La varilla de grafeno (graphene rebar) está en desarrollo en Graphene Integrations. No es un producto que se pueda comprar y todavía no ha superado las pruebas ni las aprobaciones normativas que necesita un refuerzo estructural. Este artículo explica por qué trabajamos en ella, el problema que aborda, los objetivos que nos hemos fijado y lo que tiene que ocurrir antes de que alguien la coloque en una estructura.
El problema: el acero se corroe
La varilla de acero es excelente a tracción y barata, por eso está en todas partes. Su punto débil es la corrosión. El concreto normalmente protege al acero gracias a su alta alcalinidad, pero los cloruros de las sales de deshielo o del agua de mar, y la carbonatación con el tiempo, rompen esa protección. Cuando el acero empieza a oxidarse, el óxido ocupa más volumen que el acero y agrieta y desprende el concreto que lo rodea. La Administración Federal de Carreteras de EE. UU. (FHWA) lleva décadas documentando la magnitud de los daños por corrosión en puentes y estructuras viales; vea, por ejemplo, su investigación sobre la corrosión en estructuras de concreto armado.
Los ingenieros ya usan varias formas de gestionarlo: más recubrimiento de concreto, concreto de menor permeabilidad, varillas recubiertas con epoxi y galvanizadas, acero inoxidable y varillas de polímero reforzado con fibra. Cada una tiene ventajas y desventajas en costo, manejo y diseño.
Por qué una varilla compuesta de grafeno
Nuestro enfoque es una varilla compuesta que usa grafeno en lugar de acero. Los objetivos de diseño son:
- Sin óxido: una varilla no metálica no puede corroerse como lo hace el acero.
- Más ligera que el acero: más fácil de transportar y manejar en obra.
- Funciona con concreto con grafeno: diseñada para combinarse con nuestro aditivo para concreto NanoTechCrete.
- Fabricada en EE. UU.: producida en Charlotte, NC, con grafeno que fabricamos nosotros mismos.
Son objetivos, no resultados. No publicamos cifras de resistencia, rigidez ni durabilidad de la varilla mientras esté en desarrollo.
Lo que tiene que ocurrir antes de usarla
El refuerzo es estructural. Una varilla que falla pone vidas en riesgo, así que el listón de entrada es, con razón, alto. Antes de que la varilla de grafeno pueda especificarse, debe:
- Caracterizarse: resistencia a la tracción, módulo, adherencia al concreto y comportamiento bajo carga sostenida.
- Demostrar durabilidad: rendimiento a largo plazo en concreto alcalino, humedad, ciclos de temperatura y cloruros.
- Resolver las diferencias de diseño: las varillas no metálicas suelen comportarse de forma distinta al acero. Por ejemplo, pueden no fluir antes de fallar y no pueden simplemente doblarse en obra. Los métodos de diseño deben tenerlo en cuenta.
- Cumplir las normas y códigos pertinentes: pruebas independientes con métodos reconocidos y aceptación por parte de los códigos y autoridades que rigen la estructura.
No la pondremos a la venta hasta completar esos pasos.
Dónde podría encajar primero
Si el desarrollo tiene éxito, los usos más naturales son los lugares donde la corrosión es el principal enemigo:
- Estructuras marinas y costeras, como malecones y muelles.
- Tableros de puentes y estacionamientos expuestos a sales de deshielo.
- Elementos prefabricados donde un refuerzo más ligero simplifica el manejo.
- Estructuras cercanas a equipos sensibles, donde un refuerzo no magnético puede importar.
Lo que puede usar hoy
Nuestro aditivo de grafeno para concreto, NanoTechCrete, ya está disponible. Es un líquido que se añade al 5 % del peso del cemento. Pruebas independientes de terceros en 2023 mostraron un aumento del 67 % en la resistencia a la compresión, y aumenta la resistencia al agua en un 25 %. Una menor penetración de agua es relevante para la corrosión, porque el agua y los cloruros disueltos son los que llegan al acero. Lea cómo funciona el aditivo de grafeno para concreto y nuestra guía de diseño de mezclas de concreto con grafeno.
«La varilla es estructural, así que llevará el tiempo que tenga que llevar. Compartiremos resultados cuando sean independientes y completos». — Frans Alkemade
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Cómo se usa hoy el refuerzo no metálico
El refuerzo no metálico no es una idea nueva. Las varillas de polímero reforzado con fibra de vidrio, basalto y carbono se usan desde hace años en aplicaciones donde la corrosión es una preocupación, y existen guías de diseño para ellas. Esa experiencia nos dice lo que los ingenieros esperarán de cualquier nueva varilla compuesta: propiedades del material claras, un método de diseño, datos de durabilidad de pruebas reconocidas y un historial en estructuras piloto. La varilla compuesta de grafeno se juzgará con los mismos criterios, y creemos que ese es el enfoque correcto.
Lo que no estamos diciendo
No estamos diciendo que la varilla de grafeno sea más resistente que el acero, que vaya a costar menos ni que esté lista para alguna estructura concreta. Esas son preguntas que responderán las pruebas. Si ve afirmaciones sobre nuestra varilla que vayan más allá de los objetivos de esta página, no vienen de nosotros.
Lea el comunicado de prensa sobre el desarrollo de la varilla y la página del proyecto de varilla de grafeno. Si es ingeniero o propietario y le interesan futuras pruebas piloto, póngase en contacto.
Preguntas frecuentes
¿Puedo comprar varilla de grafeno?
No. La varilla de grafeno está en desarrollo y no está a la venta. Primero debe superar las pruebas y las aprobaciones normativas.
¿Por qué desarrollar una varilla de grafeno?
La varilla de acero se corroe, lo que agrieta y desprende el concreto. Una varilla compuesta de grafeno no metálica está diseñada para no oxidarse y ser más ligera que el acero.
¿Tienen resultados de resistencia de la varilla?
No publicamos cifras de rendimiento de la varilla mientras esté en desarrollo.
¿Qué producto de grafeno puedo usar hoy en concreto?
NanoTechCrete, un aditivo líquido de grafeno para concreto que se dosifica al 5 % del peso del cemento.
¿La varilla de grafeno es más ligera que el acero?
Ser más ligera que el acero es uno de nuestros objetivos de diseño. No publicamos cifras de peso ni de resistencia mientras esté en desarrollo.
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