Uso de no tejidos de fibras vegetales en matrices de cemento para materiales de construcción

Abstract

El sector de la construcción está asociado a la degradación del medio ambiente, en gran parte por los materiales que se utilizan en esta industria. Con el fin de contrarrestar el impacto ambiental que genera el uso indiscriminado de los materiales de construcción, ha sido necesario desarrollar nuevos materiales que sean más respetuosos con nuestro entorno. En la búsqueda por conseguir materiales más sostenibles, en los últimos años se ha retomado el estudio de las fibras vegetales como refuerzo del cemento para lograr mejorar su resistencia y rigidez. Estas fibras son de gran interés no solo por tratarse de un recurso renovable, sino porque gracias a su bajo costo representan una opción factible especialmente para los países en vías de desarrollo que disponen de ellas. A pesar de que la mayoría de las investigaciones realizadas muestran resultados alentadores, también es cierto que el uso de las fibras vegetales en matrices de cemento presenta deficiencias en cuanto a su durabilidad. La principal causa de esta pérdida de resistencia se debe a la alcalinidad de la matriz y los cambios volumétricos de las fibras, además de la predisposición que existe al ataque de microorganismos en ambientes húmedos. Existen varios métodos para incorporar fibras vegetales en las matrices de cemento, uno de ellos consiste en utilizar fibras largas tejidas o no tejidas. Sin embargo, el uso de las fibras tejidas tiene como desventaja que al alcanzar un límite de contenido de fibra en el tejido, se comienzan a formar grumos. Recientes estudios (Ardanuy et al. 2013) han demostrado que al aumentar el contenido de fibra en la matriz de cemento, se incrementa el refuerzo posterior a la rotura, por lo tanto en este trabajo se analizará la viabilidad del uso de las telas no tejidas, formadas a partir de un entrelazado de fibras mezcladas aleatoriamente, en matrices de cemento con el propósito de añadir una mayor cantidad de fibras vegetales en el no tejido y así poder mejorar la resistencia del material compuesto. Las ventajas de utilizar este tipo de textiles reside en su estructura porosa, elasticidad, absorbencia y su alta barrera bacteriana. También destacan por su ligereza, resiliencia, resistencia al desgaste y por presentar un comportamiento isótropo, es decir que los no tejidos actúan de la misma manera independientemente de la dirección en que se encuentren las fibras. Esta investigación comprende una revisión bibliográfica sobre los distintos materiales compuestos que existen actualmente en el ámbito de la construcción y la incorporación de los no tejidos de fibras vegetales como refuerzo del cemento. Además, se realizó una serie de ensayos de laboratorio en la Escuela Superior de Agricultura de Barcelona (ESAB) con la finalidad de proponer una mejora en la dosificación de las materias primas que conforman las matrices de cemento y así poder optimizar el uso de los no tejidos de fibras de lino. Por último, se analizó el comportamiento de algunas de las probetas realizadas al ser sometidas a un proceso de envejecimiento acelerado mediante varios ciclos seco-húmedos y al ser expuestas al intemperie. Los resultados obtenidos en la fase experimental de este trabajo indican que al variar el gramaje de las fibras de lino y al modificar la dosificación de las materias primas que conforman la matriz de cemento, se puede apreciar una mejora en el comportamiento a flexión y en la resistencia mecánica del material, así como una mejora en la interacción entre las fibras y la matriz. Por lo cual, en espera de estudios posteriores, se podría considerar viable la aplicación de este material dentro del campo de la construcción.