Stone Inside: Innovaciones para un mejor ambiente

Durante mucho tiempo se ha estado ofreciendo piedra natural reforzada con fibra para encimeras de cocina, suelos de ascensores o baños de lujo. Las últimas investigaciones de la compañía de Munich TechnoCarbon amplían esta gama de aplicaciones y pueden hacer de la piedra natural un importante material de construcción respetuoso con el medio ambiente.

En los últimos diez años, el ingeniero eléctrico Kolja Kuse, su hermano Björn, marmolista, y el ingeniero especializado en plásticos Siegfried Brauner han estado trabajando en algo absolutamente novedoso: ¿la piedra natural como sustituta del aluminio? ¿piedra natural en lugar de hormigón reforzado? ¿piedra natural como alternativa a los tornillos de acero laminado en camiones? ¿piedra natural como parte de las alas de los aviones o de los rotores de los helicópteros?

En comparación con todo esto, las encimeras de cocina extrafinas con placas invisibles o las paredes térmicas de los baños resultan algo muy normal. Estas ideas, que se presentaron en las ferias Materialica, EuroLite o Stone+tec, pueden resultar atrevidas, pero no una locura. Son simplemente innovadoras. Los compuestos de fibra de carbón reforzada se conocen desde hace algún tiempo. Ligeras y robustas estructuras de bicicletas, de coches, refuerzos para construcciones de hormigón, para baldosas finas de piedra natural, etc. se han hecho con este material.

Alta resistencia a la compresión y a la tensión

¿Cuáles son las ventajas de la combinación de piedra natural y fibra de carbón? Es muy sencillo de explicar: la piedra con fibra de carbón tiene mejores propiedades, como piedra natural proporciona una enorme resistencia a la presión y puede ser comprimida, mientras que la fibra de carbón garantiza una gran resistencia a la tensión combinada con un bajo alargamiento por la tracción. Si la piedra se pre-estresa y luego se une con una alta tracción mediante resina epoxy, se puede cargar y formar con un grado increíble sin rotura.

El secreto de este método patentado consiste en comprimir sólo la piedra, mientras que la fuerza de tracción la absorbe la lámina de carbón sin estirar. Esto se hace visible con una tabla de granito de 3 mm de espesor y un tamaño de 3,5 metros cuadrados, reforzada en su parte inferior. Si dos personas levantan esta tabla, se comba más de 30 cm, pero no se daña en absoluto. Pero si se le diera la vuelta se rompería inmediatamente.

En esto es en lo que se basa la segunda idea innovadora de Kuse y sus colegas: qué ocurriría si se reforzara ambas partes de la piedra con estas fibras y se produjera una material de construcción que fuera ligero y robusto al mismo tiempo, y que consumiera durante su producción menos energía que el acero, el aluminio o el hormigón y, además, ofreciera ventajas tecnológicas hasta ahora no muy conocidas.

Ligereza y estabilidad dimensional

Hay más ventajas: el peso específico del granito corresponde al peso específico del aluminio (algo que resulta difícil de creer) y pesa sólo una tercera parte de lo que pesa el acero. Esto significa que ¡la piedra es más ligera! Sin embargo, la capacidad de carga de presión del granito es tan alta como la del acero para construcción y cuatro veces mayor que la de un hormigón normal.

Aún más, la expansión de la piedra natural, relacionada con la temperatura (que es baja, en cualquier caso) se compensa por la expansión longitudinal de la fibra de carbón relacionada con la temperatura negativa. Se contrae cuando sube la temperatura pero se hace más ancha. Esto significa que la piedra con fibra de carbono se puede fabricar de una manera que prácticamente no provoca cambios en sus dimensiones bajo cambios de temperatura, lo que supone una gran ventaja frente al metal.

Elasticidad y absorción de golpes

Ciertas características específicas se pueden crear mediante la elección de la piedra natural (por ejemplo, las diferencias entre granito y gneiss con considerables) y la alineación de la fibra de carbón. Cuando más alineada está la fibra de carbón en la dirección longitudinal del elemento de construcción, menos flexible se vuelve. Y viceversa: la fibra se alinea diagonalmente al eje del elemento de construcción, se vuelve más dúctil y más resistente. Así es como se puede adaptar la elasticidad a muchas gamas de aplicaciones, y también mediante el ratio piedra-fibra de carbón. Resulta más sorprendente el hecho de que se pueda evitar el doblamiento permanente: tan pronto como se retira la carga, el elemento de construcción vuelve a su forma original.

Al mismo tiempo, la piedra con fibra de carbono no muestra fatiga: después de un millón de veces de colocar y descolocar la carga, no se pueden ver ni medir cambios estructurales en la tabla recubierta por ambas partes.

Además, la piedra con fibra de carbón garantiza una absorción lineal de los golpes. Esto significa que el material deja de moverse después de un impacto, mientras que las estructuras de metal tienden a oscilar durante mucho tiempo y si este movimiento se produce bajo condiciones desfavorables (frecuencia de la resonancia) podría provocar su autodestrucción. Hoy en día esto se puede eliminar con un gran esfuerzo y reducirlo parcialmente mediante complicados controles de ingeniería, pero en el futuro se podrá evitar completamente mediante la piedra con fibra de carbono. Una de sus primeras aplicaciones será el posicionamiento extremadamente seguro de algunas partes de las máquinas.

Versatilidad y respeto al medio ambiente

Con piedra con fibra de carbono se pueden fabricar elementos de construcción y estructuras de soporte flexibles y a la vez resistentes a la presión, ligeros y resistentes a la torsión, que absorben las vibraciones y son resistentes a la fatiga y por último, aunque no menos importante, resistentes a la corrosión química. Además, los elementos de construcción de piedra con fibra de carbono se pueden taladrar y cortar con los métodos aplicados habitualmente en la industria de la piedra y se pueden unir con tornillos e incluso con pegamentos.