Hormigón autorreparable

Todos sabemos que el hormigón es uno de los materiales más utilizados en construcción en todo el mundo y particularmente en España. Este material está compuesto por cemento, arena, grava, agua y algunos aditivos según el uso, y dependiendo de su dosificación se le confieren diferentes características y aplicaciones. Tendemos a pensar que el hormigón es un material relativamente moderno, pero todo lo contrario, los romanos ya lo utilizaban (opus caementicium) hace miles de años.

Desde siempre el hormigón ha tenido y tiene una desventaja, ya que al no resistir demasiado bien algunos esfuerzos, con el tiempo se fisura. Una de las maneras que tenemos para evitar ese agrietamiento es utilizar refuerzos de acero que a priori pueden parecer una buena solución, ya que dotamos de mayor resistencia a la estructura. Sin embargo, cuando se forman las fisuras, el agua y la humedad penetran hasta la armadura y terminan por oxidar el metal que con tan buen a intención hemos colocado. Ahora, este problema con el que nos encontramos en muchas ocasiones puede llegar a desaparecer.

Desde hace unos años, una parte de la investigación científica y tecnológica se está encaminando a dotar de funcionalidades adicionales a materiales poliméricos, cerámicos, metálicos y como no, a los cementos.

Este campo de investigación tiene un alto potencial económico conocido por los gobiernos (algunos más que otros), como es el caso del Gobierno Holandés que está haciendo unas inversiones en investigación y desarrollo impresionantes en materiales autorreparables, a raíz de que la viabilidad de estos materiales es más que factible y la comercialización de algunos de estos productos está más cerca de lo que se puede pensar.

El biohormigón holandés

Un grupo de investigadores holandeses de la Universidad Técnica de Delft (TU) ha desarrollado un hormigón que se repara por sí solo. ¿Cómo? Rellenando con caliza sintetizada por bacterias cualquier fractura provocada por las tensiones a las que se somete.

Según comenta el inventor Henk Jonkers, “Las bacterias reparan el hormigón conforme crecen, porque producen caliza que rellena las fracturas y sella el material”. La caliza producida de forma biológica sella las grietas para impedir daños mayores, pero Jonkers admite que no aumenta la resistencia de la estructura. “Las mayores fracturas deben ser reparadas con los métodos tradicionales, pero el sistema aumenta la esperanza de vida de la construcción”, explica, debido a que se impermeabiliza la superficie y se protege el acero de la corrosión.

La idea surgió en 2006, cuando un experto en hormigón le preguntó a Jonkers si sería posible usar bacterias sintetizadoras de calcita para reparar construcciones. Aunque conseguir que un microorganismo crezca en un material rocoso tan seco no es una tarea sencilla, el investigador se puso manos a la obra.

Para empezar, hay que saber que el hormigón es un material tan alcalino que su pH (11.5) se acerca peligrosamente al de la lejía (12), una sustancia tan básica que se utiliza como desinfectante. Por suerte existen bacterias capaces de vivir en casi cualquier ambiente por extremo que sea y este caso no iba a ser una excepción. Jonkers escogió el género Bacillus que, a diferencia de otros microorganismos, pueden vivir sin problemas en estas condiciones extremas.

Dentro de la mezcla, estas bacterias están “dormidas” y sólo se activan cuando tienen suficiente agua y comida para crecer, por lo que el agua que se filtra a través de las fisuras se convierte al mismo tiempo en el activador de los bacilos. Una vez se “despiertan”, solo les falta la comida, pero.. ¿De dónde la consiguen?

Alimentar a las bacterias representó un problema para los investigadores, que en un principio pensaron en añadir azúcar a la mezcla. No era buena idea, ya que provocaba que el hormigón resultase demasiado frágil, así que al final, la solución se basó en añadirá la mezcla cápsulas biodegradables de lactato de calcio que solo se abrirán en contacto con el agua.

Este “invento” ya se utiliza en varias construcciones en Holanda, tanto en obra nueva como en rehabilitación, y Jonkers asegura que aprovechar los elementos gratuitos de la naturaleza abrirá las puertas a una nueva época de edificios biológicos. ¿Estás de acuerdo con él?

La opción española

Mientras tanto, aquí en España también se investiga sobre la autorreparación del hormigón. Más concretamente, en el País Vasco, donde la doctora e investigadora Idurre Kaltzakorta Arantzamendi presentó su tesis doctoral mostrando la posibilidad de crear cementos que reparen sus propias grietas y de paso almacenen energía de calor latente.

Su investigación consistió en crear microcápsulas de sílice (base del vidrio) con diverso material orgánico en su interior e introducirlas en el cemento con el propósito de dotarle de esas nuevas funcionalidades. Esas microcápsulas, en realidad, «son un polvo blanco y fino, y, a menos que se observe mediante un microscopio, no se podrá saber si se trata de microcápsulas o de otras partículas».

En el caso del cemento con capacidad de reparar las grietas, «lleva encapsulado un tipo de pegamento que, al producirse la grieta y propagarse por el cemento, rompe las cápsulas y permite que el material de su interior se libere, sellando las grietas y evitando que se hagan más grandes y provoquen peores consecuencias». Además, la idea encierra una apuesta por la sostenibilidad. No sería necesario producir tanto cemento y habría un ahorro energético gracias a esa posibilidad de mantener calor latente. «Se podría conseguir disminuir la diferencia de temperaturas entre el interior y el exterior de las edificaciones», señala la doctora.

De momento, la patente ya está lista, pero habrá que esperar a que se desarrolle más la investigación antes de obtener el producto comercial. Hasta que llegue ese momento, ¿Qué te parece este tipo de materiales? ¿Crees que con la utilización de hormigones autorreparables se reducirá el uso de acero en las estructuras? ¿Este será el inicio de una nueva era de edificios biológicos como asegura Jonkers?

Publicado en Materiales.
  • Juan Antonio Morales Jiménez

    El problema de utilizar este tipo de técnica de “autoreparación” es que durante los primeros años de vida útil del hormigón (que es cuando aún no se ha producido el deterioro del material) es efectiva. Sin embargo, cuando empiezan a surgir problemas en el hormigón armado, las bacterian han muerto y por tanto no tienen ningún efecto.

    No dudo que sea una técnica muy interesante pero aún requiere mayor desarrollo.

    • Jose María Barbero

      Interesante apunte el que haces, compañero. Aun queda mucho por desarrollar y esperamos que las investigaciones en este campo lleguen a buen puerto, al igual que cualquier aporte que pueda mejorar la vida útil de los edificios y si de paso mejora la eficiencias energética, mucho mejor.

      Gracias por comentar.