Producto de la incesante investigación, el concreto de polvos reactivos es un material ultracompacto, casi hermético, resistente a fuerzas de hasta 800 MPa, flexible como el metal, que está llamado a revolucionar los métodos constructivos y la geometría de las obras mediante la supresión de las estructuras pasivas.

27 de noviembre de 1997: inauguración de la pasarela peatonal de Sherbrooke, en Quebec.

¿Qué particularidades puede tener esta modesta estructura de 60 m de largo para merecer un reconocimiento en el anuario alemán gotha de la ingeniería civil? El puente, prefabricado en dos meses y después montado a pie de obra por medio de una grúa con semitramos de 52 toneladas, es una obra fina y esbelta: la bóveda superior, compuesta por dos vigas (25 ´ 22 cm) sobremontadas por una losa nervada de 3 cm de espesor, está unida a una bóveda inferior (dos vigas de 38 ´ 32 cm) por 48 diagonales de 3.80 m de largo y 150 mm de diámetro. Hasta ahí nada especial; no es más que una estructura de enrejado, fina y muy aireada, que hace pensar en una construcción de tipo metálico.

Pero ahí está justamente lo asombroso: no se trata de metal. Toda la pasarela está realizada en concreto, sin ninguna armadura pasiva. ¿Cuál es el secreto de esta hazaña? La utilización de un concreto de polvos reactivos, un nuevo concreto preparado y desarrollado en los laboratorios de la dirección científica de Bouygues.

Los concretos dúctiles

La fórmula, a base de polvos (arena de cristalería, cemento, cuarzo y humo de silicio) extremadamente finos -el tamaño de los elementos más gruesos es de 500 micras (10^-6 m) de diámetro- contiene otro compuesto clave: microfibras metálicas de 13 mm de largo y 200 micrómetros de diámetro.

El encargado del grupo de estudios de la dirección científica de Bouygues, Régis Adeline, precisa: "Estas laminillas están fabricadas a partir de un acero de muy alta calidad, con una resistencia de 2,600 MPa (megapascal = 10^-6 Pascal), utilizado en la fabricación de las carcasas radiales de los neumáticos de coches". ¿Su papel? Asegurar a los concretos de polvos reactivos una gran resistencia a la tensión. Desde ahora, estos nuevos concretos ya están clasificados como dúctiles, es decir, capaces de estirarse de la misma manera que los hacen ciertos metales.

Estas propiedades aseguran la resistencia a los esfuerzos de cortante y a las solicitaciones locales de tensión. Los esfuerzos de tensión principales están soportados por cables de pretensado de la estructura. Cabe señalar que las ventajas de la próxima generación, aún en fase de estudio, deberían aproximarse a las del acero en cuanto a la ductilidad, ya que los resultados en tensión se vuelven óptimos gracias a una reducción de los valores. La segunda innovación de Sherbrooke: el pretensado se reduce a la mínima expresión. Un único trenzado de acero por cable, los anclajes se benefician de una nueva geometría más ligera, mediante la supresión de las placas de apoyo encargadas de repartir las fuerzas en el concreto.

Explicaciones de este pretensado miniaturizado: el concreto de polvos reactivos es capaz de recuperar directamente las fuerzas de compresión, mediante una resistencia estándar de 200 MPa por compresión -e incluso hasta 800 MPa a través de la aplicación de una presión durante la toma, seguida de un tratamiento de curado térmico a 250 °C.

En la práctica, el material es muy poco poroso, dos veces más resistente que cualquier roca natural conocida, además de ser impermeable tanto al aire como a la penetración de agentes agresivos -tales como los iones de cloruros-, mientras que la ausencia de poros capilares le confiere una mayor resistencia a los ciclos de hielo-deshielo.
 

El costo global

Los concretos de polvos reactivos deberían pues, teóricamente, revolucionar las estructuras de las obras públicas, con la condición de pasar a una nueva manera de diseñar las obras. El precio medio de un concreto de polvos reactivos -de 5,000 a 6,000 francos/ m³, frente a los 500 francos / m³ para un concreto clásico y los 45,000 francos / m³ para el acero- puede parecer, a primera vista, prohibitivo. Y, sin embargo, la solución parece competente, a través de la integración de dos condiciones previas: imaginar geometrías que aprovechen totalmente las posibilidades arquitectónicas y tecnológicas del material, teniendo a la vez una visión global del aspecto económico de los proyectos. Dicho de otra manera, reconsiderar la cadena completa, desde el diseño a la realización, pasando por todas las fases de estudio y de construcción.

Para ejemplificar, podemos señalar que, si bien la ausencia de herrajes se traduce en un ahorro directo de material, fácilmente evaluable, también hay que repercutir estos datos en la simplificación de los estudios -ya no se necesitan cálculos y planos de armaduras complejos-, y en sus consecuencias en la obra -reducción de los plazos y demoras, y de los costos de mano de obra-. Otro dato de interés: las obras más ligeras, pero de igual capacidad, necesitarán cimentaciones menos importantes.

Además, aumenta su duración de vida y mejora su estética. La reducción de las estructuras puede traducirse en múltiples ventajas para la explotación: superficie habitable rentable, aumento del volumen de las plazas de cajones para estacionamiento o del número de entrepisos en las torres de gran altura...
 

Otras aplicaciones

Otras dos recientes realizaciones acaban de testimoniar el interés de la profesión hacia estos nuevos concretos: la renovación de las vigas internas de intercambio de los aerorrefrigeradores de la central nuclear de Cattenom, en la región de las Ardennes, y la construcción de 200 m² de fachada de una escuela, en el distrito número 12 de París. En el primer ejemplo, queda claro que son las ventajas del material en términos de perennidad los que parecen haber inclinado la balanza a su favor. Régis Adeline explica: "La estructura interna está sometida a un entorno extremadamente agresivo, provocado por los importantes cambios térmicos que se producen entre el agua de refrigeración y el aire. Las solicitaciones aumentan por la acción de los ciclos hielo-deshielo, puesto que esta región de Francia a menudo está sometida a temperaturas negativas".

Para EDF (Electricidad de Francia), el sobrecosto de la solución parece no contar, en virtud de los mayores beneficios de explotación que suponen una mayor duración; "disminuye la frecuencia de las interrupciones de producción para trabajos de mantenimiento". El revestimiento del edificio escolar demuestra las múltiples posibilidades estéticas del material: "Las placas arquitectónicas de la fachada presentan una superficie en bruto igual a la del concreto pulido". Los túneles, a través de la construcción de dovelas más sólidas y tres veces más ligeras que los elementos de fundición, podrían interesar a la ingeniería civil.
 

Contacto en Francia: BOUYGUES / Sr. Régis Adeline, jefe del Grupo de Estudios, Dirección Científica / 1, Avenue Eugène Freyssinet / F-78061 St. Quentin en Yvelines / Tel.: 33 1 30 60 23 11 / Fax: 33 1 30 60 48 61.

Contacto en México: Centro Francés de Prensa Industrial y Técnica / Evelyne De Bruyne / Tel.: 282 98 31 / Fax: 282 98 34.

Pasarela de Sherbrooke (Canadá). Foto Bouygues.