Acero de memoria: un nuevo material para el refuerzo de edificios

Hoy en día, los refuerzos de acero en las estructuras de concreto se pretensan hidráulicamente en su mayor parte. Esto requiere conductos para guiar los cables de tensión, anclajes para la transferencia de fuerza y gatos hidráulicos llenos de aceite. Los requisitos de espacio de todos estos aparatos crean las condiciones marco geométricas para cada estructura de concreto pretensado; por lo tanto, el refuerzo de estructuras más antiguas a veces falla debido a los altos requisitos de espacio de este método probado.

Después de 15 años de trabajo de investigación, los expertos de Empa informan ahora sobre un método alternativo a la preparación para la producción en serie: aleaciones de memoria de forma basadas en hierro que se contraen durante el calentamiento y, por lo tanto, pretensan permanentemente la estructura de hormigón. De este modo se evita el pretensado hidráulico: basta con calentar brevemente el acero, por ejemplo, mediante corriente eléctrica o radiadores de infrarrojos. El nuevo material de construcción se comercializará bajo el nombre de acero de memoria. Varios proyectos piloto, como el refuerzo de varias losas de hormigón armado, ya han tenido éxito.

Desarrollo de la memoria de acero

El desarrollo del acero de memoria comenzó a principios de la década de 2000. En décadas anteriores, Empa ya había sido pionera en el fortalecimiento de hormigón con polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP). Esto llevó a la idea de utilizar aleaciones con memoria de forma para el pretensado del concreto. Las pruebas iniciales con aleaciones de níquel-titanio fueron positivas. Sin embargo, el material conocido de la medicina es demasiado caro para su uso en el sector de la construcción. En 2009, los investigadores de Empa lograron desarrollar una aleación de memoria de forma a base de hierro, que también patentaron. En 2012, los investigadores en torno a Julien Michels fundaron finalmente la empresa Re-fer AG; desde entonces, Michels ha sido Director General de la joven empresa.

El acero de memoria está destinado a ser utilizado para el refuerzo de edificios existentes. Por ejemplo, tan pronto como se instalan nuevas ventanas, puertas o huecos de ascensor en la estructura de hormigón de un edificio antiguo, a menudo es inevitable un nuevo refuerzo de la estructura portante. En las naves industriales, a veces es necesario aumentar la capacidad de carga de una antigua losa colgante. Gracias al acero de memoria, estas tareas se pueden resolver ahora también en espacios reducidos. Bajo el techo se puede fijar una tira de acero especial con tacos y calentarla con electricidad o con un radiador de infrarrojos. Alternativamente, la armadura también puede ser colocada en concreto. En primer lugar, se fresa una ranura en la superficie de la losa de concreto; a continuación, se inserta una barra de refuerzo acanalada de acero de memoria en la ranura y se rellena con mortero especial. Finalmente, el perfil se calienta con la ayuda de corriente continua y, por lo tanto, se somete a pretensado. Otra variante consiste en incrustar la barra de refuerzo en una capa adicional de hormigón proyectado.

Elementos prefabricados de concreto con geometría especial

En el futuro, el acero memory también podría ser un método probado para fabricar piezas prefabricadas de concreto con una geometría desconocida hasta ahora. El pretensado hidráulico utilizado hasta la fecha crea fricción en estructuras curvas, lo que limita enormemente el uso de este método. Con un perfil de acero de memoria incrustado en concreto, ahora también son posibles las construcciones altamente curvadas. Cuando se calienta, el perfil se contrae uniformemente en toda su longitud sin pérdidas por fricción y transfiere la tensión al concreto.