Hormigón impreso con 3D más resistente y reduce las emisiones de CO2

 17-10-2020
Andrés Zimbrón

 

   

 

Recientemente, investigadores de la Universidad de Berkeley en California desarrollaron una nueva forma de reforzar el hormigón con una celosía de polímero, una innovación la cual podría competir con otras mejoras basadas en polímeros y al mismo tiempo mejorar la ductilidad del hormigón mientras reduce las emisiones de dióxido de carbono (CO2) del material.

Los científicos de la Universidad de Berkeley utilizaron una impresora 3D con el propósito de construir celosías de octetos de polímero (algo parecido a un panal, pero de ocho ángulos), que luego llenaron con hormigón de ultra alto rendimiento (UHPC, por sus siglas en inglés). Según los especialistas, el resultado es cuatro veces más resistente que el hormigón convencional en compresión. Además, el material reforzado tuvo un mejor rendimiento en las pruebas de resistencia, flexión y compresión.

Hayden Taylor, profesor asistente de ingeniería mecánica y autor del estudio afirmó que el proyecto está basado en una investigación previa del laboratorio privado Ostertag, cuyo experimento tuvo por primera vez la idea de utilizar la estructura de celosía de ocho lados con hormigón tipo UHPC. "Dentro de una construcción, cuando un material es frágil, puede soportar cierta carga máxima y después falla. En este caso, no observamos esa falla y llegamos al resultado de convertir un material muy frágil en algo muy dúctil" agregó.

Desde 1960, los especialistas en construcción han construido con mezclas de hormigón y fibras poliméricas. El concepto no es nuevo, pues las fibras se han utilizado para reforzar la mezcla de cemento, grava, agua y arena desde la antigüedad. El problema viene cuando no es colado adecuadamente y de no tener una distribución homogénea, es decir cuando una parte del hormigón tiene una alta concentración de fibras mientras que otra apenas tiene, eso puede originar la formación de grietas.

El hormigón fabricado en la actualidad contrasta por el desarrollado por los especialistas de la Universidad de Berkeley ya que los polímeros probados por los científicos resultaron con altos valores de densidad de deformación y pudieron absorber mucha energía. Los polímeros utilizados fueron ácido poliláctico (PLA) un material más sencillo de imprimir, pero más frágil en comparación a otros polímeros y acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), un polímero utilizado desde bloques Lego hasta cascos de motocicleta.

Durante la fabricación de hormigón convencional, su principal ingrediente, el cemento, produce el 8 por ciento de las emisiones de CO2 a nivel mundial. El material de refuerzo desarrollado por los investigadores de la Universidad de Berkeley, California tipo UHPC constituye menos del 5 por ciento de la mayoría de las estructuras de hormigón; por lo tanto, aumentar la cantidad de polímero y reducir la cantidad de hormigón en las construcciones podría reducir las emisiones de dióxido de carbono de manera significativa.

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