de “reparar” estas las grietas gracias al uso de bacterias. En ese mismo camino se encuentra Álvaro González, profesor e investigador docente de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Desarrollo, UDD, quien también se ha introducido en la investigación y generación de estudios sobre el hormigón autorreparable con el objetivo de transferir conocimientos y contribuir a la difusión de estas soluciones en el país. “La innovación tecnológica en materiales de infraestructura es hoy relativamente transversal. Existe la necesidad de extender la vida de las estructuras y reducir los recursos destinados a mantenimiento. Esto es importante desde el punto de vista económico, pero también de utilización de recursos naturales como los áridos y de materiales que tienen un consumo alto de energía como el cemento. Esta es la motivación por el desarrollo de este y otro tipo de tecnologías”, destaca el académico.

Características
En términos generales, el concepto material autorreparable se refiere a aquellos productos que pueden recuperar ciertas propiedades que perdieron por diversos daños. Esto puede ser de forma autónoma; mediante una reacción con el medio ambiente o de manera asistida, a través de una acción menor del ser humano. La autorreparación de materiales puede ser estructural o no estructural, indica González. En el caso del hormigón, los desarrollos realizados hasta ahora apuntan principalmente a sellar fisuras para evitar el ingreso de agua y, así, un deterioro mayor de la estructura.

El componente fundamental de esta solución, son bacterias y nutrientes (lactato de calcio) que están cubiertas por un componente cerámico o similar y luego son agregadas a la mezcla junto con el resto de los componentes comúnmente utilizados para la fabricación del hormigón.

¿Cómo operaría esta solución?
El profesor Álvaro González explica que dependerá si es que existe daño o no en la estructura de hormigón. Por ejemplo, en una losa o muro que permanece intacto y fue fabricado con esta técnica, las esporas permanecerían inactivas por un tiempo que puede superar los 200 años. Sin embargo, cuando este hormigón, por algún efecto mecánico externo, experimenta algún tipo de fisura y, además, hay presencia de agua, comenzará a autorrepararse. El proceso consiste en que el recubrimiento cerámico que envuelve la bacteria se activará por acción del agua que ingresa por la fisura. De este modo, la bacteria reaccionará utilizando el lactato de calcio para formar calcita que, en definitiva, es lo que sella la fisura. Una vez sellada, se interrumpe el paso de agua y la bacteria vuelve a su estado inactivo. Este proceso es cíclico y la bacteria puede activarse o inactivarse las veces que sea necesario, siempre y cuando tenga nutrientes y agua.



Esta solución ya ha experimentado aplicaciones prácticas, pero en obras de pequeña escala, por ahora. La implementación más conocida en Sudamérica se llevó a cabo en una zona de gran altitud de Ecuador, donde se construyó un canal para regadío en montaña. El problema que existía en esa zona es que, debido a una gran fluctuación de temperaturas, se producía agrietamiento en el hormigón del canal, reduciendo la durabilidad del material y produciéndose pérdidas significativas de agua por infiltración. El uso de esta innovación ha dado solución a este problema y actualmente está en constante monitoreo para evaluar su comportamiento en el largo plazo. Respecto de la preparación de este material, el profesor aclara que es prácticamente igual al de un hormigón tradicional. “La única diferencia es que deben añadirse las bacterias a la mezcla”, señala González.

Ventajas y proyecciones
El académico explica que el uso de este tipo de material puede llevar a ahorros importantes, especialmente en estructuras de hormigón armado, principalmente por el aumento de la durabilidad del hormigón. Esta tecnología se presenta como ideal para el desarrollo de estructuras donde no es aconsejable la intervención humana, como contenedores con residuos peligrosos, por ejemplo. De todos modos, dado que aún está en etapa de investigación, esta solución sería relativamente más costosa, por lo que la reparación o sello de grietas tradicional seguirá siendo más económica en el mediano plazo en estructuras como casas o edificios.

Pese a lo anterior, en un futuro no muy lejano, Gonzáles afirma que esta innovación posee un tremendo potencial que impactará en el cómo se concebirán las estructuras en adelante. “Si bien por ahora el desarrollo está limitado a sellar grietas no estructurales, pienso que es solo cuestión de tiempo para la creación de una autorreparación estructural del hormigón con esta técnica. El impacto se traducirá en estructuras de hormigón con mayor durabilidad, es decir, se podrá contar con un sistema de infraestructura que dure más y tenga menor mantenimiento, con los mismos recursos utilizados actualmente”, puntualizó.

Por otro lado, para González el desafío es cómo hacer esta innovación escalable para que se aplique en forma masiva. “Si se logra escalar y reducir los recursos utilizados en esta etapa de producción del hormigón autorreparable, lo veo dentro de un mediano plazo siendo utilizado en forma masiva”, finaliza.

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