Las barras de refuerzo de cáñamo podrían ofrecer bajos

Aug 16, 2023

Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer de EE. UU. han inventado una alternativa a las barras de refuerzo de acero hechas de cáñamo, que, según afirman, evita el problema de la corrosión y al mismo tiempo reduce las emisiones de carbono de la construcción.

La barra de refuerzo de cáñamo podría usarse para soportar estructuras de concreto de la misma manera que lo hacen hoy el acero y otras barras de refuerzo, pero con un impacto ambiental reducido debido tanto a su composición material como a su vida útil.

En la actualidad, la oxidación de las barras de refuerzo de acero contribuye significativamente al deterioro prematuro de estructuras, incluidos puentes, carreteras, malecones y edificios, dijeron a Dezeen los líderes del proyecto, Daniel Walczyk y Alexandros Tsamis.

"Debido a la corrosión, en entornos con alta concentración de sal, las estructuras de hormigón tienen una vida útil de 40 a 50 años", dijo Tsamis, arquitecto y profesor asistente en el Instituto Politécnico Rensselaer (RPI).

"Si las barras de refuerzo no se estuvieran corroyendo, sería tres veces más, y eso crearía una contribución general significativa a la reducción de las emisiones de carbono, porque tienes tres veces más vida útil para cada cosa que fabrica".

Según el equipo de RPI, las barras de refuerzo de acero tradicionales tienen una cantidad relativamente baja de energía incorporada, particularmente si están hechas con contenido reciclado, aunque la cantidad oculta los impactos de su vida útil y necesidades de mantenimiento.

Sin embargo, los diseños estructurales en ambientes altamente corrosivos a menudo utilizan alternativas al acero tradicional, como barras de refuerzo de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP), que tiene un alto impacto ambiental.

El equipo dice que sus resultados preliminares muestran que la barra de refuerzo de cáñamo tiene una cantidad significativamente menor de energía incorporada que la barra de refuerzo de GFRP y, al mismo tiempo, es probable que sea igual de duradera, aunque el trabajo aún no ha sido revisado por pares.

La barra de refuerzo de cáñamo se fabrica mediante un proceso de pultrusión en el que las fibras se juntan con termoplásticos en una matriz calentada y se funden para formar una barra sólida.

El primer paso es convertir el cáñamo en una cuerda que contenga una mezcla de fibras naturales y plásticas: la "receta" exacta que el equipo de RPI aún está perfeccionando.

Luego, las bobinas de esta cuerda se introducen en una máquina creada especialmente para el proceso. Este dispositivo, una máquina CNC del tamaño de un automóvil pequeño, se instala en el lugar y forja la barra de refuerzo según demanda, leyendo archivos digitales para doblar y cortar el producto según la forma estipulada.

Las barras de refuerzo de cáñamo podrían reducir el tiempo de construcción y mantener los costos bajos

Una ventaja de este proceso es que debería reducir el tiempo de construcción. Walczyk y Tsamis también pretenden que sea competitivo en costes o más barato que las barras de refuerzo de acero estándar, a diferencia de otras alternativas no corroibles disponibles actualmente.

Su objetivo es hacer del producto la opción obvia incluso para proyectos sin grandes presupuestos ni objetivos de sostenibilidad. Esto también ha influido en el diseño de la máquina de pultrusión in situ, que Tsamis describe con una estética "John Deere", en referencia a la empresa de tractores y equipos pesados.

"Las barras de refuerzo son un material cotidiano", afirmó Tsamis. "Es un material que debe ser comunicado a cada contratista, a cada constructor en cada pueblo en todo el mundo. Así que esto es intencionalmente una especie de John Deere, 'la máquina del pueblo'".

Walczyk y Tsamis, junto con sus estudiantes colaboradores Daniel Cohen y Sharmad Joshi, esperan publicar su primer artículo sobre esta tecnología el próximo año.

Mientras tanto, continuarán desarrollando y probando la barra de refuerzo, junto con un conjunto de otras innovaciones de productos, materiales y procesos en las que están trabajando como parte de un impulso para desarrollar tecnología de construcción de próxima generación utilizando cáñamo.

El cáñamo ultrarresistente se muestra prometedor para múltiples materiales de construcción

El cáñamo industrial es una clase de planta cannabis sativa que contiene sólo una pequeña cantidad del compuesto psicoactivo THC. Su fibra se encuentra entre las más fuertes del reino vegetal, tan fuerte como la fibra de vidrio por peso, y el cultivo también destaca por secuestrar carbono atmosférico, al doble de velocidad que los árboles.

El cultivo de cáñamo se ha legalizado recientemente en Estados Unidos y, dado que el cultivo es muy resistente al clima, podría resultar atractivo para los agricultores en una época de cambios climáticos más inesperados. Por el momento, sin embargo, faltan productos de alto valor para impulsar la demanda, que es lo que Walczyk y Tsamis esperan cambiar.

Si bien su barra de refuerzo de cáñamo es una alternativa viable a los productos existentes actualmente, esperan que la tecnología sea aún más eficiente en el futuro a medida que se refinen los procesos de extracción y se desarrollen plantas para su fibra.

El cáñamo, otra parte de la planta, se utiliza actualmente en la construcción en forma de cáñamo, que se ha utilizado para construir un polideportivo y un bloque de viviendas sociales en Francia.

El cáñamo también se ha utilizado para fabricar paneles prefabricados, como los que componen la Flat House sin emisiones de carbono en la Inglaterra rural.

Imágenes cortesía del Instituto Politécnico Rensselaer.

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