21° Senior Webinar
ALCONPAT / HOLCIM

Título de la conferencia:

Resumen: Los materiales cementicios ostentan una posición privilegiada en la industria de la construcción gracias a su papel como material estructural a consecuencia de sus buenas prestaciones mecánicas. Este hecho ha sido el motor de constantes investigaciones al respecto en el último siglo. Sin embargo, actualmente se solicita a los materiales estructurales la capacidad de desarrollar múltiples funciones, obviamente sin merma de sus propiedades estructurales.

Si se consiguen las mismas prestaciones con un único material multifuncional que con una combinación de materiales estructurales y funcionales, directamente se estará reduciendo costes, mejorando la durabilidad del conjunto y la necesidad de mantenimiento, aumentando el volumen funcional, evitando la degradación de las propiedades mecánicas y simplificando el diseño.

Los materiales cementicios (pastas, morteros y hormigones) presentan, en menor o mayor grado, un buen comportamiento mecánico. Por otra parte son materiales dieléctricos, es decir, son malos conductores de la electricidad. Ahora bien, mediante la adición de otro material en este caso que sí es conductor (materiales carbonosos o fibras de acero), se obtienen materiales compuestos conductores con un nuevo y amplio rango de aplicación, es decir, con un valor añadido. Por tanto estamos transformando un material cementicio convencional en un material cementicio (conductor) multifuncional.

Entre las nuevas aplicaciones funcionales se pueden citar: la percepción de deformaciones o del daño estructural. La percepción de deformaciones (que puede relacionarse con la percepción de tensiones, pero es diferente a la percepción de daños) resulta importante en algunas aplicaciones como el control de vibración estructural o la monitorización y control de cargas (personas o vehículos). Algunos ejemplos abarcan, (I) medidas de peso de camiones en movimiento, (II) control del peso de los usuarios en edificación, con el propósito de monitorizar la ocupación de las habitaciones, y pudiendo usar dicha información en sistemas domóticos de control de iluminación, ventilación o climatización, con los correspondientes ahorros de energía, (III) la detección de personas tanto en el interior como exterior de los edificios permitiría mejorar el control de la seguridad La posibilidad de que una estructura sea sensible a sus propias deformaciones sin llevar ningún sensor adherido o embebido en el mismo es indudablemente interesante a la hora de plantear una estructura inteligente.

Otras funciones que puede desarrollar un material cementicio conductor es el apantallamiento de ondas electromagnéticas (útil para proteger frente fuentes de radiación o a aparatos sensibles a campos electromagnéticos) o el uso como ánodo en la aplicación de la técnica de extracción electroquímica de cloruros y de protección catódica.

Su posible aplicación como elemento calefactor está directamente relacionada con la mejora de la conductividad eléctrica y térmica del compuesto. Como cualquier resistencia eléctrica a través de la que se haga circular una corriente eléctrica, un material cementicio conductor (debido a la adición de un material carbonoso, por ejemplo) convierte parte de la energía eléctrica en calor, aumentando de esta manera la temperatura del material. Este fenómeno es conocido como efecto Joule. Esta característica puede ser de utilidad para una posible aplicación de los composites cementicios multifuncionales en calefacción de edificios o en deshielo de pavimentos, entre otros.

La aplicación como control de la capa de hielo sobre diferentes infraestructuras de transporte (autopistas, puentes o pistas de aeropuertos, por ejemplo) conseguiría mejorar notablemente la seguridad vial, a la vez que no compromete la durabilidad de las propias estructuras con el uso de sustancias agresivas para la misma. Muchos de los métodos que actualmente se usan para eliminar el hielo de las carreteras se basan en el empleo de compuestos químicos perjudiciales para el hormigón armado o el acero de las estructuras de paso (viaductos, túneles, pistas de aeropuertos). Frente a estos métodos químicos existe la posibilidad de utilizar sistemas de calefacción, entre los que se incluirían las capas de hormigón conductor.