El mortero reforzado con residuos industriales de acero es duradero, pero no se puede monitorizar
Es habitual añadir al mortero u hormigón diferentes tipos de fibras, para dotarlo de mayor durabilidad, resistencia y firmeza. Por evitar la fabricación de estos aditivos, un investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UPV/EHU, junto con las universidades Bio-Bio y Andres Bello chilenas, ha recurrido a los residuos de acero industriales, en forma de fibras y virutas, y determinado cómo cambian las propiedades del compuesto resultante, en función de las cantidades añadidas.
En la actualidad, existe una gran variedad de morteros en el mercado que llevan incorporadas fibras de plástico, carbono y metal, entre otras, como refuerzo. “En nuestra investigación, hemos querido utilizar fibras que no han pasado por un proceso de fabricación, y hemos recurrido a residuos de acero, en forma de fibras virutas, generados en la industria. De esta forma, conseguimos, por un lado, evitar la propia fabricación de las fibras, y, por otro, reutilizar directamente los residuos industriales, sin someterlos a ningún proceso de reciclado”, comenta Roque Borinaga Treviño, investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UPV/EHU y uno de los autores de este trabajo.
En la investigación también quisieron verificar si había opción de realizar la monitorización de las estructuras reforzadas con residuos de acero. En anteriores estudios se ha podido demostrar que la monitorización de las propiedades eléctricas y térmicas permite detectar, por ejemplo, grietas en las estructuras. “En el caso de haber alguna grieta, sucederá una desconexión entre las fibras, lo cual modificará las propiedades eléctricas y térmicas del mortero. Por tanto, en las mediciones realizadas mediante distintos dispositivos detectaríamos unas diferencias mayores”, explica el Dr. Borinaga.
El estudio consistió en hacer el seguimiento de la forma en que cambian las propiedades eléctricas y térmicas en función del tipo y la cantidad de residuo utilizadas. Para la parte de las propiedades eléctricas, tomaron como indicador de la monitorización la resistividad eléctrica del mortero. El mortero se caracteriza por tener una resistividad eléctrica grande, es decir, la electricidad tiene una capacidad muy limitada para atravesarlo. Las fibras, sin embargo, hacen que esa resistividad sea menor. En cuanto a las propiedades térmicas, el indicador elegido fue la conductividad térmica. La conductividad térmica del acero es 15-20 veces mayor que la del mortero, por lo que un mortero convencional presentará una resistencia mayor a que el calor pase a través suyo que uno reforzado con fibras de acero.
Una de cal y otra de arena
Los resultados obtenidos “no son del todo significativos”, revela Borinaga. Según han podido observar, los residuos metálicos utilizados, independientemente del tipo y cantidad, no cambian de forma significativa ni la resistividad eléctrica del mortero ni su conductividad térmica. Por lo tanto, “no se consideran apropiados para realizar la monitorización con los indicadores planteados por nosotros, ya que no advertiríamos ninguna diferencia entre un mortero normal y el reforzado”, aclara el investigador.
No obstante, el hecho de contar con el refuerzo de residuos de acero “no ha tenido ningún efecto negativo en la calidad del mortero —detalla el Dr. Borinaga—. Y es sabido que el mortero que contiene fibras suele tener una duración mayor. Así que se puede afirmar que mejoran las propiedades mecánicas del mortero”.
En lo concerniente a la cuestión de la monitorización, Borinaga explica que continuarán con la investigación: “Puede que cambiemos el diseño del mortero, o probemos con otras cantidades o formas de residuo, o intentemos hacer la monitorización mediante otras técnicas, como los ultrasonidos o la inducción”.
Información complementaria
Esta investigación ha sido fruto de la colaboración entre tres universidades. Roque Borinaga Treviño, el investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UPV/EHU, está especializado en el análisis térmico y mecánico del mortero, mientras que los colaboradores de la Universidad Bio-Bio trabajan en añadir fibras al asfalto. Han aunado sus áreas de conocimiento para llevar a cabo los experimentos con mortero, y la Universidad Andrés Bello ha colaborado en aportar medios y en los análisis.
Referencia bibliográfica
J. Norambuena-Contreras, J. Quilodran, I. Gonzalez-Torre, M. Chavez, R. Borinaga-Treviño.
Electrical and thermal characterisation of cement-based mortars containing recycled metallic waste
Journal of Cleaner Production (2018)
