Materiales

Barras de refuerzo: el corazón y el refuerzo del hormigón armado

04 de abril de 2022

Para empezar, ¿por qué es necesario reforzar el hormigón? El hormigón siempre ha sido sinónimo de firmeza y solidez. ¿Por qué se necesita una solidez extra? Si solo quisiéramos comprimir el material, quizá podríamos haberlo dejado ahí. Pero en la vida nada es tan sencillo.

La barra de refuerzo (o rebar, en inglés) suele estar hecha de acero al carbono, laminada en caliente y extruida con deformaciones para aumentar su superficie, lo que permite una mayor adherencia. Al añadirla al gel de hormigón, el material combinado no se convierte en algo meramente pedregoso o elástico, sino en ambas cosas; el hormigón armado combina la resistencia a la compresión (capacidad de aplastamiento) del hormigón con la resistencia a la tracción (capacidad de estiramiento) y al cizallamiento (capacidad de torsión o estiramiento en dos direcciones a la vez en diferentes partes de la estructura) del acero. Se puede aplastar, estirar y retorcer (dentro de lo razonable) con un menor coste por metro cúbico que cualquier otro material de construcción.

Barras de refuerzo: historia

Interior del Panteon de Roma

Los antiguos romanos añadían a la arena algunos ingredientes (sobre todo un polvo volcánico precocido, de origen natural y análogo al cemento, procedente de Pozzuoli, a las afueras de Nápoles) y hacían hormigón, creando estructuras de gran belleza que han perdurado dos mil años. El Panteón de Roma o el Puente de Alcántara en España son grandes ejemplos; el Panteón ostenta el récord de ser la mayor estructura de hormigón no reforzado. Sin embargo, se encontraron con los problemas de siempre: el hormigón se comprime y aplasta bien, e incluso puede desarrollar grietas sin caerse a pedazos, pero no estira demasiado.

Cuando se desmoronó el imperio, el hormigón volvió a pasar de moda hasta el siglo XVIII. El jardinero francés Joseph Monier, lo combinó con alambre de acero para fabricar macetas que pudieran contener grandes plantas tropicales en los invernaderos; macetas que no hacía falta hornear, como la arcilla, y que no se romperían por la tensión al crecer las plantas. Tenemos la inmensa suerte de que el acero y el hormigón se unen muy bien químicamente, y se expanden y contraen casi al mismo ritmo ante los cambios de temperatura. Si no lo hicieran, la barra de refuerzo se desprendería del hormigón, igual que una lata de refresco en el congelador.

En la Exposición de París de 1867, François Hennébique observó estas macetas en acción y rápidamente se dio cuenta de su potencial, creando su propia empresa ese mismo año. En 1892 ya tenía la patente para utilizar el hormigón armado en la construcción. Desde entonces, la moda de construir cada vez más alto se ha mantenido a buen ritmo, y el mundo moderno está lleno de edificios fabricados con este material. Antiguamente, tardaban décadas en construir las edificaciones más grandes, y varias generaciones de una misma familia trabajaban toda su vida para terminar algunas catedrales. Por ejemplo, la catedral de Colonia, en Alemania, tardó en construirse 662 años. En cambio, el núcleo central del Shard de Londres, uno de los edificios más altos de Europa, se construyó en menos de seis meses.

Pruebas y tribulaciones de las barras de refuerzo

El hormigón armado, a fin de cuentas, debe soportar las mismas fuerzas que destruyen montañas, como la intemperie y la erosión. A medida que el hormigón se deteriora y desarrolla grietas, el agua puede entrar y corroer las barras de refuerzo, expandiéndose y resquebrajando las capas exteriores del hormigón mientras el óxido expande el metal. Esto, a su vez, deja las barras de refuerzo más expuestas a los elementos, lo que acelera el proceso de corrosión. Los edificios deben someterse a inspecciones regulares para garantizar que no ponen en peligro a sus ocupantes.

hormigón armado

La ubicación también influye. Uno de los mayores riesgos para las barras de refuerzo de acero al carbono estándar o “barras negras” es la sal. De forma natural y en circunstancias óptimas, las barras de refuerzo forman una capa exterior protectora, pero los iones de cloruro o Cl pueden erosionarla fácilmente. En solución, la sal o NaCl forma naturalmente cloruros, que reaccionan fácilmente con el exterior de la barra de refuerzo y aceleran enormemente el proceso de deterioro. En resumen, la sal es una mala amiga de las barras de refuerzo. Todo lo que esté cerca del mar o de carreteras donde se use sal habitualmente, necesitará medidas adicionales.

Existen dos soluciones de recubrimiento de las barras de refuerzo con otros productos químicos. La barra de refuerzo recubierta de epoxi fue una práctica habitual durante años, pero se está eliminando y prohibiendo en muchas zonas, como en Quebec; una sola mella o corte en el epoxi y el recubrimiento, en lugar de proteger el acero que hay debajo, se convierte en una trampa de humedad y acelera su degradación. Se supone que la capa de esmalte reacciona químicamente a los cloruros que atacan el acero, lo que sugiere que el desconchado sería un problema menor. Sin embargo, Dafydd Downing, jefe de obra, afirma que su coste supera con creces las ventajas que ofrece, y en la mayoría de los casos la barra negra estándar sigue siendo muy superior.

Solo en los entornos más extremos se evitan las barras de refuerzo en favor de su primo más caro y resistente: la barra de refuerzo de plástico reforzado con fibra de vidrio (GFRP, por sus siglas en inglés). Sus fabricantes afirman que este producto dura cien años, lo que supone una vida útil cuatro veces mayor que la de las barras de refuerzo estándar. Solo es necesario en lugares como los puentes rurales canadienses, donde hay mucha sal, o los reactores nucleares, los cuales esperan no tener que volver a pisar en su vida los constructores.

La vida posterior de las barras de refuerzo

Cuando un edificio llega al final de su vida útil y llegan los expertos en demolición, ¿qué pasa con este refuerzo revolucionario? Quizá te guste saber que el reciclaje de barras de refuerzo es muy beneficioso para todos.

reciclaje de las barras de refuerzo

La fabricación de acero es un proceso que requiere mucha energía, sobre todo cuando se trata de un nuevo producto a partir del mineral de hierro. Pero el reciclaje de las barras de refuerzo para convertirlo en nuevos productos necesita entre la mitad y dos tercios de esa energía. Y las máquinas que extraen los esqueletos de los edificios tampoco son cosa de risa.

Las excavadoras, capaces de ejercer mil toneladas de potencia bruta, son capaces de “comer” eficazmente vigas y pilares reforzados, y luego “masticar” la masa acumulada hasta separarla en áridos y acero. Si eso no entra en tu presupuesto, o trabajas a menor escala, puedes usar un taladro eléctrico equipado con una broca de albañilería para romper un trozo de hormigón y cambiar a una broca de hierro para cortar los trozos individuales de las barras de refuerzo.

Así que, ahí lo tienes, una introducción muy básica al refuerzo, en gran parte invisible, que sostiene el mundo moderno. La próxima vez que pases por una obra y veas las barras de acero desnudas antes de ocupar su lugar en el corazón del hormigón armado, tal vez quieras hacer un leve saludo a esta hazaña de la ingeniería.

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