Una nueva investigación muestra cómo ciertos tubérculos no solo pueden ser buenos como alimentos, sino que sus fibras también podrían ayudar a hacer que las mezclas de hormigón sean más fuertes y ecológicas.

Ingenieros de la Universidad de Lancaster están trabajando junto con socios de la industria privada para investigar cómo fortalecer las mezclas de hormigón y a que a la vez sean más respetuosas con el medio ambiente agregando “nano-plaquetas” extraídas de las fibras de la raíces de ciertos vegetales.

La investigación, respaldada por la UE en su programa de financiación Horizonte 2020, se basa en ciertos indicios que han demostrado como diversas mezclas de hormigón, incluidas las nanoplaquetas de remolacha azucarera o zanahoria, mejoran significativamente las propiedades mecánicas del hormigón.

Estos hormigones “Vegetales” superan a todos los aditivos de cementos disponibles comercialmente, como el grafeno y los nanotubos de carbono, y a un coste mucho menor.

La industria de la construcción está en la búsqueda de nuevas formas para frenar sus emisiones de carbono. La producción de cemento Portland ordinario, uno de los principales ingredientes del hormigón, es intensiva en cuanto a emisiones – su producción representa el 8% del total de emisiones mundiales de CO2. En los próximos 30 años se espera que esta cifra se duplique debido a la creciente demanda de este material.

Para combatir esto, múltiples agentes dentro del sector privado y académico están buscando nuevas formas de hacer la industria de la construcción más amigable con el medio ambiente. El proyecto B-SMART contribuye a estos esfuerzos centrándose en el hormigón y su ingrediente más problemático: el cemento.

Los diversos estudios de pruebas de concepto demostraron que la adición de nanoplaquetas de tubérculos daría como resultado un ahorro de 40 kg de cemento Portland ordinario por metro cúbico de hormigón, lo que permitiría un ahorro de 40 kg de CO2 para el mismo volumen. Esto se consigue gracias a que la mayor resistencia conseguida con la mezcla de vegetales implica una necesidad menor de hormigón en los edificios. Estas nanoplaquetas de tubérculos sirven tanto para aumentar la cantidad de hidrato de silicato de calcio, la sustancia principal que controla la resistencia del hormigón, como para detener las grietas que aparecen en el mismo.

“Estos novedosos nanocompuestos de cemento se fabrican combinando cemento Portland ordinario con nano plaquetas extraídas de vegetales de desecho extraídos de la industria alimentaria” comentó el profesor Mohamed Saafi del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Lancaster, y añade: “Los materiales compuestos no son sólo superiores a los productos de cemento actuales en términos de propiedades mecánicas y microestructura, sino que también usan cantidades más pequeñas de cemento. Esto reduce significativamente tanto el consumo de energía como las emisiones de CO2 asociadas con la fabricación de cemento”.

También se descubrió que estos compuestos del cemento a base de vegetales tienen una microestructura más densa, lo cual es muy importante para prevenir la corrosión y aumentar la vida útil de los materiales.

El proyecto de investigación también busca agregar láminas muy finas hechas de nanoplaquetas de vegetales a estructuras de hormigón existentes para reforzar su fortaleza. Los investigadores creen que estas láminas superarían las alternativas existentes, como la fibra de carbono. Esto es debido en parte a que las vigas de hormigón reforzadas con las láminas podrían doblarse más, lo que ayudaría a desviar las fuerzas potencialmente dañinas.

La empresa Cellucomp Ltd, que participa como socio industrial dentro del proyecto, ya utiliza fibras vegetales de tubérculos para fabricar pinturas más duraderas. “Estamos entusiasmados de continuar nuestra colaboración con el profesor Saafi y desarrollar nuevas aplicaciones para nuestros materiales, donde podamos aportar importantes beneficios medio ambientales y de rendimiento”, dijo el Dr. Eric Whale de Cellucomp Ltd.