El nuevo hormigón que cambiará la construcción: se pulveriza sobre las grietas para repararlas fácil y rápido

La ciencia y la ingeniería de materiales está en permanente evolución, a la busca de nuevas fórmulas, composiciones y métodos de fabricación para mejorar todos los sectores industriales. Uno de los más necesitados de esta labor de investigación es el de la construcción, donde el hormigón sigue siendo el rey.

Por más que surjan nuevas aleaciones y métodos para obtener madera especialmente resistente, el hormigón sigue siendo un componente imprescindible para levantar edificios y todo tipo de infraestructuras, desde puentes hasta carreteras.

Además de la preocupación por fabricar mezclas menos contaminantes, utilizando todo tipo de ingredientes, una de las principales cuestiones a resolver es cómo reparar estructuras dañadas o agrietadas sin tener que realizar complejas y costosas reparaciones.

En ese sentido, investigadores de la Universidad Internacional de Florida (FIU) han desarrollado un sistema para proyectar hormigón de ultra alto rendimiento (UHPC) directamente sobre la superficie que se quiere reparar.

Estas mezclas de hormigón se caracterizan por una resistencia a la compresión significativamente mayor que la del hormigón tradicional, además de una elevada resistencia a la tracción y a la flexión.

El hormigón que cambiará la construcción: barato, ultrarresistente y capaz de reparar cualquier grieta

Sin embargo, "históricamente, el uso de UHPC ha sido muy caro", afirma en un comunicado de prensa Atorod Azizinamini, catedrático de ingeniería civil y director de un centro de investigación de la FIU especializado en estas cuestiones.

"Incluso una capa muy fina de UHPC puede mejorar drásticamente la resistencia de una estructura y protegerla del agua", señala el investigador, y por eso su equipo ha desarrollado una manera de pulverizarlo sobre las grietas como si fuera un spray para reforzar su consistencia.

Reparar puentes y casas

Desarrollado originalmente por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EEUU, que lo utilizó por primera vez en la década de 1980, el UHPC se obtiene con una relación entre agua y cemento muy reducida, gracias al uso de las últimas tecnologías de aditivos plastificantes reductores de agua.

Además, el uso de áridos de alta calidad y reducido tamaño, y un elevado contenido de fibras proporcionan unas propiedades únicas de resistencia frente a la flexión y el desgaste.

Atorod Azizinamini, principal impulsor de esta investigación en torno a hormigón de ultra altas prestaciones Florida International University Omicrono

Gracias a estas características es muy valorado por los ingenieros a la hora de construir elementos estructurales ligeros pero muy resistentes, además de mobiliario y hasta esculturas, ya que permite diseñar y producir formas complejas, fuertes y esbeltas. Sin embargo, no es fácil de aplicar a estructuras ya existentes y producirlo puede ser muy costoso.

En el caso de EEUU, por ejemplo, podría servir para arreglar alguno de los 40.000 puentes con deficiencias estructurales o 221.000 con necesidades de reparación, según datos de la American Road & Transportation Builders Association.

Para facilitar esa labor, el equipo de Azizinamini lleva años desarrollando una mezcla específica y un sistema propio para 'parchear' muros, reparar tuberías y restaurar todo tipo de estructuras.

"Hemos desarrollado un tipo de UHPC asequible y un sistema que puede pulverizarlo. Esto podría convertirse en una herramienta importante para reparar o mejorar puentes estructuralmente deficientes de forma rápida y eficaz", sostiene el investigador.

Este hormigón quiere cambiar la construcción: es 5,6 veces más resistente gracias a imitar a los huesos humanos

Su mezcla tiene un precio aproximado de 500 dólares (algo más de 450 euros al cambio) por metro cúbico, muy inferior a las versiones comerciales de UHPC, y la aplicación de una fina capa ya consigue resultados muy positivos.

A través de una boquilla, similar a la de los botes de pintura en spray pero con un tamaño mucho mayor, el sistema permite depositar finas capas de hormigón sobre la superficie deseada. Al pesar muy poco, estas capas apenas alteran la masa de la estructura, y pueden superponerse varias para conseguir aún mayor resistencia.

Pruebas en puentes

Para ponerlo a prueba, el equipo de la FIU usó su mezcla y su sistema por primera vez en un puente de Virginia, en el sureste de EEUU.

La superficie era la de un muro de estribo, una subestructura que se coloca en los extremos del puente para soportar su peso y dar estabilidad lateral, con problemas de corrosión debido a la sal que se utiliza para evitar la formación de hielo en el firme.

Ingenieros de FIU rociando hormigón UHPC Florida International University Omicrono

"Nos gustó porque es fácil aplicar una capa fina a la superficie vertical creando una solución duradera para problemas como estos que ocurren en climas fríos", afirma Sam Fallaha, ingeniero del Departamento de Transporte de Virginia.

El siguiente paso es comercializar la tecnología para que llegue a los constructores, pero para ello deben afrontar ciertas limitaciones. "Cualquiera que haya utilizado una pistola de pegamento para un proyecto de manualidades sabe lo difícil que puede ser evitar que se obstruya la boquilla", advierte Morgan Dickinson, estudiante de doctorado en el laboratorio de Azizinamini.

"Lo mismo ocurre con nuestro sistema UHPC. Si no sabes cómo limpiarlo, el hormigón se endurece y puede que tengas que tirar las piezas", sostiene Dickinson.

De hecho, para llegar a la fase de comercialización, el condado de Miami Dade en Florida está invirtiendo cerca de un millón de dólares en este último paso clave, ayudando a la universidad a formar tanto a ingenieros como a constructores en el uso de este método.