¿Es bueno qué el hormigón se autorepare? Más vale lo malo conocido que lo bueno por conocer…


Hola mentes inquietas,

Los que habéis ido a clase de estructuras de hormigón, ¿os acordáis lo complicado que era obtener el momento de fisuración de una sección de hormigón? a mi me traía por la calle de la amargura. Para los que no habéis ido (no os perdisteis nada…) la fisuración en secciones de hormigón es muy importante, ya que el hormigón es un material que aguanta muy bien a compresión (cuando lo aplastan) pero muy mal a tracción (cuando tiran de él), de aquí el “maravilloso” chiste ingenieril que dice:

” Se abre el telón y aparecen dos ingenieros haciendo un ensayo de tracción a una probeta de hormigón, ¿cómo se llama la película?…………. A tracción fatal.”

Corramos un estúpido velo, ¿cómo se yo, que es la tracción si no soy ingeniero y que es lo que va a hacer la tracción al hormigón? Vamos a crear un experimento “de a pie de calle” para que lo veáis. Coged una barra de plastilina, que sea bastante gruesa, y sujetadla cada extremo con una mano y tirad en la misma dirección que tengáis la barra… despacio, y observad lo que ocurre aproximadamente en el centro… ¿qué es lo que ocurre? deberíais estar viendo que se están formando fisura en la plastilina… pues eso es lo mismo que le ocurre al hormigón.

¿Y por qué carajo es importante las fisuras que se produzcan en el hormigón? Muy sencillo, el hormigón estructural, salvo ciertos casos muy particulares, va siempre armado con barras de acero, precisamente para hacerlo más fuerte frente a la tracción, pero aún así, seguiremos teniendo problemas con la tracción. Si yo este hormigón armado, lo pongo en una viga (recordad viga = horizontal, pilar = vertical), por esas grietas va a poder entrar el agua, y ese agua va a “oxidar” las barras de acero, con el consiguiente riesgo de rotura de la barra y por tanto perderíamos el refuerzo que nos da, y estaríamos otra vez en estado plastilina.

vigas 2

Por eso, cuando calculamos una estructura, se diseñan en base a que carga me va a producir la primera fisura que va a empezar a deteriorar mi viga, acera, presa,… por lo que vamos al tema de hoy, ¿y si hubiera un hormigón que según se abriera esa fisura, automáticamente la reparase? sería ideal ¿verdad?, pues esa es la pregunta que se plantearon uno científicos de la Universidad de Delft (Holanda) y crearon un cemento (que es la base que da dureza al hormigón) que se autorrepara cuando aparece una grieta con la acción del agua.

El principio fundamental de este cemento consiste en que está formulado con unas microcápsulas que transportan una bacteria, que al contacto con el agua, producen carbonato cálcico (piedra caliza), que rellenan la fisura y no dejarían penetrar al interior y por lo tanto, el problema de la corrosión quedaría “solucionado”. Pone en el artículo, que por ahora se ha conseguido recrear todo esto en condiciones de laboratorio y no en condiciones reales.

La verdad es que ingenierilmente, este material sería revolucionario, nos ahorraríamos costosas partidas de mantenimiento (cuando las haya). Pero, ¿se deberían fabricar todas las estructuras con este tipo de hormigón?, ¿es útil para cualquier tipo estructural? La respuesta es no. Está bastante claro, que en paramentos horizontales que se pueden agrietar por su cara superior por cualquier causa: cornisas, que además de una función ornamental deben estar bien calculadas para que no se desprendan, aceras, que aunque no cumplan una función estructural, los desperfectos pueden producir accidentes a viandantes, una circulación incómoda… aquí en este tipo de elementos sería muy útil este tipo de hormigón.

Beam_bendingFijémonos ahora en las vigas. Una viga apoyada en sus dos extremos tiene una deformación como la que se ve en la imagen. Si os dais cuenta, la viga tiene expuesta al aire dos caras: la superior y la inferior. Bien pues si hacéis un ejercicio de imaginación según el esquema, la cara superior esta comprimida (están apretándola) porque se acorta, y la cara inferior está traccionada (están tirando de ella) porque se alarga.

Por lo tanto en este tipo de vigas, se producirán fisuras en la cara inferior, entonces, lo que se nos viene a la mente es que ahí el agua, en condiciones de lluvia no puede entrar, por lo que, ¿merece la pena construir esta viga con el hormigón autorreparable, si el agua que es el que activa las bacterias no puede entrar? La respuesta claramente es no, pero entonces en esta parte la corrosión sigue siendo un peligro en esa zona. Teóricamente, y según otra fuente, se ha desarrollado otro tipo de hormigón, también con contenido en bacterias, que siguiendo el mismo principio de relleno de grietas con calcita, estas se activarían además con la acción del dióxido de carbono.

Todo sería perfecto, todo sería maravilloso, si no fuera porque el hormigón también es un material que hasta cierto punto es flexible, por eso, si a la viga de la imagen le quitásemos la carga F puntual en el centro del vano, volvería al estado anterior y lógicamente, al volver la cara superior y la cara inferior (llamémosles fibras a partir de ahora), las fisuras de la fibra inferior desaparecerán porque se cerrarán.

Imaginemos por un momento que hemos fabricado esta viga con hormigón autorreparable, y que en una inspección el jefe de mantenimiento de esa estructura, al conocer su naturaleza, decide regar la fibra inferior para que se rellenen y el hormigón quede reparado. ¿Es correcta la decisión de esta persona?

La respuesta es depende con la combinación de cargas con la que se hayan generado dichas fisuras, porque si estamos en una combinación con cargas predominantemente permanentes podría ser correcta la decisión, pero ¿y si estamos ante una carga cíclica?, ¿no estaremos introduciendo una cuña en el plano de la fisura, de tal forma que cuando la deformación se recupere, introduzca tensiones muy altas en la punta de la grieta? Creo que este efecto es muy posible, ¿no? y sería claramente contraproducente.

Me parece un gran avance la verdad, pero sinceramente, donde esté un buen postesado bien dimensionado para que la sección siempre esté en compresión…

Mil gracias por vuestra lectura como siempre y espero vuestros comentarios.

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4 Respuestas a “¿Es bueno qué el hormigón se autorepare? Más vale lo malo conocido que lo bueno por conocer…

  1. Pingback: ¿Es bueno qué el hormigón se autorepare? Más vale lo malo conocido que lo bueno por conocer… | Zigurat Noticias·

  2. La mayoría de patologías del hormigón están asociadas a la durabilidad, corrosión de armaduras y entrada de agua. Si este nuevo hormigón ‘autoreparante’ funciona bien podría suponer un gran avance para el mantenimiento de las estructuras de hormigón.
    La verdad es que no se los detalles de su efectividad o funcionamiento, pero el caso de describes me parece cogido con papel de fumar. Es decir, que el hormigón esté fisurado durante una carga ‘cíclica’, se autorepare, y que estas ‘cuñas’ de carbonato cálcico supongan un problema delante de la situación permanente creo que es un carambola muy improbable.
    En cambio, estructuras de hormigón que se supone que no están expuestas al agua pero que debido a fallos en la impermeabilización o evacuación de agua acaban estando expuestas a condiciones para las que no estaban preparadas hay a patadas.
    Habrá que ver si funciona realmente y se acaba imponiendo su uso, pero lo encuentro muy interesante como nueva tendencia en el desarrollo de nuevos materiales.

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    • Quizás no tanta carambola, la EHE establece unos límites de fisuracion q durante la situación permanente ahí están, otra cosa es q “el efecto cuña” que produzca el carbonato cálcico en una fisura tan pequeña, la rigidez que tenga esa cuña y el efecto macroscopico que produzca sea tan perjudiciales como para echar abajo un dintel.
      Cierto es q yo no pensé en lo q tu dices, en esos muros de sótano q por un fallo en la impermeabilizacion se ven expuesto a una situación de potencial corrosión. Esta bien aprender siempre. Gracias

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