La innovación en los materiales de construcción es cada vez más evidente y, además, avanza a pasos agigantados. Uno de los desarrollos más prometedores es el hormigón autorreparable, un material inteligente que es capaz de reparar sus propias fisuras sin necesidad de mantenimiento humano. Esto supone una auténtica revolución para la industria, puesto que estamos hablando de un material capaz de repararse, que necesita mucho menos mantenimiento y que, además, tiene una gran durabilidad. Se perfila ahora mismo como una de las soluciones clave de cara al futuro.
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¿Qué es el hormigón autorreparable?
Comencemos por el principio: qué es este material y en qué consiste exactamente. Es un material de construcción muy innovador, que ha sido específicamente diseñado para que pueda llevar a cabo una reparación automática de sus grietas y microfisuras. Para eso, también ha de ser capaz de detectarlas, algo que también hace. Es una capacidad que no solo permite alargar la vida útil de las estructuras, sino que también hace que se reduzcan significativamente los costes de mantenimiento y de reparación.
Los principios básicos detrás de este hormigón son sencillos: cuando sufre una pequeña grieta, se activa un mecanismo interno que reacciona con el entorno (normalmente, con el agua o con el oxígeno del aire) y así se sella la fisura. De este modo, lo que se consigue es restablecer las propiedades mecánicas y de impermeabilidad del hormigón.
Es un concepto que se inspira en los procesos naturales de cicatrización de los seres vivos, y que se enmarca dentro de lo que se conoce como materiales inteligentes o con memoria. El desarrollo de este tipo de hormigón forma parte de una estrategia de construcción mucho más sostenible, que es una de las grandes prioridades de la construcción ahora mismo.
Mecanismos y tecnologías de autoreparación
Existen distintas tecnologías que permiten dotar al hormigón de estas capacidades de autorreparación. Las más relevantes son las siguientes:
- Autorreaparación basada en hidratación residual. El hormigón tradicional contiene en su interior unas partículas de cemento que no reaccionan al fraguado inicial por completo. Estas son las que se pueden activar posteriormente si el hormigón se fractura y entra en contacto con agua. Y, de este modo, se produce una nueva hidratación. Esto permite sellar microfisuras, pero de forma limitada, y sin necesidad de aditivos externos.
- Cápsulas que cuentan con agentes reparadores. Con este tipo de tecnología, se incorporan microcápsulas en el interior del hormigón con agentes reparadores: resinas epoxi, poliuretano o incluso silicatos. Cuando se produce una grieta, estas cápsulas se rompen y van liberando el contenido. Este reacciona al entorno y lo que hace es sellar la fisura.
- Uso de bacterias (bioconcreto). Quizá esta sea una de las soluciones consideradas más revolucionarias, porque implica el uso de bacterias calcificantes, como las del género Bacilus. Cuando estas bacterias se introducen en el hormigón junto a una fuente de nutrientes (normalmente, lactato de calcio), lo que se consigue es que los microorganismos sean capaces de sellar las grietas. Cuando estas aparecen, entra el agua en el sistema, las bacterias se activan y consumen el nutriente, produciendo carbonato cálcico que se deposita en la fisura y la sella. No solo es capaz de cerrar grietas de hasta 0,8 mm, sino que también es respetuoso con el medioambiente.
- Fibras inteligentes y materiales compuestos. Por último, otra de las estrategias consiste en añadir fibras poliméricas o metálicas. Estas distribuyen mejor las tensiones y previenen la formación de grandes grietas. No solo eso, sino que hay materiales como el ECC (Engineered Cementitious Composites) que tienen una gran capacidad de autorreparación mediante mecanismos autoadhesivos, o mediante hidratación secundaria.
Ventajas económicas y estructurales
El apostar por materiales de este tipo supone un cambio radical tanto en la gestión de las infraestructuras como en su posterior mantenimiento. Y, además, trae consigo importantes beneficios que no son solo económicos, sino también estructurales:
Reducción de los costes de mantenimiento
Se ahorra mucho en mantenimiento, puesto que las grietas, aunque sean pequeñas, permiten el paso de agua, cloruros y otros agentes que pueden ser agresivos e ir degradando tanto el hormigón como las armaduras. Si estas fisuras se rellenan de forma autónoma, se reduce notablemente la necesidad de intervenciones costosas y evitamos un deterioro.
Mayor durabilidad
Cuando evitamos que las microgrietas se vayan propagando, conseguimos mejorar la vida útil de todos los elementos estructurales. Y esto es especialmente interesante en entornos agresivos, como pueden ser puentes, túneles o presas. En estas, la exposición a la humedad y a las sales es constante.
Mejora del comportamiento mecánico
Al sellar las grietas, lo que conseguimos también es recuperar las propiedades mecánicas que tenía ese material. La resistencia a la compresión, la impermeabilidad… Si bien es cierto que no es una curación total, los beneficios son suficientes para mantener un rendimiento funcional del hormigón. Y, además, sin comprometer su seguridad.
Sostenibilidad
El hormigón autorreparable contribuye a una construcción mucho más sostenible, alargando la vida útil de las estructuras y evitando tanto reconstrucciones como sustituciones prematuras. De este modo, obtenemos una menor demanda de recursos naturales y una disminución de las emisiones asociadas a estos nuevos materiales.
Aplicaciones
Uno de los puntos fuertes de este tipo de hormigón es que su potencial se extiende en áreas muy numerosas:
- Las infraestructuras de transporte, donde carreteras, puentes, túneles o viaductos se pueden beneficiar enormemente de este material. Son zonas que están expuestas constantemente a cargas dinámicas, vibraciones y agua, haciendo que sean especialmente vulnerables al agrietamiento.
- Edificación residencial e industrial. Se consiguen estructuras más duraderas y resistentes al paso del tiempo, sobre todo en elementos expuestos.
- Instalaciones hidráulicas. Presas, canales, puertos, diques… Están en contacto constante con el agua, lo que hace que se acelere el desgaste del hormigón tradicional. En estos casos, los materiales autorreparables garantizan más protección frente a la infiltración y a la corrosión.
- Estructuras subterráneas. Túneles, aparcamientos o incluso metros son zonas muy expuestas y sensibles a filtraciones. Y, en este sentido, el hormigón autorreparable puede ser una barrea de protección continua.
- Elementos prefabricados. En este sector, se requiere una gran calidad y durabilidad. Y es aquí donde el uso de este material añade un valor muy atractivo tanto para empresas como para promotores.
Limitaciones
Si bien es cierto que nos encontramos ante un material que tiene una gran cantidad de ventajas, también cuenta con ciertas limitaciones.
El coste inicial es más elevado, debido a la incorporación de esa tecnología añadida. Es cierto que es un sobrecoste que se compensa a medio o largo plazo gracias al ahorro, pero continúa siendo una barrera de entrada.
La reparación es parcial, puesto que se limita a fisuras inferiores a 1 mm. Las grietas mayores requieren una intervención manual, haciendo así que no se pueda prescindir del todo de la inspección y del mantenimiento.
En el caso del bioconcreto, puede ser complejo controlar que las bacterias continúen vivas durante décadas dentro del hormigón. Las condiciones que se han de cumplir son muy específicas: pH, humedad, tyemperatura… Todo esto puede afectar a la viabilidad, planteando así interrogantes sobre su rendimiento a largo plazo.
Aún no existe una normativa internacional unificada que regule el uso y la certificación de este tipo de material.
