UN CEMENTO AL NATURAL
Resistencia, flexión y durabilidad son las propiedades que mejorarían en el cemento al adicionarse fibras naturales procesadas.Esta es la hipótesis del trabajo que adelanta el Grupo de Investigación en Procesos Químicos, Catalíticos y Biotecnológicos de la Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales, conformado por cinco expertos.
En el Laboratorio de Materiales Nanoestructurados y Funcionales de ese campus, los miembros del grupo prueban los efectos que tienen las fibras de plátano, banano y guadua sobre este compuesto químico básico de la construcción.
“Lo que nosotros buscamos con este trabajo es darle un valor agregado a los residuos agroindustriales que tienen gran efecto sobre el comportamiento mécanico de la matriz del cemento”, afirma el docente investigador Ricardo Tolosa, miembro del grupo.
Tolosa indica que han enfocado su investigación en la fibra de la guadua y el plátano, y explica que son tratadas con óxido de manganeso.
Uno de los objetivos de este estudio es demostrar que el recubriemiento con dicho óxido es efectivo para evitar el rompimiento de las fibras naturales al ser expuestas ante compuestos químicos y la durabilidad de sus propiedades. También busca comprobar si a través de espacios de tiempo hay compatibilidad entre el óxido y la fibra para que el proceso sea exitoso.
Además, la investigación pretende determinar cuál es el aporte que le brinda este elemento al cemento. A través de pruebas mecánicas y microfotografías los expertos analizan el comportamiento de este composición ante stuaciones de fricción.
Sin embargo el investigador aclara que “las fibras no modifican ni reemplazan los componentes del concreto, lo que hace es funcionar como un refuerzo adicional a las características del compuesto”.
¿Cómo lo hacen?Inicialmente se realiza un procedimiento mecánico en el cual se extrae la fibra que luego se seca al aire libre y a temperatura ambiente.
Posteriormente, en el laboratorio se recubre con óxido de manganeso, que le proporciona durabilidad y protección al material lignocelulósico de la fibra, gracias a sus propiedades semiconductoras y a su resistencia a altos niveles de acidez.
“Las fibras se sintetizan en un medio alcalino (altas concentraciones de pH), y gracias al óxido no se degradan. El óxido de manganeso resiste altos niveles de pH e interactúa fácilmente con el medio, lo cual le da mayor adherencia a la matriz cementicia, permitiendo una resistencia y flexión bastante altas”, explica la profesora Nayda Patricia Arias, integrante del grupo.
Según la investigadora, reportes del Instituto Americano de Concreto (ACI, por sus siglas en inglés), elementos como las fibras de aramida, vidrio, nanotubos de carbono o acero en pequeñas cantidades, se podrían adicionar al cemento para mejorar sus condiciones de resistencia y flexión.
Sin embargo, dadas las características de dichos productos naturales, es más amigable con el medio ambiente este procedimiento y tiene mejores resultados.
“La fibra natural se somete a un proceso químico del cual se obtienen longitudes y diferentes concentraciones. Al ser adherida a la matriz cementicia formaría parte de las tejas de las casas, por ejemplo”, comenta la experta.
Según un estudio realizado por la Universidad Nacional Sede Manizales sobre cadenas de suministro verde y su aplicación en la agroindustria, la producción de plátano en el país genera aproximadamente 75 % de residuos que pueden ser aprovechados por su material lignocelulósico.
Por eso, la utilización de estos residuos ayudaría a reducir el impacto ambiental que causa su acumulación. Además beneficiaría a quienes utilizan el concreto como materia prima.
INVESTIGACIÓN
La guadua
Colombia cuenta con una especie de guadua que posee las mejores propiedades físico-mecánicas del mundo y extraordinaria durabilidad: la guadua angustifolia. Esta especie está dotada y rodeada de condiciones que la hacen ideal para potencializar las características del concreto.
La fibra natural es recubierta con compuestos químicos para garantizar su resistencia una vez sea adherida al compuesto del cemento.
