«Hormigón conductivo» es una expresión que se usa para dos cosas distintas: un hormigón que conduce la electricidad y un hormigón o mortero que conduce mejor el calor. Se consiguen con materiales parecidos, sobre todo de carbono, pero sirven para cosas muy distintas y están en momentos de madurez muy diferentes.
Dos significados: electricidad o calor
| Conductor eléctrico | Conductor térmico | |
|---|---|---|
| Qué se busca | Que pase corriente a través del hormigón | Que el calor atraviese el material más deprisa |
| Cómo se consigue | Superando el umbral de percolación con fibras o partículas conductoras | Aditivos y áridos que suben la conductividad térmica de la matriz |
| Usos | Tomas de tierra, deshielo, apantallamiento, autosensado | Suelo radiante, superficies radiantes, intercambio geotérmico |
| Madurez | Mucha investigación y proyectos piloto | Aplicación comercial en suelo radiante |
Hormigón conductor de la electricidad
El hormigón normal conduce poco la electricidad, y lo poco que conduce depende de la humedad: la corriente pasa por el agua de los poros. Seco es un mal conductor; húmedo, algo mejor, pero con una resistividad alta y muy variable.
Para hacerlo conductor se le añade un material que sí conduce: fibras de carbono, negro de carbono, grafito, fibras o virutas de acero, nanotubos de carbono o grafeno. Con poca cantidad no pasa nada; al superar cierta dosis, el llamado umbral de percolación, las partículas empiezan a tocarse o a quedar muy próximas, forman caminos continuos y la resistividad cae de golpe. El reto está en conseguirlo con una dosis razonable, bien dispersa y estable en el tiempo.
Para qué sirve
- Tomas de tierra y protección contra el rayo: un hormigón conductor mejora el contacto eléctrico con el terreno.
- Deshielo de pavimentos: haciendo pasar corriente, el propio hormigón se calienta por efecto Joule y funde la nieve y el hielo en rampas, tableros de puente o pistas.
- Apantallamiento electromagnético de salas con equipos sensibles.
- Hormigón autosensible: su resistividad cambia cuando se deforma o fisura, lo que permite usar la propia estructura como sensor para vigilar su estado.
- Ánodos de protección catódica, en forma de morteros conductores aplicados sobre estructuras que se quieren proteger de la corrosión.
Hormigón y mortero conductores del calor
Aquí el objetivo es otro: que el calor atraviese el material con menos resistencia. El caso más claro es el suelo radiante, donde el mortero que cubre los tubos tiene que llevar el calor del agua hasta el pavimento. Cuanto mayor es su conductividad, antes llega el calor y a menor temperatura puede trabajar la instalación.
Valores de nuestros ensayos de referencia.
Es lo que hace FloorGraphene, un aditivo líquido que se añade al mortero en la planta o en la boca del camión, a razón de 1,5 kg/m³. No convierte el suelo en una calefacción eléctrica: la instalación sigue siendo la de agua de siempre, pero el mortero conduce mejor el calor. Los detalles, en la guía del mortero para suelo radiante.
En la misma línea, Graphenano ha desarrollado con Taiba Gold paneles de 11 mm con grafeno, de alta transmitancia térmica, para un sistema radiante de frío y calor en viviendas de clima desértico en Dubái. Incorporan además materiales de cambio de fase que acumulan y ceden energía a lo largo del día.
Qué aporta el grafeno
- Conductividad: es uno de los mejores conductores del calor y de la electricidad que se conocen.
- Superficie específica enorme: es un material bidimensional, de muy pocos átomos de espesor, así que poca cantidad llega a mucho volumen de matriz.
- Interacción con el cemento: en los aditivos para hormigón, el grafeno interviene en la hidratación y densifica la matriz, lo que mejora resistencia y durabilidad.
La dificultad está en la dispersión: si el grafeno se aglomera, pierde casi todas sus ventajas. Graphenano fabrica su propio grafeno en Yecla, con sistema propio, y lo suministra ya incorporado en sus aditivos, listo para la mezcla.
