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Un método óptico mide el grado de tensión en el hormigón

La cada vez más creciente utilización de nuevos hormigones, más sostenibles, que incorporan materiales poliméricos de desecho presenta un problema, si bien las propiedades físicas del hormigón tradicional son bien conocidas, las de este tipo de hormigones no lo son tanto y puede, por este motivo, que pudiera restringirse su uso.

Gracias a la investigación realizada por la Universidad de Leeds en colaboración con el Centro de Materiales Avanzados de la Universidad de Qatar, es posible detectar cuando el hormigón esta en peligro de fracturarse, gracias a un revestimiento óptico que muestra el grado de tensión del hormigón como un efecto de “llama de vela” en una imagen de cámara fotónica.

Para ello aplicaron un delgado recubrimiento epóxico a una serie de vigas de hormigón, realizado usando cenizas volantes procedentes de la incineración de desechos municipales y polietileno triturado, pusieron las vigas en carga y tomaron fotografías usando una cámara fotónica, los resultados revelaron donde las tensiones son más extremas antes de que el hormigón se agrietara.

El recubrimiento epóxico utilizado tiene una propiedad óptica denominada birrefringencia o doble refracción, que es la propiedad óptica consistente en desdoblar un rayo de luz incidente en dos rayos linealmente polarizados perpendiculares entre si. En este caso las ondas de luz se reflejan desde la superficie del hormigón a través del revestimiento divididas en diferentes direcciones en relación a la cantidad de tensión actuando sobre el material en esa dirección.

Birrefringencia en poliestireno – Ingo Dierking

Si bien el epoxi birrefringente no es nuevo, ha sido utilizado previamente con materiales transparentes, no se ha utilizado para medir el esfuerzo cortante ni para evaluar la resistencia del hormigón con anterioridad ya que existen otros métodos para medir los niveles de tensión en el hormigón, sin embargo este método permite medir directamente la tensión de cizallamiento con alta precisión, tal y como se describe en el artículo publicado en la revista Nature Scientific Reports.

Los resultados utilizando el nuevo método se compararon favorablemente con los métodos convencionales de pruebas de tensión, basados en enfoques combinados, experimentales y analíticos.

Gracias a este estudio, se puede desarrollar un método mediante el cual se puedan usar materiales plásticos o de desecho de polímeros en el desarrollo de nuevos materiales, este nuevo enfoque fotónico u óptico para las pruebas de fractura podría aplicarse no solo para desarrollar una fabricación sostenible utilizando materiales que de otro modo serían descartados como desechos, sino también en otros diseños de ingeniería que incluyen aplicaciones mecánicas, civiles, materiales, electrónica e ingeniería química.

Para saber más:

https://engineering.leeds.ac.uk/news/article/20135/school-of-chemical-and-process-engineering/391/high-tech-sensing-illuminates-concrete-stress-testing