La gente siempre ha sentido la necesidad de desarrollarse. Este también es el caso en la construcción. El cemento, y más tarde también el hormigón, han sido nuestros materiales de construcción durante mucho tiempo. Este método de construcción se desarrolló aún más cuando se agregó una armadura de acero para aumentar la resistencia a tracción del hormigón. Desafortunadamente, a pesar del recubrimiento de hormigón, el acero se oxidará en algún momento y será necesaria una renovación. ¿Pero no hay ' otra forma? Una alternativa al hormigón armado clásico es el hormigón reforzado con fibras de carbono.
De la Bundeswehr a la industria de la construcción
Alexander es uno de los dos directores generales de CarboCon GmbH con sede en Dresde. La propia CarboCon es una escisión de TU Dresden para llevar el hormigón al carbono de la investigación al mercado como material de construcción alternativo al hormigón armado.
Después de graduarse de la escuela secundaria, fue a las fuerzas armadas durante un año. Allí conoció a un oficial que estaba haciendo un trabajo pionero como ingeniero de caminos y decidió atreverse a estudiar ingeniería. Se convirtió en asistente de investigación en la TU de Dresde, donde trabajó en hormigón al carbono hasta que se cambió directamente a CarboCon en 2018.
En CarboCon, actúa como director técnico y se ocupa de la planificación de proyectos de construcción con materiales de construcción sostenibles, especialmente el hormigón al carbono, por supuesto. Lo que más le gusta de su trabajo es poder preservar las estructuras gracias a una rehabilitación con hormigón al carbono.
¿Por qué necesitamos una alternativa al hormigón armado?
El hormigón armado es ahora uno de los materiales de construcción más utilizados en el mundo. Armadura de acero, protegida por una gruesa capa de hormigón para protegerla de la oxidación. Los puentes en particular se han construido casi en su totalidad con hormigón armado durante décadas. La protección contra el óxido no siempre funciona con varios centímetros de hormigón. Los puentes, en particular, a menudo tienen que ser renovados o incluso renovados. Por supuesto, esto cuesta muchas materias primas y energía cada vez, lo que a su vez crea una gran cantidad de CO2.
Pero, ¿y si en lugar del acero, que se oxida, utilizamos un material que no se oxida? Esta idea tiene más de 30 años y se ha realizado mucha investigación en esta dirección. El carbono es perfecto como material: duradero y resistente al óxido. Por lo tanto, se adoptó y se desarrolló el sistema de hormigón armado.
El hormigón al carbono como material de construcción sostenible
¿De qué está hecho el hormigón al carbono? Al igual que con el hormigón armado, tenemos nuestros dos componentes aquí: Carbón y hormigón. El hormigón absorbe las fuerzas de compresión, mientras que la armadura de carbono es responsable de las fuerzas de tracción. Hay barras de carbono o rejillas de carbono que se insertan como refuerzo. Estamos sustituyendo, por así decirlo, la armadura de acero por una armadura de carbono que no se oxida.
El carbono se obtiene a partir del petróleo o de fibras de poliacrilonitrilo (PAN) y se procesa en fibras de alto rendimiento por medio de una impregnación. Miles de fibras delgadas como una oblea se unen para formar un hilo que finalmente se forma en barras y se junta como una celosía fina. Como resultado, el carbono alcanza un nivel muy alto de rendimiento , en números aproximadamente seis o siete veces mayor que el del acero.
Por supuesto, el carbono no es necesariamente sostenible por derecho propio. Sin embargo, como es más eficiente que el acero y no se oxida, no necesita una capa de hormigón tan gruesa. De hecho, con el hormigón al carbono se puede ahorrar hasta un 80% del hormigón en comparación con el hormigón armado. No solo necesitamos menos hormigón durante la construcción, la estructura también dura mucho más porque no se oxida. ¡Estos dos puntos hacen que la construcción con hormigón al carbono sea tan sostenible y una alternativa real!
No solo eso: Ya existen muchos enfoques diferentes para hacer que la producción y el procesamiento de fibras de carbono sean más sostenibles en el futuro.
Campos de aplicación del hormigón al carbono
Por supuesto, queremos saber en qué áreas se está utilizando el hormigón al carbono y por qué es tan buena idea. Alexander explica que hay dos áreas principales de aplicación para el hormigón al carbono:
- Nuevo edificio con hormigón al carbono
- Construir en estructuras existentes con hormigón al carbono
Una gran área es, por supuesto, la nueva construcción con hormigón al carbono en lugar de hormigón armado. Debido a las propiedades de las fibras de carbono, las estructuras de los edificios se pueden construir más estrechas y aún más estables. Esto ahorra aproximadamente el 50% del hormigón. Además, hay longevidad , ya que el carbono no se oxida.
- "Si decimos que sólo alargamos la vida útil en un factor de dos con respecto a lo que tenemos ahora, tendríamos un gran valor añadido".
Alexander ve los estacionamientos como un problema en los edificios de hoy '. El hormigón armado tiene que renovarse o recubrirse constantemente. Con un refuerzo de fibras de carbono ya no tendríamos estos problemas y los aparcamientos podrían durar 100 o incluso 200 años.
Otra área está trabajando con hormigón al carbono existente. Desafortunadamente, en Alemania se están demoliendo demasiadas cosas, lo que no es exactamente una ventaja para la sostenibilidad. El hormigón al carbono se puede utilizar para proteger la estructura existente.
Si se arma un techo convencional, se deberían aplicar unos buenos 7 a 10 cm de hormigón proyectado. Una manta normal no puede hacer frente a tal peso. Entonces, es más fácil demoler el edificio y reconstruirlo, ¿no es así? Alexander informa un método mucho mejor.
Se aplica una fina capa de hormigón al carbono a la estructura existente; normalmente es suficiente un espesor de alrededor de 1 cm. Aquí la superficie del techo está un poco rugosa. Luego se rocía hormigón fino especial, de unos 3-4 mm de espesor. Luego se coloca malla de carbono y se agrega otra capa de hormigón fino para que la armadura no supere 1 cm al final.
Esta capa adicional no suele ser un problema, incluso para monumentos, pero consigue un enorme refuerzo del techo del 200-300% de la capacidad portante. Por lo tanto, los edificios existentes se pueden preservar con hormigón al carbono, esta es la forma de construcción más sostenible.
El hormigón al carbono y el futuro de la construcción
Los primeros estacionamientos y puentes peatonales ya se han implementado con hormigón al carbono. También se está atreviendo a acercarnos lentamente a puentes con cargas pesadas. Incluso se pueden construir casas con este innovador material de construcción. Mientras tanto, la diferencia de precio para la construcción con hormigón armado ya no es demasiado grande; la relación precio-rendimiento en términos de vida útil y sostenibilidad es, por supuesto, mucho mejor. Nos preguntamos: Entonces, ¿por qué no hay más personas construyendo con hormigón al carbono?
- " Hay un obstáculo en Alemania y eso 'es porque aún no' tenemos un estándar".
Casi lo pensamos. Sin una norma o directrices, lamentablemente es muy difícil introducir nuevos materiales de construcción en el mercado alemán. Se debe obtener la aprobación para cada caso individual. También típico de la industria de la construcción alemana: Los arquitectos y planificadores de edificios rara vez se atreven a probar cosas nuevas, especialmente si aún no hay un estándar para ello. Y como todo en la industria de la construcción alemana, esto puede llevar tiempo.
Alexander enfatiza que, incluso en una industria muy conservadora como la de la construcción, siempre se debe tratar de encontrar nuevas formas de mejorar aún más lo que ya existe. También le gustaría aconsejar a los futuros ingenieros que se atrevan a trabajar con nuevos materiales y métodos de construcción, que simplemente los prueben. Por supuesto, solo podemos apoyar eso. La ingeniería en Alemania tiene que estar más abierta a nuevas ideas.
Alexander, ¿cuál es tu edificio favorito?
No tiene una estructura favorita directa. Pero nos hace saber que las estructuras de cáscaras en particular aún lo impresionan mucho. Le fascina la posibilidad de abarcar grandes áreas sin columnas.
Podemos entender eso completamente. Los edificios elegantes son realmente hermosos a la vista. ¡Gracias por visitarnos!