Diseñan nuevos materiales de hormigón ultrarresistentes y autorreparables

• Son especialmente aptos para infraestructuras sometidas a ambientes extremadamente agresivos como, por ejemplo, las construcciones marítimas o cercanas a la costa, así como las plantas de energía geotérmica.

Un equipo de la Universitat Politècnica de València (UPV) y el Politecnico di Milano ha diseñado, en el marco del proyecto europeo ReSHEALience, nuevos materiales de hormigón ultrarresistentes y autorreparables. En situaciones de fisuración y en comparación con el hormigón convencional de alto rendimiento, llegan a tener un 30% más de durabilidad. En el caso de que haya una fisura, es capaz de repararse automáticamente gracias a la aplicación de técnicas de autosanado.

“Estas propiedades son posibles gracias fundamentalmente al diseño de la mezcla y al uso de componentes como aditivos cristalinos, nanofibras de alúmina y nanocristales de celulosa, que son capaces de mejorar la capacidad del material para repararse a sí mismo”, apunta Pedro Serna, investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universitat Politècnica de València.

Otra de las ventajas de estos nuevos materiales cementosos es la reducción de los trabajos de mantenimiento tanto ordinarios como extraordinarios, pudiendo superar los límites habituales (50 años) de los códigos de diseño actuales. Y entre sus aplicaciones, son especialmente aptos para infraestructuras sometidas a ambientes extremadamente agresivos como, por ejemplo, las construcciones marítimas o cercanas a la costa, así como las plantas de energía geotérmica.

“En este proyecto estamos demostrando cómo la durabilidad de los materiales cementosos se convierte en una característica que se puede diseñar mediante la sinergia entre la composición del material y la concepción estructural. Hemos diseñado y estamos probando nuevos compuestos cementosos con capacidad de autorreparación estructural en la fase de fisuración, que es el estado de habitual al que se enfrenta una estructura de hormigón armado”, apunta Marta Roig Flores, investigadora del ICITECH.

De este modo, ResHEALience representa un cambio del concepto de durabilidad del material entendido como protección pasiva contra agresiones externas a una visión «activa» del mismo.

Probados en seis estructuras piloto a gran escala…con lenguas electrónicas

En la fase de validación, los compuestos cementosos de ultra-alta resistencia desarrollados en el proyecto se han utilizado para construir seis estructuras piloto a gran escala que se están analizando actualmente en condiciones reales de funcionamiento estructural. Dos de ellas están en la Comunidad Valenciana – un flotador pensado para torres eólicas flotantes, construido en colaboración de Rover Maritime y la UPV, que está instalado en el puerto de Sagunto, y una batea para mejillones instalada en el puerto de Valencia por la empresa valenciana RDC -), otras dos en Italia, una en Irlanda y otra en Malta.

Estas estructuras están monitoreadas constantemente con tecnología UPV, en concreto, mediante una extensa red de sensores supervisada por un equipo del Instituto IDM, que permite verificar el rendimiento a lo largo del tiempo. Se trata de un sistema sensor autónomo con una configuración de tipo lengua electrónica que aporta información en tiempo real, y de forma continua, sobre la durabilidad de la estructura. Además, ayuda a conocer el riesgo de corrosión y la presencia de agentes agresivos que pueden afectar a las estructuras.

“Estos datos permiten a los técnicos verificar el buen estado de las estructuras, o en su caso adoptar las medidas necesarias para evitar que el daño se agrave, utilizando para ello el método de protección o reparación más adecuado, económico y con menos afección sobre el funcionamiento de la estructura”, explica Juan Soto, investigador del Instituto IDM en la Universitat Politècnica de València.

El proyecto, que arrancó en 2018, concluirá en marzo de 2022, si bien ya es posible afirmar que el consorcio ReSHEALience ha logrado el objetivo de probar el concepto de hormigón de ultra-alta durabilidad (UHDC en su acepción inglesa). Junto al Politecno di Milano –coordinador- y la UPV, el consorcio involucró a 13 socios más tres terceros (seis universidades e institutos de investigación y diez socios industriales) de siete países (Italia, España, Alemania, Irlanda, Grecia, Malta e Israel).

El proyecto ReSHEALience está financiado por la Comisión Europea en el marco del programa Horizonte 2020 (GA 760824).

Fuente: Universitat Politècnica de València – UPV