Las fibras de los neumáticos viejos pueden mejorar la resistencia al fuego del concreto

Una nueva forma de proteger el concreto de los daños causados por el fuego utilizando materiales reciclados de neumáticos viejos ha sido probada con éxito por investigadores de la Universidad de Sheffield.

El equipo utilizó fibras extraídas de la armadura textil comúnmente incorporada en los neumáticos para garantizar su rendimiento. Se demostró que la adición de estas fibras a la mezcla de concreto reduce la tendencia del concreto a desprenderse -donde se rompen las capas superficiales de concreto- explosivamente bajo el intenso calor de un incendio.

El uso de fibras de polipropileno (PP) artificiales para proteger las estructuras de hormigón de daños o colapsos en caso de incendio es una técnica relativamente conocida. Muchas estructuras modernas, incluyendo proyectos de ingeniería a gran escala como Crossrail, han utilizado concreto que incluye fibras de PP para la protección contra desconchados por fuego.

El estudio de Sheffield es el primero en demostrar que estas fibras no tienen que estar hechas de materias primas, sino que pueden ser recuperadas de neumáticos usados. Los resultados se publican en la revista Fire Technology.

"Hemos demostrado que estas fibras recicladas realizan un trabajo equivalente al de las fibras de PP'vírgenes', que requieren mucha energía y recursos para su producción", explica el autor principal, el Dr. Shan-Shan Huang, del Departamento de Ingeniería Civil y Estructural de la Universidad de Sheffield.

"Usar materiales de desecho de esta manera es menos costoso y mejor para el planeta."

Las fibras se funden bajo el intenso calor de un incendio, dejando redes de pequeños canales. Esto significa que la humedad atrapada dentro del concreto es capaz de escapar, en lugar de quedar atrapada, lo que hace que el concreto se rompa explosivamente.

"Debido a que las fibras son tan pequeñas, no afectan la resistencia ni la rigidez del concreto", dice el Dr. Huang.

"Su único trabajo es derretirse cuando el calor se vuelve intenso. El concreto es un material quebradizo, por lo que se romperá con relativa facilidad sin que estas fibras ayuden a reducir la presión dentro del concreto".

La protección del concreto  contra el fuego significa que también se protegen los refuerzos de acero que atraviesan el concreto. Cuando los refuerzos de acero están expuestos a un calor extremo, se debilitan muy rápidamente, lo que significa que es mucho más probable que una estructura se derrumbe. El aparcamiento del Liverpool Waterfront sufrió este tipo de daños durante un incendio en 2017, lo que obligó a demoler toda la estructura.

En colaboración con Twincon, una empresa con sede en Sheffield que desarrolla soluciones innovadoras para la industria de la construcción, los investigadores también han desarrollado tecnologías para recuperar las fibras de los neumáticos usados.

Esto implicaba separar las fibras de la goma del neumático, desenredar las fibras en filamentos y luego distribuirlas uniformemente en la mezcla de hormigón.

El equipo tiene previsto seguir probando el material con diferentes relaciones entre las fibras y el concreto, así como con diferentes tipos de hormigón. También planean averiguar más sobre cómo reaccionan los materiales al calor a nivel de microestructura. Al escanear el concreto  a medida que se calienta, podrán ver con mayor precisión los cambios estructurales que se producen en el interior del material.