Soluciones de materiales ecológicos para una construcción sostenible
El hormigón es, con diferencia, el material de construcción más utilizado, con una producción anual de más de 25 000 millones de toneladas. Esto significa que los materiales que componen el hormigón —áridos y cemento— deben producirse en cantidades inmensas. «La producción y el transporte de estos materiales conlleva la liberación de una gran cantidad de CO2», explica Nikola Tošić, beneficiario de una beca de investigación de las Acciones Marie Skłodowska-Curie para el proyecto GREEN-FRC, de la Universidad Politécnica de Cataluña (España). «De hecho, solo la producción de cemento es responsable de aproximadamente el 7 % de todas las emisiones antropogénicas de CO2». La extracción y producción de áridos también pueden dañar los sistemas fluviales y montañosos, además de generar una gran cantidad de residuos y contaminar el suelo. Como resultado, el uso de materiales más sostenibles se ha convertido en un área de interés importante. «En este ámbito se producen constantes avances», comenta Tošić. «Sin embargo, la adopción y ampliación de estas soluciones por parte de la industria han demostrado ser el principal cuello de botella. La propia industria de la construcción está muy fragmentada y el margen de seguridad es considerable, ya que hay vidas en juego».
Hormigones de última generación
El equipo del proyecto GREEN-FRC pretendía abordar estos retos creando hormigones completamente «novedosos» con el mayor número posible de componentes no tradicionales. «Nos fijamos el objetivo de producir hormigones reforzados con fibra con materiales reciclados y de desecho para proyectos de infraestructuras urbanas más sostenibles», añade Tošić. Para empezar, el equipo del proyecto probó diferentes composiciones de hormigones con áridos, aglutinantes y refuerzos sostenibles. Los materiales incluían hormigón triturado, arcilla calcinada de caliza y fibras macrosintéticas recicladas. «Esta parte del proyecto era experimental», aclara Tošić. «Fabricamos diferentes hormigones, identificamos sus propiedades en estado fresco y endurecido y probamos elementos estructurales a escala real, como vigas, para averiguar su capacidad portante y su comportamiento en diferentes condiciones de carga». La investigación, que se llevó a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, también quería encontrar formas de modelizar y predecir las propiedades de dichos hormigones. «Esto se hizo construyendo bases de datos de resultados experimentales y utilizando, por ejemplo, algoritmos de aprendizaje automático para encontrar dependencias entre las aportaciones (propiedades de los materiales constituyentes) y los resultados (propiedades del hormigón)», añade Tošić. Se realizaron simulaciones numéricas para que el equipo del proyecto pudiera ver lo que ocurría «dentro» de los distintos materiales. Esto les permitió determinar de forma virtual ciertos comportamientos que no se podían analizar en los experimentos.
Desbloquear los cuellos de botella de la industria
Tošić cree que el proyecto ha logrado demostrar que los nuevos hormigones fabricados con componentes y refuerzos alternativos son viables y pueden adaptarse a diferentes fines estructurales. «Por ejemplo, demostramos que las fibras macrosintéticas, como el polipropileno, pueden utilizarse como refuerzos de fibra incluso en condiciones de carga a largo plazo», señala. «Esto era algo que no estaba del todo claro antes de realizar las pruebas. También hemos indicado cómo deben modificarse los códigos de diseño para incluir estos nuevos materiales». El trabajo realizado en relación con el desarrollo del código de diseño supone un avance importante hacia la eventual adopción de nuevas normas. En este sentido, el proyecto podría ayudar de verdad a desbloquear los persistentes cuellos de botella de la industria.
Un entorno construido sostenible
«Disponemos de la experiencia y los conocimientos», señala Tošić. «Solo tenemos que colaborar para llevarlos a la práctica». Mientras tanto, el equipo del proyecto colabora activamente con la industria para transferir estos conocimientos a los productores de refuerzos de fibra y barras de polímero reforzadas con fibra y a empresas de demolición. «Durante este proyecto se establecieron muchas relaciones de colaboración», comenta Tošić. «Esperemos que el legado a largo plazo de este proyecto sea una red de universidades, instituciones y empresas colaboradoras, unidas en torno al objetivo de mejorar constantemente los hormigones que utilizamos para construir nuestro entorno edificado».
Palabras clave
GREEN-FRC, hormigón, edificio, construcción, cemento, CO2, emisiones, contaminación, sostenible
