El hormigón es uno de los materiales más comunes en la construcción en España; y se utiliza para levantar una gran variedad de estructuras, como carreteras, edificios o casas. Un elemento que está compuesto de una mezcla de piedras, cemento, arena y agua; aunque desde hace tiempo los investigadores trabajan en otras versiones, como uno flexible que puede emitir calor en invierno y se repara por sí solo u otro que es 5,6 veces más resistente al imitar a los huesos humanos. Ahora, unos ingenieros han encontrado el modo de fabricar hormigón más fuerte y resistente a las grietas usando alfombras.

Unos científicos de la Universidad RMIT, en Melbourne (Australia), han conseguido fabricar un nuevo tipo de hormigón a partir de fibras de moqueta y alfombras desechadas que hacen que sea más fuerte e impiden que éste se agriete. Un material que supone un paso más hacia la sostenibilidad en el sector de la construcción y que el equipo de ingenieros ha puesto a prueba gracias a la colaboración con Textile Recyclers Australia, Godfrey Hirst Australia y ayuntamientos de la localidad australiana Victoria.

Chamila Gunasekara, investigador principal de la Universidad RMIT, explica en un comunicado que el equipo de científicos ha desarrollado una técnica que utiliza fibras de moqueta o de alfombras desechadas para reducir hasta en un 30% las fisuras por contracción en las primeras etapas del hormigón. No sólo eso, sino que estos elementos también mejoran la durabilidad de este material de construcción. Lo que aborda un importante reto, ya que el coste anual de la reparación de grietas en Australia es de 8.000 millones de dólares (unos 4.895 millones de euros).

Hecho de fibras textiles

El equipo de investigadores, que han publicado su estudio en la revista Construction and Building Materials, ya ha demostrado que las fibras de las alfombras y moquetas desechadas se pueden utilizar para mejorar el hormigón. No sólo eso, sino que los ingenieros también han aprovechado su investigación para utilizar otros textiles desechados, como las telas de ropa, con el objetivo de hacer más resistente a este material de construcción. 

"El agrietamiento de las losas de hormigón en los primeros años de vida es un problema de larga data en los proyectos de construcción que puede causar corrosión prematura, lo que no sólo da mal aspecto al edificio, sino que también pone en peligro su integridad estructural y su seguridad. Las fibras de moqueta de desecho pueden usarse para aumentar la resistencia del hormigón en un 40% en tensión y evitar el agrietamiento prematuro, al reducir sustancialmente la contracción", señala Gunasekara.

Los científicos señalan que su objetivo con esta investigación era "llenar el vacío existente de análisis detallados sobre los distintos tipos de fibras de alfombra estándar en el hormigón armado". Para ello, han investigado "el rendimiento del hormigón reforzado con fibras de alfombra de desecho ampliamente utilizadas, a saber, nailon, polipropileno, tereftalato de politrimetileno y poliéster", se puede leer en el estudio.

En la investigación se ha empleado fibras de fracciones de volumen del 0,3 y el 0,5 % con una longitud de 12 milímetros; y se ha examinado las propiedades mecánicas, el comportamiento de contracción y agrietamiento, la estructura de los poros y la microestructura. Los resultados mostraron que el 0,3% del volumen de fibra produjo un rendimiento óptimo y que todos los tipos de fibra redujeron la contracción en comparación con el control sin fibras.

Concretamente, el nailon logró una reducción del 22,3% a los 90 días y la inclusión de fibras mejoró la resistencia a la flexión y a la tracción por hendidura hasta un 12% y un 39%, respectivamente; "debido a la formación de puentes entre las fibras, el refinamiento de los poros y la reducción de la porosidad". Mientras que las propiedades mecánicas de cada fibra "influyeron significativamente en el rendimiento del hormigón".

Los científicos ya han creado diferentes muestras de hormigón en su laboratorio con diferentes materiales textiles y han demostrado que cumplen las normas de rendimiento técnico y requisitos medioambientales del país. Un nuevo material que demuestra su potencial como una solución sostenible, que ofrece propiedades mecánicas mejoradas, mitigación de la contracción y un uso eficaz de los residuos de alfombras, abordando cuestiones críticas en los sectores de la construcción y la gestión de residuos.

Un gran reto medioambiental

Gunasekara hace hincapié en que la eliminación de alfombras y otros textiles, entre los que se incluyen los tejidos desechados, suponen un importante reto medioambiental. "Australia es el segundo mayor consumidor de textiles por persona del mundo, después de Estados Unidos. El australiano medio compra 27 kilogramos de ropa y textiles nuevos al año, y desecha 23 kg en vertederos. La quema de residuos de alfombras libera varios gases tóxicos, lo que genera problemas medioambientales", señala el autor del estudio.

Por su parte, Shadi Houshyar, científico especializado en textiles y materiales de la Universidad RMIT, asegura que los residuos de ropa de bomberos también plantean un reto, ya que las mismas cualidades que hacen que estos materiales sean ideales para la extinción de incendios también dificultan su reciclaje. "Hasta el 70% de los residuos textiles podrían convertirse en fibras utilizables, lo que supone una oportunidad en la cadena de suministro de materiales", afirma.

Los investigadores señalan que las pruebas de campo realizadas con el apoyo de socios de la industria y la administración local australiana ayudarán a captar las condiciones inesperadas que se dan en los proyectos de construcción del mundo real. Además, el equipo está colaborando con Andrzej Cwirzen, profesor de la Universidad Tecnológica de Luleå (Suecia), en la elaboración de modelos computacionales y ya ha realizado otros estudios sobre el uso de tejidos textiles en hormigón.