Innovación en Materiales Constructivos – Nota 004 Hormigón Autorreparable
Arquitectura Construcción Hormigón Mampostería Encofrado
INGENIERÍA / INNOVACIÓN EN MATERIALES
Nº 004: HORMIGÓN AUTORREPARABLE
Con la inclusión de esporas de bacterias y otras con lactato de calcio el hormigón se puede autorreparar.
Reparación mediante bacterias: El profesor Henk Jonkers de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos creó el hormigón autorreparable utilizando bacterias.
Este “bio hormigón” se logra añadiendo cápsulas biodegradables de lactato de calcio en el proceso de fabricación del hormigón. Estas cápsulas, solo se abren en contacto con el agua, con lo que los microorganismos permanecerán en su interior hasta que alguna perniciosa partícula de agua (H2O) se aproxime por infiltración, momento en el cual se activarán dichas bacterias.
De esta manera se podrán sellar las fisuras producidas en el hormigón y alimentarse del agua filtrada, con lo que el hormigón quedará recubierto de una fina película bacteriana.
Cabe destacar que uno de los principales compuestos del cemento es el carbonato cálcico (CaCO3), por lo que la compatibilidad de estas cápsulas está asegurada. En este ámbito, puede surgir la duda de si estas bacterias podrán soportar un pH tan básico como el que presenta el hormigón en su interior; pero parece ser que las “bacillus subtilis” no acusan problema alguno.
Curación autógena: En este método el hormigón tiene una cierta capacidad de curación autógena gracias al cemento no hidratado que está presente en la matriz. Cuando el agua entra en contacto con el cemento no hidratado, el CO 2 disuelto reacciona con Ca 2+ para formar cristales de CaCO 3. Un mecanismo mediante el cual solo se pueden curar pequeñas grietas.
Para mejorar el mecanismo de curación, se agregan microfibras a la mezcla. Al mezclar microfibras en el hormigón, se producen múltiples grietas. Entonces, no hay una grieta grande, sino varias grietas pequeñas, que se cierran más fácilmente debido a la curación autógena.
Polímeros súper absorbentes: Aquí se utiliza para el hormigón auto curable, los polímeros súper-absorbentes (SAP, por sus siglas en inglés), o hidrogeles, que pueden absorber una gran cantidad de líquido (hasta 500 veces su propio peso) y retenerlo en su estructura sin disolverse. Cuando aparecen grietas en el hormigón, el SAP se expone al ambiente húmedo y se hincha. Esta reacción de hinchazón sella la grieta.
El futuro del Hormigón Autorreparable en la Construcción
El presidente de la Oficina de Patentes Europeas señaló que este producto no sólo extendía la vida útil de puentes, carreteras, túneles y otras edificaciones, sino que además abría nuevas perspectivas de construcción.
El BioConcrete podría revolucionar la industria, rentabilizándose gracias a la significativa reducción de costes de mantenimiento y reparación, sin embargo su principal obstáculo para entrar al mercado podría ser su precio.
Mientras un metro cúbico de hormigón tradicional ronda los 80€, el precio de este innovador material duplica la cifra, situándose en los 160€.
A pesar de esto, es un paso clave en la dirección correcta, hacia un sector más actualizado y sostenible.
Jonker tiene clara la importancia del medioambiente. Cuando fue nominado al premio por el mejor invento europeo, señaló que su hormigón iba a revolucionar la forma en que construimos, por estar inspirado en la naturaleza.
¿Cómo funciona el Hormigón que se autoregenera?
Profundicemos en el funcionamiento exacto de este hormigón autorreparable.
Son concretamente dos tipos de bacteria las que se añaden a la mezcla dentro de cápsulas: Bacillus pseudofirmus y Sporosarcina pasteurii. Las otras cápsulas con lactato de calcio serán la fuente de alimento para estos microorganismos.
En estado natural, el Bacillus pseudofirmus está acostumbrado a los ambientes hostiles, pudiendo encontrarlo por ejemplo en cráteres de volcanes activos.
Cuando el hormigón se raja y entra el agua, esta disuelve las cápsulas, «despertando» a las bacterias, las cuales comienzan a alimentarse del lactato de calcio. En este punto comienzan a multiplicarse y, como última fase del proceso digestivo, a secretar caliza, sellando la fisura.
Una vez cerrada, evitándose el paso del agua, las bacterias forman esporas y vuelven a su previa inactividad. El proceso dura apenas 3 semanas
El proceso se puede repetir durante 200 años, dado que estos microorganismos son capaces de sobrevivir décadas en estado inactivo sin agua u oxígeno.
Así, se logra incrementar notablemente la vida útil del hormigón corriente, la cual está entre los 50 y los 100 años. Gracias a esta técnica es posible sellar rajas de cualquier longitud, aunque no pueden superar los 0.8 milímetros de ancho.
En el siguiente vídeo (en inglés), el profesor Hendrik Jonker, líder del equipo de investigación, presenta el BioConcrete.
Investigación Equipo Dolmen.
https://www.youtube.com/watch?v=AKkk0Jwyr_8
