Función de percepción de la deformación en matrices cementicias conductoras mediante adición de fibras de carbono

Résumé

Los materiales cementicios ostentan una posición privilegiada en la industria de la construcción gracias a su papel como material estructural a consecuencia de sus buenas prestaciones mecánicas. Este hecho ha sido el motor de constantes investigaciones al respecto en el último siglo. Sin embargo, actualmente se solicita a los materiales estructurales la capacidad de desarrollar múltiples funciones, obviamente sin merma de sus propiedades estructurales. Si se consiguen las mismas prestaciones con un único material multifuncional que con una combinación de materiales estructurales y funcionales, directamente se estará reduciendo costes, mejorando la durabilidad del conjunto y la necesidad de entretenimiento, aumentando el volumen funcional, evitando la degradación de las propiedades mecánicas y simplificando el diseño. Entre las nuevas aplicaciones funcionales se pueden citar: la percepción de deformaciones o del daño estructural (creando un nuevo tipo de sensores), el apantallamiento de ondas electromagnéticas (útil para proteger frente fuentes de radiación o a aparatos sensibles a campos electromagnéticos), el calentamiento por resistencia (tanto para calefacción como deshielo), o el uso como electrodo (bien como contacto en protección catódica, bien de ánodo en la técnica de extracción electroquímica de cloruros). En conclusión, partiendo de un buen material estructural como indudablemente es el hormigón, pero que se comporta como un dieléctrico, es decir, un mal conductor de la electricidad, y gracias a la adición de otro material en este caso que sí es conductor (materiales carbonosos o fibras de acero), se obtienen materiales compuestos con un nuevo y amplio rango de aplicación, es decir con un valor añadido. Por tanto transformando un hormigón convencional en un hormigón (conductor) multifuncional. La presente Tesis Doctoral pretende profundizar en las propiedades eléctricas de los materiales cementicios con adición de fibras de carbono. Además, tras una profunda caracterización de la capacidad para percibir deformaciones de estos nuevos materiales, se ha abordado una aplicación práctica de los mismos como sensor en un elemento estructural real.