Avances en el hormigón autorreparable. BioFiber.

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En el mundo actual el hormigón armado forma parte intrínseca de nuestras ciudades. Es por ello que la innovación de la Universidad de Drexel promete una revolución con el desarrollo de BioFiber. Se trata de un aditivo capaz de otorgar al hormigón propiedades autorreparables. Este avance no solo aborda el desafío del mantenimiento, sino que también plantea una solución potencial a las preocupaciones medioambientales asociadas con la producción de cemento.

La magia detrás de BioFiber reside en su composición única. Está diseñada para actuar de manera similar a como nuestra piel se cura tras una herida. Al integrar endosporas dentro de una matriz de hidrogel, el aditivo se activa ante la presencia de grietas. Eso permite que el hormigón se «cure» a sí mismo. Este material podría significar un cambio de paradigma en la construcción, ofreciendo una vía hacia estructuras más duraderas y sostenibles.

cornisa fracturada de hormigón

El riesgo de grietas en el hormigón

Debido a que el hormigón responde muy mal a los esfuerzos de tracción, por eso incluye armaduras de acero en su interior. El metal se encarga de absorber las tracciones, y junto con el hormigón, forma un bloque monolítico apto para resolver estructuras complejas.

Cuando se produce una fisura en el hormigón, el agua puede penetrar y oxidar el acero. Entonces se inicia un proceso que hace que la grieta se expanda aún más, debido a la formación de sales de hierro. Las armaduras aumentan de volumen, provocando más fisuras y desprendimiento del recubrimiento de hormigón. Por eso es importante sellar adecuadamente las fisuras en el hormigón cuando aparecen, y que las armaduras tengan un recubrimiento suficiente.

Más detalles sobre BioFiber

El proceso detrás de BioFiber es fascinante. Al formarse una grieta, el hidrogel se hincha al entrar en contacto con el agua. Entonces se activan las bacterias que producen carbonato de calcio, el cual actúa sellando la grieta y reparando el daño. Este proceso es una proeza de la ingeniería y la biología. Pero también refleja un profundo respeto por los mecanismos de autocuración presentes en la naturaleza.

El equipo de Drexel, liderado por Mohammad Houshmand, ha demostrado que la ciencia interdisciplinaria puede llevar a descubrimientos revolucionarios. Para conseguirlo se ha combinado la ciencia de materiales, microbiología, y procesos de fabricación. Así se ha creado un aditivo que mejora la longevidad de las estructuras de hormigón. Y además reduce la necesidad de reparaciones costosas y disruptivas.

Mohammad Houshmand
Mohammad Houshmand en el laboratorio de BioFiber.

Este invento no es nuevo

Sin embargo, la Universidad de Drexel no está sola en esta carrera hacia el desarrollo de hormigón autorreparable. DARPA, conocida por su papel en el desarrollo de Internet y el GPS, también está investigando en esta área. Su enfoque se inspira en los sistemas vasculares de los humanos y las redes de hongos. Busca crear un material que pueda regenerarse desde dentro, previniendo el daño antes de que se manifieste externamente.

En el 2009 conocimos la investigación del profesor Victor Li, de la Universidad de Michigan. Desarrolló un cemento mucho más elástico con capacidad de auto-repararse. Al estar expuesto al agua y al dióxido de carbono, liberaba carbonato cálcico.

En el 2012 publicamos un artículo sobre el biocemento elaborado por un equipo de la Universidad de Delft (Países Bajos). La idea era muy parecida a la de BioFiber, pues aquí las bacterias que producen caliza están en cápsulas de cerámica.

Un año más tarde supimos que científicos de las universidades de Cardiff, Cambridge, y Bath participaban en un proyecto de hormigón autorreparable. También utilizaban bacterias en microcápsulas para la producción de la caliza que luego se encarga de sellar la grieta.

biofiber al microscopio

reparación fisura hormigón biofiber

Beneficios de esta innovación

La implicación de tales innovaciones es enorme. Al permitir que las estructuras se reparen automáticamente, se reduce el impacto ambiental asociado con las reparaciones tradicionales. Se reduce por tanto la demanda de materiales, los residuos, y las emisiones de CO2. Además, este enfoque promueve una visión de la construcción que es tanto sostenible como eficiente. Está alineada con los principios de la economía circular y la reducción del impacto ambiental.

En conclusión, el desarrollo de BioFiber -y otros productos similares- representa un paso significativo hacia el futuro de la construcción sostenible. Imitando los procesos de autocuración de la naturaleza, este aditivo aborda los desafíos de mantenimiento y sostenibilidad del hormigón armado. También abre la puerta a nuevas posibilidades en el diseño y la ingeniería de materiales. Con estas investigaciones, el sueño de un hormigón autorreparable está cada vez más cerca de convertirse en realidad. Prometen transformar la forma en que construimos y mantenemos nuestro mundo construido.

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