- La durabilidad del concreto con bajo CO₂ se ve significativamente afectada por la humedad ambiental.
- El acero de refuerzo en concreto húmedo puede oxidarse hasta 100 veces más rápido que en concreto seco.
- El mismo concreto puede comportarse de manera muy diferente en distintos climas.
- Los futuros proyectos deberán elegir las fórmulas de concreto según el clima local.
Según un nuevo modelo del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (ETH Zurich), las fórmulas de concreto con bajo contenido de dióxido de carbono (CO₂) pueden ser sostenibles hasta 50 años en ciertos lugares, pero podrían deteriorarse más rápidamente en otros. El modelo, publicado el 7 de septiembre, tiene como objetivo facilitar el uso generalizado de concreto ecológico sin aumentar los problemas de mantenimiento. El equipo de investigación probó tres fórmulas de concreto y utilizó datos meteorológicos de Zúrich (Suiza), Bergen (Noruega), Manaos (Brasil) y Huailai (China). El modelo rastrea los cambios de humedad dentro del concreto y calcula la velocidad de corrosión del acero de refuerzo.
La humedad se convierte en un factor clave.
El impacto de la humedad en el concreto
El concreto es indispensable en la construcción moderna, pero la producción de cemento libera grandes cantidades de CO₂. El cemento de baja emisión ayuda a construir edificios más ecológicos, pero el concreto fabricado con estos cementos a menudo se carbonata más rápido que las mezclas tradicionales. En el proceso de carbonatación, el CO₂ atmosférico penetra en el concreto y altera su composición química, lo que puede eliminar la capa protectora que rodea el acero de refuerzo, provocando su oxidación. Las normas actuales se centran en retrasar la carbonatación, pero los investigadores señalan que esto ignora las desventajas de las fórmulas con bajo CO₂ en cuanto a la posterior velocidad de corrosión del acero.
La influencia de la humedad supera con creces las diferencias entre las tres fórmulas. Cristhiana Albert, del Instituto de Materiales de Construcción del ETH Zurich, afirma que el acero de refuerzo se oxida hasta 100 veces más rápido en concreto húmedo que en concreto seco.
El comportamiento del concreto en diferentes climas
Aunque las condiciones climáticas de los cuatro lugares son distintas, las normas europeas clasifican a todos ellos en la misma categoría de "alternancia de humedad y sequedad". El modelo muestra que el mismo concreto puede comportarse de manera muy diferente en cada lugar. "La influencia del clima superó nuestras expectativas; el mismo concreto puede comportarse de manera completamente diferente en distintos climas", declaró Ueli Angst, profesor de durabilidad de materiales en el ETH Zurich. Bergen y Manaos ofrecen ejemplos claros, con precipitaciones anuales de aproximadamente 2,500 milímetros, pero con tasas de corrosión calculadas diferentes.
Esta diferencia puede explicarse por el factor tiempo, ya que el concreto absorbe agua rápidamente pero se seca lentamente, y la secuencia de las estaciones de lluvias y secas tiene un impacto más importante que la precipitación anual o la humedad promedio. Por lo tanto, algunos tipos de concreto con bajo CO₂ pueden ser sostenibles durante 50 años o más en ciertos lugares, pero pueden deteriorarse más rápidamente en otros entornos.
El modelo aún necesita ser validado en situaciones reales. Los resultados no significan que el concreto con bajo CO₂ sea inherentemente menos duradero o inseguro. Su resistencia puede ser comparable a la del concreto tradicional, y si el material no se mantiene húmedo, la velocidad de oxidación del acero de refuerzo puede seguir siendo baja. "Necesitamos comprender mejor el comportamiento a largo plazo del concreto ecológico en diferentes condiciones climáticas", señaló Albert. Por lo tanto, los futuros proyectos pueden necesitar elegir el concreto según el clima local, en lugar de aplicar el mismo estándar en todas las regiones. Las áreas especialmente húmedas pueden requerir medidas adicionales para limitar la penetración del agua.
"Por lo tanto, las normas actuales pueden convertirse en un obstáculo para los nuevos materiales más ecológicos", añadió Angst.
El método aún no está listo para su uso en la planificación convencional, ya que sus cálculos siguen siendo complejos y requieren una validación adicional en construcciones reales antes de que los investigadores puedan desarrollar métodos más simples para evaluar el nuevo concreto. Las futuras pruebas climáticas también podrían considerar el cambio climático, ya que los cambios en la frecuencia y duración de los períodos de lluvia y sequía podrían alterar las tasas de corrosión y determinar qué tipo de concreto con bajo CO₂ sigue siendo adecuado para un lugar a largo plazo.
Los desafíos y respuestas del concreto ecológico
Con el aumento de la conciencia ambiental, el concreto con bajo CO₂ está ganando atención, pero su durabilidad a largo plazo enfrenta desafíos relacionados con el clima. La investigación muestra que la influencia de la humedad en la corrosión del acero supera la fórmula del concreto en sí, lo que significa que el comportamiento del concreto puede variar significativamente en diferentes condiciones climáticas. Este hallazgo está llevando a la industria de la construcción a reconsiderar las normas, y en el futuro, la elección del concreto deberá considerar las características climáticas regionales para garantizar la durabilidad y seguridad de las estructuras.