Hormigón de última generación para una construcción marina más sostenible
A fin de evitar el rápido deterioro de las infraestructuras costeras, que cuesta miles de millones de euros en reparaciones anuales, los materiales deben ser fuertes y resilientes. Además, debido a las preocupaciones respecto al clima, deben ser sostenibles y producir pocos residuos a la vez que siguen siendo competitivos. Dado que el hormigón de rendimiento ultraalto/durabilidad ultraalta (UHPC/UHDC, por sus siglas en inglés) cumple estos criterios, la industria lo utiliza cada vez más. «El problema es que, a menudo, se adopta directamente, lo que significa que los materiales locales pueden pasarse por alto a pesar de ser más adecuados para lograr la sostenibilidad general», afirma Liberato Ferrara, coordinador del proyecto ReSHEALience, financiado con fondos europeos. El consorcio del proyecto validó una metodología que permitió a los ingenieros mejorar proyectos de infraestructuras al proporcionar acceso a «recetas» fiables y repetibles de UHPC/UHDC. También se desarrolló una metodología de diseño basada en la durabilidad, con el objetivo de predecir el rendimiento a largo plazo.
Construir mejor, para que dure más con menos
Debido a sus difíciles escenarios operativos y, por lo tanto, al potencial de obtener beneficios de alto impacto, ReSHEALience se centró en construcciones en entornos marinos y químicamente agresivos. El equipo del proyecto experimentó con una gama de mezclas de hormigón, lo que incluyó el uso de escoria granulada molida de alto horno como aglutinante para reducir la huella de carbono. Los refuerzos de fibra resultaron clave en las recetas del proyecto al dar a las estructuras la solidez necesaria. Resultaron de especial interés las propiedades de autorreparación a través de la sinergia de mezclas cristalinas y nanomateriales, lo que incluye las nanofibras de alúmina y los nanocristales de celulosa. Los materiales se probaron para comprobar cómo resistían a exposiciones agresivas, como al cloruro o al ácido. Para ello, se utilizó modelización multifísica, lo cual permitió al equipo estudiar tanto los aspectos mecánicos como los químicos de las microestructuras de sus recetas. Dada la escasez de datos de entrada disponibles en este campo naciente, el modelo utilizó inteligencia artificial de «lógica difusa» «para transformar datos en bruto en conocimiento», añade Ferrara. Tras el establecimiento de las mezclas óptimas para los escenarios de interés, se llevaron a cabo seis proyectos piloto. Dos se realizaron en Italia, en una planta geotérmica de Italia, en depósitos mejorados con UHDC. Como estos se llenan de agua y lodos, se enfrentan a ataques mecánicos y ácidos. El tercero, llevado a cabo en España, fue una batea para el cultivo de mejillón de 540 m2 que sufrió microfisuras, lo cual permitió evaluar la autorreparación. El cuarto, también en España, fue una maqueta de una plataforma flotante para aerogeneradores marinos hecha de UHDC y diseñada para resistir la acción de las olas y los ataques del cloruro. El quinto fue una serie de pontones flotantes textiles de carbono prefabricados frente a la costa irlandesa, que se diseñaron para bajas temperaturas. Por último, mediante tecnologías de UHDC, se restauró una torre de agua dañada de un matadero en Malta.
Innovación para la conservación
Aunque todos los proyectos piloto demostraron que los materiales son robustos a escala real, Ferrara está especialmente orgulloso del último proyecto piloto. «La torre de agua de hormigón de Malta se construyó en la primera mitad del siglo XX, pero se degradó sobremanera por efecto del aire rico en cloruro y de la erosión de la arena transportada por el aire. Logramos restaurarla respetando la original como acto de conservación del patrimonio industrial», destaca Ferrara. De hecho, ahora, la torre de agua ha obtenido el estatus de Monumento nacional de grado 1 y la restauración recibió un reconocimiento especial en los Malta Architectural and Spatial Planning Awards de 2021, los premios de arquitectura y ordenación territorial de Malta.
Fomentar una mentalidad holística
Si bien algunas de las construcciones de ReSHEALience están comercialmente operativas, para que el UHDC sea un elemento de cambio, el intercambio de conocimientos es tan importante como los nuevos materiales. «No solo nuestras recetas de hormigón son de acceso libre, sino que, en cada proyecto piloto, participaron universidades y, siempre que fue posible, ofrecimos oportunidades de formación», comenta Ferrara. «El futuro necesita mentalidades holísticas, capaces de combinar principios de diseño, construcción y reciclaje desde el principio. Esto podría revolucionar algunas profesiones». Ahora, el equipo trabaja con miembros del consorcio para promover y facilitar esta transformación.
Palabras clave
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