Crean un hormigón flexible que se autorepara

Ingenieros de la Universidad de Michigan, en los Estados Unidos, han creado un nuevo tipo de hormigón que se repara sólo cuando aparecen grietas. Según sus creadores, no es necesaria ninguna intervención humana, basta con que el agua y el dióxido de carbono hagan su trabajo.

Así, unos cuantos días lloviendo serían suficientes para reparar un puente construido con este nuevo hormigón, dicen los ingenieros. La autoreparación es posible porque el material está diseñado para doblarse y romperse en líneas irregulares, como ocurre cuando se rompe un pelo, en lugar de romperse causando grandes espacios, que es cómo suele romper el hormigón.

"Es como si tenemos un pequeño corte en la mano, el cuerpo es capaz de curarse a sí mismo. Pero si lo que tenemos es una gran herida, el cuerpo necesita ayuda y es posible que necesite puntos de sutura. Hemos creado un material que es capaz de repararse a sí mismo. Incuso si se sobrecarga, las grietas son pequeñas”, dice Víctor Li, Profesor de Ingeniería Civil y de Ciencias de los Materiales en Ingeniería, en un comunicado.

Las conclusiones de este trabajo se recogen en un artículo titulado “Autogenous healing of engineered cementitous composites under wet-dry cycles”. Li dará una conferencia en Conferencia Internacional sobre Materiales de reparación autógena en Chicago en junio de 2009.

En el laboratorio de Li, hay muestras del material autoreparado que ha sido capaz de recuperar su resistencia original al haberse. "Para nuestra sorpresa hemos descubierto que, cuando se le carga nuevamente después de haberse autoreparado, se comporta como nuevo, con prácticamente la misma rigidez y fuerza", afirma Li.

Como el metal

Más flexible que el hormigón tradicional, el material ahora presentado se comporta más como metal o como vidrio. El hormigón tradicional se considera casi cerámica: quebradizo y rígido, puede sufrir daños catastróficos en un terremoto o por uso excesivo.

Pero el nuevo hormigón se dobla sin romperse. Está protegido con ciertas fibras recubiertas que lo mantienen unido. De hecho, permanece intacto con seguridad cuando se deforma hasta un 5 por ciento más de su tamaño inicial. Ni siquiera un gran terremoto ejerce esa presión.

La anchura media del hormigón de autoreparación es inferior a 60 micrómetros. Eso es aproximadamente la mitad del grosor de un cabello humano. Su fórmula asegura que cuando esté expuesto en la superficie de la grietas puede reaccionar con el agua y el dióxido de carbono del aire y formar una fina “cicatriz” blanca de carbonato de calcio. El carbonato de calcio es un compuesto sólido que se encuentra de forma natural en las conchas marinas. En el laboratorio, el material requiere entre uno y cinco ciclos de humedecimiento y secado para estar reparado.

Para probar que el hormigón había “curado” sus grietas, los investigadores utilizaron mediciones de frecuencia de resonancia para determinar la rigidez y la fuerza antes y después de la inducción de las grietas. Estas pruebas enviaron ondas sonoras a través del material para detectar cambios en su estructura.

Grietas pequeñas

En la actualidad, los constructores refuerzan las estructuras de hormigón con barras de acero para mantener las grietas tan pequeñas como sea posible. Pero lo cierto es que, pese a todo, no son lo suficientemente pequeñas como para evitar que el agua o el hielo penetren y dañen ese acero, debilitando la estructura. El hormigón de Li no necesita el refuerzo de acero para mantener las grietas pequeñas, por lo que la corrosión antes descrita ya no se produce.

El profesor Li dice que esta sustancia puede hacer las infraestructuras mucho más seguras y duraderas. Invirtiendo el proceso de desgaste típico por procesos de auto-reparación, el hormigón podría reducir su coste y el impacto que sobre el medio ambiente provoca la elaboración de nuevas estructuras de hormigón.

"Nuestra esperanza es que cuando se realice la reconstrucción de nuestras carreteras y puentes, lo hagamos bien, para no tener que pasar por un proceso de reparación costoso o tener que reconstruirlo nuevamente en otros cinco a diez años", dice Li. "Además, la reconstrucción con hormigón flexible permitiría una relación más armoniosa entre nuestro medio ambiente y las construcciones gracias a la reducción de energía y la huella de carbono de estas infraestructuras dejan."