Feria Comercial BAU 2019: Construcción usando concreto reforzado con materiales renovables

El material de construcción del mañana está aquí hoy. El concreto reforzado con textiles (CRT) es duradero, moldeable en diversas formas y adecuado para la construcción liviana. Como su nombre indica, el CRT convencional está reforzado con telas de fibra de carbono o vidrio en lugar de acero. Un equipo de investigación en el Instituto Fraunhofer para la Investigación de la Madera, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI ahora está reemplazando estas telas con fibras naturales ecológicas. Estas alternativas compiten con el desempeño del concreto convencional, pero dejan una huella de carbono más pequeña y cuestan menos de producir. Los investigadores presentarán un prototipo de un puente de hormigón reforzado con fibra natural en la feria comercial BAU 2019 en Múnich del 14 al 19 de enero de 2019.

Los puentes de Alemania están en mal estado. TÜV Rheinland dice que uno de cada dos se está deteriorando. El hormigón armado se corroe fácilmente. La oxidación hace mella en el acero de refuerzo mucho antes de que se vea cualquier signo de daño. Ahora la industria está buscando relegar las grietas en el concreto y el acero oxidado, a la historia. Los ingenieros y arquitectos están optando por el concreto reforzado con textiles, un material de construcción no corrosivo con una larga vida útil y las mismas propiedades estructurales que el concreto reforzado. Los componentes hechos de este material pueden ser tan delgados como unos pocos centímetros. Puede moldearse para hacer estructuras delicadas y ligeras con tejidos de refuerzo que se doblan prácticamente en cualquier forma. Junto a los puentes, el material también es adecuado para fachadas y techos. Los diseñadores lo utilizan para muebles (sillas y sillones) y esculturas.

El secreto de este concreto de alto desempeño es que está reforzado con fibras de carbono, vidrio o polímeros en lugar de acero. Los investigadores de Fraunhofer WKI en Braunschweig desean reemplazar estas fibras con un textil basado en materias primas renovables, un movimiento que pagaría grandes dividendos por el medio ambiente y el clima. Van con productos locales, en este caso lino, que pueden ser hilado o tejido. Los investigadores pueden agregar hebras de fibra polimérica al lino para crear un tejido híbrido adaptado a los requisitos de un componente dado.

Los científicos del Centro de Aplicación de Fraunhofer WKI para la Investigación de Fibra de Madera HOFZET® utilizan un telar de pinzas dobles con un accesorio Jacquard para tejer esta mezcla de materiales. Con esta máquina de tejer - la única de su tipo en Europa - los expertos pueden producir materiales compuestos ligeros innovadores con estructuras textiles complejas, específicas de la aplicación y funciones integradas. La máquina combina materiales convencionales y sostenibles de una manera rentable y técnicamente sofisticada. Luego se incrustan en concreto de alto rendimiento con la densidad estructural que protege las fibras casi completamente contra la intemperie. Este tejido también se modifica con resinas naturales.

Reducir los impactos ambientales adversos
El textil a base de lino está incrustado en el componente dado en capas. Su rigidez es variable, por lo que se puede disponer en la forma deseada. Y posiblemente podría fundirse para crear contornos curvos como cúpulas y elementos de pared redondeados. El concreto líquido, especialmente desarrollado en el Centro de Edificios Ligeros y Respetuosos con el Medio Ambiente (ZELUBA®) de Fraunhofer WKI, se vierte sobre el textil. La sostenibilidad ecológica estaba muy en la mente de los desarrolladores; hicieron un gran esfuerzo para arreglárselas con bajas cantidades de materias primas primarias. La mezcla de materiales consiste en un agregado muy fino, agua, aditivos y mezclas para el concreto y un material textil de refuerzo hecho de lino. “La calidad del concreto reforzado hecho con un tejido de lino es mayor que la del concreto reforzado en puentes. La matriz, es decir, la estructura, es tan densa que las sustancias nocivas no pueden penetrar en el componente. Esto da como resultado una vida útil mucho más larga de varias décadas ", dice Jan Binde, un científico de ZELUBA®.

Un compuesto con notable longevidad.
La combinación de lino y concreto demostró en las pruebas ser un compuesto ideal, como lo confirman las pruebas de durabilidad y de resistencia a la carga en el nuevo ecológico concreto reforzado con textiles. “Las fibras naturales encajan muy bien con el material de construcción, lo que también se puede atribuir al hecho de que podemos controlar cómo se fija el textil en el concreto. La superficie específica del textil es variable ", dice el investigador.

CRT hecho de renovables permite a los constructores erigir puentes ligeros y estrechos que también pueden ser atravesados ​​por vehículos motorizados. “Un puente de concreto armado con un tramo de 15 metros tendría un espesor de aproximadamente 35 a 40 cm, mientras que su contraparte de lino sería considerablemente más delgado de 12 a 16 cm. Esto ahorra mucho material. Las capas delgadas son factibles ", dice Binde. Los esfuerzos de los investigadores para optimizar el material de construcción innovador continúan mientras la aprobación de las autoridades de construcción está pendiente.

Binde y sus colegas estarán en la feria comercial BAU en Munich del 14 al 19 de enero de 2019, donde el exhibidor conjunto de Fraunhofer número 528 en el pabellón C2 mostrará un prototipo de un puente autoportante reforzado con fibra de lino, con una sección transversal de 5 cm que se asienta sobre pilares de madera.

© Jana Winkelmann,  Tejido de lino liso

© Jana Winkelmann  Seda híbrida de lino/carbono

Fraunhofer-Gesellschaft
Research News
01 Octubre 2018