El hormigón autocurativo utiliza la luz solar para reparar sus propias grietas

Incluso las grietas más pequeñas en la superficie de las estructuras de hormigón pueden provocar grandes problemas si no se reparan de inmediato. Ahora, los investigadores han demostrado un revestimiento protector autocurativo inducido por la luz solar diseñado para reparar las grietas en la superficie de las estructuras de hormigón antes de que crezcan y se conviertan en otras más grandes que comprometan la integridad estructural.

Control de daños: Las estructuras de hormigón podrían algún día reparar sus propias grietas superficiales.

Las estructuras de hormigón más resistentes, como puentes y pasos elevados, podrían ahorrar a los gobiernos miles de millones de dólares en gastos anuales de reparación y mantenimiento. En los últimos años, un campo de investigación creciente se ha centrado en el desarrollo de mecanismos de autocuración para una variedad de materiales, incluido el hormigón. Han surgido varios enfoques para el hormigón autocurativo, incluidos los intentos de diseñar mecanismos de autocuración en el propio hormigón. Pero los autores de un nuevo artículo publicado en Interfaces y materiales aplicados de ACS dicen que su tecnología demostrada representa el primer ejemplo de un revestimiento protector autocurativo para hormigón.

Los enfoques anteriores a los sistemas de hormigón autorreparables se han centrado principalmente en restaurar la resistencia del hormigón dañado, dice Chan-Moon Chung , profesor de química de polímeros en la Universidad de Yonsei en Corea del Sur que dirigió la investigación. Su grupo eligió enfocarse en proteger la superficie, donde pequeñas grietas pueden permitir que el agua, el ion cloruro de la sal o el agua de mar y el dióxido de carbono penetren en la estructura, lo que puede conducir a un deterioro dañino.

El nuevo recubrimiento contiene microcápsulas de polímero, llenas de una solución que, cuando se expone a la luz, se convierte en un sólido resistente al agua. La idea es que el daño a una superficie de concreto revestida haría que las cápsulas se abrieran y liberaran la solución, que luego llenaría la grieta y solidificaría a la luz del sol.

Los investigadores han desarrollado una gama de sistemas de autocuración basados ​​en microcápsulas en años recientes. Generalmente, consisten en un agente curativo, a menudo un polímero combinado con un catalizador. Los sistemas están diseñados para que el daño ponga el agente curativo, originalmente en solución, en contacto con el catalizador, lo que hace que el agente curativo se solidifique. Pero existen limitaciones en este sistema, dice Chung, como la disponibilidad y el costo del catalizador. Dado que la luz solar induce la reacción clave en el nuevo revestimiento de su grupo, tiene la ventaja de no tener catalizadores y ser potencialmente económica, dice. Chung dice que el polímero que su grupo eligió como agente curativo es atractivo porque no se congela incluso a temperaturas muy bajas y se considera respetuoso con el medio ambiente.

Para demostrar la efectividad del recubrimiento, los investigadores lo rociaron sobre la superficie de muestras de concreto y usaron hojas de afeitar para aplicar pequeñas grietas. La microscopía electrónica de barrido confirmó que la hoja de afeitar hizo que las microcápsulas liberaran su contenido, que llenó el área dañada. Después de que los investigadores expusieron las muestras a la luz solar durante varias horas, la microscopía adicional mostró curación, mientras que las áreas dañadas en las muestras de control permanecieron vacías. Finalmente, los investigadores confirmaron que las muestras con el nuevo recubrimiento eran mucho menos vulnerables a la penetración de iones de cloruro y agua que los controles.

Chung dice que la próxima tarea de su grupo es determinar la composición óptima del recubrimiento y demostrar que permanece estable durante un tiempo prolongado. Dice que, hasta el momento, el grupo ha demostrado que el recubrimiento puede permanecer estable durante un año.

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