Casi me parto la cabeza, ¡tal cual! Y eso sucedió un día en que estaba jugando con mis amigos del barrio a escalar árboles. Por suerte solo me hice una herida en la frente que dolió bastante, pero que no pasó a mayores en ese momento. Con el pasar de las semanas la herida se curó sola, entonces pensé en lo maravillosa que puede ser la vida y, especialmente, este proceso de regeneración de tejidos. Tiempo después pensé en que, si se podría presentar la regeneración en materiales no vivos, tales como el concreto.
En este artículo te vamos a contar cómo a nivel internacional se viene trabajando una alternativa ambiental que reduce tanto la generación de escombros como la producción de concreto para las edificaciones, lo cual se logra a partir del aumento de la vida útil de casas y edificios hoy existentes. Todo esto posible gracias al desarrollo de un concreto cuya principal característica es que puede recuperar algunas de sus propiedades con el tiempo. Sigue leyendo para saber más sobre esta alternativa para la construcción y estas pruebas para tener formas de ingeniería amigables con la naturaleza.
El concreto: un material resistente, pero al mismo tiempo frágil
El concreto es un material que se utiliza para la construcción de edificios y casas, pero con el tiempo se degrada y puede ocasionar grietas peligrosas debido a las debilidades que llega a presentar por diferentes circunstancias. Transcurridas un par de décadas, entre los 20 y 30 años, los procesos naturales como la contracción del material y otros efectos externos como el enfriamiento, calentamiento extremo, los temblores, la humedad, y el sobrepeso de la estructura pueden causar grietas y degrado en el material.
Aunque algunas estructuras no colapsen, estas pueden derrumbarse con el pasar de los años, puesto que el concreto suele utilizarse como refuerzo secundario en estructuras de acero, que, al agrietarse, permiten la entrada de agua y oxígeno, generando corrosión en los metales. Este fenómeno hace que los materiales se vuelvan menos resistentes y seguros, ocasionando como posibles consecuencias las caídas de las edificaciones.
Los efectos también son ambientales, puesto que para reparar estas infraestructuras es necesario la producción de más concreto, en la cual se generan emisiones de gases contaminantes al aire, como el monóxido de carbono, monóxido de nitrógeno y dióxido de azufre. Por otra parte, la extracción y movilización de los materiales para fabricar el concreto conlleva a la destrucción de hábitats y a la erosión de la tierra. Además, el polvo que se genera con la degradación o derrumbe de muros contiene algunos componentes dañinos como el carbón, plomo y yeso, los cuales pueden provocar enfermedades respiratorias si se llegan a inhalar.
Por otro lado, la generación de escombros es otra de las grandes problemáticas ambientales generadas por el deterioro de las estructuras, debido a que, si no son manejados con el debido cuidado, pueden terminar en los rellenos sanitarios de las ciudades, provocando la degradación del paisaje, contaminación del suelo, ya que liberan elementos tóxicos. En otros casos, este tipo de residuo puede acabar en las fuentes hídricas, dañando sus ecosistemas y afectando en la salud de la fauna y la flora marina. Mira la siguiente imagen para conocer los daños que generan los colapsos de las estructuras.
Ya hablando en cifras, en el mundo se generan 1,68 kilogramos per capitá día de residuos de demolición y construcción, según el informe What a waste 2.0 del Banco Mundial. En el caso de Colombia, en el año se producen 22 millones de toneladas de residuos que provienen de la construcción de acuerdo con lo afirmado por el Ministerios de Ambiente y Desarrollo Sostenible.
Para lo anterior se han previsto varias soluciones, no siendo necesariamente óptimas. La primera de ellas es la supervisión de las estructuras, que se centra en enviar inspectores que busquen imperfecciones en los edificios. Esta solución tiene como gran dificultad los costos asociados ya que se requiere contratar maestros de construcción y traer equipo especial. Además, hay que entrenar a albañiles para que puedan realizar estas labores.
Encontrando que esa primera solución no es muy práctica, se vienen consolidando otro tipo de soluciones, como lo es el concreto autorreparable. Si, así como acabaste de leer, ya se están ideando propuestas de un concreto autorreparable.
Para lograr esta solución soñada se llevan a cabo algunos procesos naturales. El primero de ellos es permitir que al interior del concreto se genere un nuevo material sólido que realmente son cristales de calcio los cuales rellenarían las grietas. La forma en que este se produce es la siguiente. Al desgastarse el material, se permite la entrada de agua por las grietas. Esta humedad entra en contacto con óxido de calcio que está depositado en el concreto, lo cual produce hidróxido de calcio (Ca{OH}2). Éste a su vez reacciona con el dióxido de carbono (CO2) que está presente en el aire y así se inicia el proceso de autoreparación del concreto a partir de los cristales que se producen con esta reacción. Lamentablemente este proceso natural solo puede reparar grietas de menos de 0,3mm de ancho.
Otra posibilidad fue planteada por expertos de la Universidad técnica de Delft, en los países bajos, quienes propusieron la posibilidad de agregar pegamento a la mezcla del concretoen forma de pequeños tubos al interior de la mezcla. De esta forma, al agrietarse, el concreto libera el pegamento para que selle la grieta. Sin embargo, el adhesivo endurecido se rompe y generan grietas y agujeros más grandes que la anterior, resultando inefectivo a la hora de reparar.
La solución más promisoria
Los avances anteriores llevaron a la conclusión que al incluir mecanismos para reparar el concreto no eran viables a gran escala. Desde esta mirada, se pensó que la mejor alternativa era darle al concreto sus propias herramientas para auto repararse. Por esto es que científicos de la Universidad técnica de Delft se dedicaron a estudiar el proceso con el que se puede formar un bioconcreto, en el que descubrieron que algunas bacterias y hongos, como el bacilo, pueden producir algunos minerales, como el carbonato de calcio, el cual ayuda a la reparación autógena del concreto.
El proceso de autoreparo es el siguiente: las mezclas de hormigón incluyen esporas de bacterias u hongos junto con nutrientes. Estas esporas permanecen inactivas por años mientras que el material permanece intacto. Luego, cuando las grietas se generan, con el ingreso de aire se permite que las esporas germinen y consuman los nutrientes a su alrededor. Esto lleva a la producción de carbonato de calcio que se convierte en el material de relleno de las grietas sin importar su tamaño. Según las pruebas realizadas, después de tres semanas, las grietas de un 1 mm de ancho se habrán reparado.
La siguiente imagen te ilustrara más sobre este proceso.
Los problemas que se pueden presentar
Aunque sea un descubrimiento que pueda traer numerosos beneficios y que lleva varios años en estudio, solo se ha podido implementar en algunas pruebas de laboratorio y pequeñas estructuras en campos de experimentación. Desde entonces, debido a que aún no está a la venta y ahora que tenemos esta pausa industrial, podemos decir que queda mucho para poder incluirlo en la producción masiva de concreto.
Otro de los inconvenientes que podrían emerger de este material sería el precio, puesto que un metro cubico de concreto común vale entre 70 y 80 dólares (296.000 pesos colombianos) mientras que metro cubico puede del concreto que se repara solo puede llegar a costar más de 110 dólares (alrededor de 407.000 pesos colombianos), un valor mucho más alto. No obstante, esto, se espera que a mayor producción de este bioconcreto se pueda disminuir su precio en el mercado. Ahora, así no se reduzca el precio a los niveles actuales, es importante reconocer que con este tipo de material se contribuye a disminuir la generación de escombros que, muchas veces, terminan ubicados en los vertederos de las ciudades, causando degradación de paisajes. Además, como ya se manifestó con anterioridad, la explotación excesiva de recursos naturales para obtener más de este material y alteración de drenajes naturales es algo que es deseable disminuir. Por lo que podemos deducir que esta invención podría llegar a representar un ahorro a largo plazo.
Para finalizar, es motivante citar al arquitecto francés Jean Philippe Vassal, quien alguna vez dijo: “Necesitamos estrategias para conocer que es esencial y para llevarlo a cabo. ¿Qué es esencial entonces? ¿Hacer lo máximo con lo mínimo?”. Así que, es necesario que el mundo se enfoque en aquellos estudios científicos que representen un ahorro económico y ambiental.
Semillero ALUNA: Santiago Camargo
Conceptos clave
- Concreto u hormigón: Pasta para construcción recubierta en cemento usado para estructuras resistentes como pavimentos y edificios.
- Bacilo: Géneros de bacterias en forma de barra o cilindro que contiene compuestos químicos en su composición.
- Carbonato de calcio: Compuesto oxisal resultante de la combinación de los elementos de carbono y calcio.
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Palabras clave: Construcción amigable, casas sostenibles, viviendas de interés social, economía circular, arquitectura sostenible, diseño arquitectónico bioclimático
