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construcción

A prueba de mal tiempo

Un nuevo impermeabilizante a base de residuos de estireno y sobras de aluminio

La construcción civil cuenta con un nuevo tipo de impermeabilizante. El producto lleva el nombre de resina-compósito y esta compuesto por dos tipos de residuos industriales. El primero proviene de la producción de estireno, un producto químico utilizado en la industria del plástico y presente en resinas para la construcción civil. El otro lo constituyen restos de láminas de aluminio, material usado en la pared interna de los cables telefónicos junto con un revestimiento plástico. La formulación del nuevo producto y las pruebas que aprobaron la acción impermeabilizante fueron realizadas en el marco de un proyecto del Programa Asociación para la Innovación Tecnológica (PITE) financiado por la FAPESP. El estudio conjunto fue realizado por la Escuela de Ingeniería de São Carlos (EESC) de la Universidad de São Paulo (USP) y la empresa Athena Engenharia de dicha ciudad.

Coordinado por el profesor Fazal Hussain Chaudhry, del Departamento de Hidráulica de la EESC, el proyecto está llegando a su conclusión y aguarda la confirmación de los pedidos de patentes efectuados en Brasil y Estados Unidos con la intermediación técnica y financiera del Núcleo de Patentes y Licencias de Tecnología (Nuplitec) de la FAPESP.

Excesivas reparaciones
La concepción del producto es el resultado de la experiencia del ingeniero Celso Martinez Junior, titular de Athena. Graduado en ingeniería civil por la USP en 1980, Martinez concluyó su maestría en 1986 y se abocó a la aplicación de nuevos materiales en impermeabilización, preocupado con la frecuente necesidad de reparaciones en la estructuras: “Siempre me molestó el hecho de que buena parte de las estructuras impermeabilizadas en la construcción civil padeciera un ‘hace y deshace’ crónico, sin una solución definitiva”.

Con el surgimiento del PITE, Martinez fue a buscar a Chaudhry, su antiguo profesor de la USP, para ver si lograba transformar una idea en producto. “En verdad la idea es antigua – hallar un medio para reaprovechar residuos industriales -, pero yo no pensaba en generar un nuevo sistema para coberturas, ni siquiera pensaba en nuevos productos”, cuenta Martinez. Por estudiar los procesos de impermeabilización, Martinez sabia que los productos usados disponibles en el mercado debían mejorarse. “Los resultados analizados no respondían a lasexigencias técnicas y era necesario utilizar algún otro material para hacer que el producto fuera más eficiente”, recuerda el ingeniero.

Cien años
Sus investigaciones produjeron resultados que dieron forma al proyecto. Juntando los datos teóricos del tema, Martinez imaginó juntar aluminio y resinas conocidas para su uso en impermeabilización. Buscaba un material metálico resistente a la corrosión aliado a una característica familiar a los ingenieros, la adhesión viscoplástica: la capacidad de los materiales de permanecer unidos aún en condiciones adversas.

El paso siguiente fue decisivo. Martinez conversó con el profesor José Alexandrino de Sousa, del área de estudios de polímeros de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), quien sugirió el nombre del gerente de una empresa productora de aluminio (nombre mantenido en secreto). Fue así que Martinez tuvo acceso a un compuesto especial: la lámina de aluminio revestida de plástico que tiene a la durabilidad como su principal característica. “Nosotros estamos usando los restos de ese aluminio porque éstos tienen una vida útil de unos cien años”, explica.

Una capa de resina
La etapa posterior consistió en testear el compuesto. De manera rudimentaria, usando un soplete, Martinez soldó dos mitades de una lámina del mismo para moldear un sistema de impermeabilización, junto con una capa de resina de estireno (disponible en el mercado) aplicada sobre una pequeña placa de hormigón. Dejó esta prueba piloto a la intemperie y comenzó a estudiar los resultados. Constató que, pese a ser una construcción rudimentaria, la pieza mantuvo su estructura: “No hubo despegue del compuesto y los rayos ultravioletas no lograron arruinar la capa de polímero en la unión de las dos mitades, conservándose así la integridad de la impermeabilización”.

Pruebas exhaustivas
Con la ayuda de Chaudhry, empezó la nueva etapa del trabajo. El primer gran test consistió en la cobertura de un pasillo del Departamento de Ingeniería Civil de la propia UFSCar. Con los recursos obtenidos en la FAPESP, Martinez y Chaudhry pusieron en acción un soplador térmico capaz de emitir aire a 500ºC, suficiente para ablandar el plástico y posibilitar la juntura de las planchas del compuesto sin dañar el núcleo, la capa de aluminio presente en el interior de la lámina.

También hicieron cuerpos de prueba (muestras) para tests en los laboratorios del (DEMa) Departamento de Ingeniería de Materiales de la UFSCar, bajo la supervisión del profesor Elias Hage Junior. En las primeras pruebas, se realizaron simulaciones para tres condiciones ambientales – luz, calor y lluvia- por medio de equipos provistos de una lámpara de xenón para simular la radiación solar, y de aspersión de agua. De ese modo, se simularon las condiciones de envejecimiento equivalentes a cinco años. Después, Martinez y Chaudhry rompieron los cuerpos de pruebas y analizaron las modificaciones ocurridas en el material.

“Los resultados fueron muy buenos. Ninguna unión – el punto más crítico en el material – se abrió”, dice Martinez. Pero eso era aún el comienzo. Se desarrolló otro conjunto de cuerpos de prueba destinado a una nueva serie de tests, para simular condiciones de un día de verano con sol intenso y después lluvia, lo que se hizo mediante chorros de aire caliente a 75ºC durante un minuto y medio, seguidos de chorros de agua a 25ºC durante seis segundos.

“Hicimos tests equivalentes a cinco años de exposición y tampoco detectamos ningún problema: todos los resultados anteriores se confirmaron”, relata Chaudhry. Para comprobar la eficiencia del nuevo producto frente a los impactos, los cuerpos de prueba fueron sometidos, de acuerdo con los patrones convencionales, a golpes provocados con un tubo cilíndrico de 2,5 kg arrojado desde 1,10 m de altura. “Así constatamos que, además de funcionar bien en aquella que debería ser su función básica, el sellado, el conjunto resina compuesto se mostró resistente y durable”, afirma Martinez.

Un éxito en obras
El nuevo proceso ya ha sido utilizado en varias obras en la ciudad de São Carlos. “Los resultados están disponibles. No se ha registrado ningún problema en las aplicaciones realizadas por técnicos de Athena. Una de las obras es una loza de 440 m² que recibió una capa de arcilla expandida para otorgarle protección térmica al conjunto”, explica Martinez. Para Chaudhry, además de las ventajas técnicas, el nuevo material tiene el mérito de fomentar el control ambiental, al impulsar el reciclaje de materiales (restos de aluminio y residuos de estireno) que normalmente son incinerados y acaban contaminando el aire.

Mientras esperan la confirmación de las patentes, Martinez y Chaudhry trabajan para hacer viable la nueva tecnología. “Estamos trabajando en dos frentes: el comercial, para definir estrategias de mercado, y otro para hacer que la idea sea operativa”. Para ello, están buscando financiación para comprar equipamientos y construir una fábrica modelo de donde saldrá el nuevo impermeabilizante.

El proyecto
Evaluación del Reciclaje de Desechos Industriales Derivados de la Síntesisdel Estireno, de la Alúmina y del Aluminio Metálico, con Miras a suAplicación en la Protección de Coberturas de Construcciones Civiles (nº 97/07221-8); Modalidad Programa Asociación para la Innovación Tecnológica (PITE); Coordinador Fazal Hussain Chaudhry – Departamento de Hidráulica de la Escuela de Ingeniería de São Carlos (EESC) de la USP; Inversión R$ 16.025,00 y US$ 399,00

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