What if cracks in concrete could fix themselves? - Congrui Jin

Traductor: Paula Motter Revisor: Lidia Cámara de la Fuente

Concrete is the most widely used

El hormigón es uno de los materiales de construcción más usados en el mundo.

construction material in the world.

It can be found in swathes of city pavements,

Con él se pavimentan las ciudades,

bridges that span vast rivers,

se construyen puentes que unen grandes ríos

and the tallest skyscrapers on earth.

y se levantan los rascacielos más altos del mundo.

But this sturdy substance

Pero este resistente material tiene un punto débil:

does have a weakness:

tiende a formar peligrosísimas grietas

it’s prone to catastrophic cracking

that costs tens of billions of dollars

cuya reparación demanda un gasto de millones de dólares al año.

to repair each year.

But what if we could avoid that problem,

Pero, ¿y si pudiéramos evitar ese problema

by creating concrete that heals itself?

inventando un hormigón que se autorreparara?

This idea isn’t as far-fetched

La idea no es tan descabellada como parece.

as it may seem.

It boils down to an understanding

Solo se trata de entender cómo se forma el hormigón

of how concrete forms,

and how to exploit that process

y cómo se puede aprovechar el proceso

to our benefit.

para nuestro beneficio.

Concrete is a combination of coarse stone

El hormigón es una mezcla de piedras y partículas de arena

and sand particles, called aggregates,

llamadas "agregados",

that mix with cement, a powdered blend

que se unen con el cemento, un polvo formado de caliza y arcilla.

of clay and limestone.

When water gets added to this mix,

Cuando se agrega agua a esta mezcla,

the cement forms a paste and

el cemento forma una pasta que recubre los agregados

coats the aggregates, quickly hardening

y se endurece mediante una reacción química llamada "hidratación".

through a chemical reaction

called hydration.

Eventually, the resulting material

De este modo, el material formado

grows strong enough to prop up buildings

es lo suficientemente fuerte como para sostener edificios

that climb hundreds of meters

de cientos de metros de altura.

into the sky.

While people have been using

Si bien se usa una variedad de recetas

a variety of recipes to produce cement

para fabricar cemento desde hace 4000 años,

for over 4,000 years,

concrete itself

el hormigón en sí

has a surprisingly short lifespan.

tiene una vida útil sorprendentemente efímera.

After 20 to 30 years,

Transcurridos entre 20 y 30 años,

natural processes like concrete shrinkage,

los procesos naturales como la contracción del material,

excessive freezing and thawing,

el enfriamiento y el calentamiento en exceso,

and heavy loads can trigger cracking.

y el sobrepeso de la carga pueden formar grietas.

And it’s not just big breaks that count:

Pero no son solo las grandes las que importan;

tiny cracks can be just as dangerous.

también las grietas pequeñas pueden ser peligrosas.

Concrete is often used

El hormigón suele usarse

as a secondary support

como refuerzo secundario en estructuras de acero.

around steel reinforcements.

In this concrete, even small cracks

En este caso, aun las grietas pequeñas

can channel water, oxygen,

pueden propiciar el ingreso de agua, oxígeno y dióxido de carbono,

and carbon dioxide that corrode the steel

lo cual corroe el acero y produce derrumbes, con terribles consecuencias.

and lead to disastrous collapse.

On structures like bridges and highways

En estructuras de tránsito intenso como puentes y carreteras,

that are constantly in use,

detecting these problems

la detección de estos problemas antes de que ocurra una catástrofe

before they lead to catastrophe

becomes a huge and costly challenge.

es un enorme y costoso desafío.

But not doing so

Pero si no se lo enfrenta, miles de vida estarían en peligro.

would also endanger thousands of lives.

Fortunately, we’re already experimenting

Afortunadamente, ya se están haciendo experimentos

with ways this material

para lograr que este material pueda autorrepararse.

could start fixing itself.

And some of these solutions

Parte de la solución radica en los mecanismos naturales

are inspired by concrete’s

natural self-healing mechanism.

de autorreparación del hormigón en sí.

When water enters these tiny cracks,

Cuando el agua se filtra por estas pequeñas grietas,

it hydrates the concrete’s calcium oxide.

el óxido de calcio del hormigón se hidrata.

The resulting calcium hydroxide

El hidróxido de calcio que allí se forma

reacts with carbon dioxide in the air,

reacciona con el dióxido de carbono del aire,

starting a process called

iniciando un proceso denominado "reparación autógena",

autogenous healing, where

microscopic calcium carbonate crystals

donde se forman microscópicos cristales de carbonato de calcio

form and gradually fill the gap.

que van rellenando las grietas.

Unfortunately, these crystals

Lamentablemente, estos cristales

can only do so much, healing cracks

solo pueden reparar fisuras menores a 0,3 mm de ancho.

that are less than 0.3mm wide.

Material scientists have figured out how

Los especialistas en materiales

to heal cracks up to twice that size by

han descubierto la forma de reparar grietas que miden el doble

adding hidden glue into the concrete mix.

incorporando pegamento a la mezcla de hormigón.

If we put adhesive-filled fibers

Si se le agregan fibras y tubos rellenos de un material adhesivo,

and tubes into the mixture,

they’ll snap open when a crack forms,

estas se abrirán cuando se forme una grieta,

releasing their sticky contents

liberarán ese contenido adhesivo y de ese modo sellarán la grieta.

and sealing the gap.

But adhesive chemicals often behave

Pero las sustancias químicas adhesivas no suelen actuar como el hormigón

very differently from concrete,

and over time, these adhesives

y, con el tiempo, este material adhesivo puede derivar en grietas aún peores.

can lead to even worse cracks.

So perhaps the best way to heal

De modo que la mejor manera de reparar grietas grandes

large cracks is to give concrete

quizá sea dándole al hormigón las herramientas para ayudarse.

the tools to help itself.

Scientists have discovered that

Los científicos descubrieron

some bacteria and fungi

que algunas bacterias y hongos pueden producir minerales,

can produce minerals,

including the calcium carbonate

como el carbonato de calcio, que participa en la reparación autógena.

found in autogenous healing.

Experimental blends of concrete

Las mezclas experimentales de hormigón

include these bacterial or fungal spores

incluyen estas esporas de bacterias u hongos,

alongside nutrients in their concrete mix,

junto con nutrientes en la mezcla de hormigón,

where they could lie dormant

donde podrían permanecer inactivas durante cientos de años.

for hundreds of years.

When cracks finally appear

Cuando finalmente aparecen las grietas y el agua se escurre en el hormigón,

and water trickles into the concrete,

the spores germinate, grow, and consume

las esporas germinan, crecen y consumen los nutrientes que están a su alrededor,

the nutrient soup that surrounds them,

modifying their local environment

modificando así ese medio ambiente

to create the perfect conditions

para crear las condiciones óptimas

for calcium carbonate to grow.

que propicien el crecimiento del carbonato de calcio.

These crystals gradually fill the gaps,

De a poco, estos cristales van llenando los huecos

and after roughly three weeks,

y, al cabo de unas tres semanas,

the hard-working microbes

los microbios pueden, con su arduo trabajo,

can completely repair cracks

up to almost 1mm wide.

terminar de reparar grietas de hasta casi 1 mm de ancho.

When the cracks seal,

Cuando las grietas se sellan,

the bacteria or fungi will make spores

las bacterias o los hongos fabricarán esporas

and go dormant once more—

y volverán a quedar inactivas,

ready to start a new cycle of self-healing

listas para comenzar un nuevo ciclo de autorreparación

when cracks form again.

para la próxima grieta.

Although this technique

Si bien esta técnica ha sido exhaustivamente investigada,

has been studied extensively,

we still have a ways to go

aún queda mucho por recorrer hasta llegar a incorporarlas

before incorporating it

in the global production of concrete.

en la producción de hormigón a nivel masivo.

But, these spores have huge potential

Pero estas esporas tienen un gran potencial

to make concrete

para hacer del hormigón un material más resistente y duradero,

more resilient and long-lasting—

which could drastically reduce

lo cual podría reducir notablemente

the financial and environmental cost

el costo financiero y medioambiental para fabricar hormigón.

of concrete production.

Eventually, these microorganisms

Con el tiempo, estos microorganismos nos obligarían a un replanteo

may force us to reconsider

the way we think about our cities,

de la forma en que concebimos las ciudades,

bringing our inanimate concrete jungles

para darle vida a nuestras inanimadas junglas de hormigón.

to life.