Comparative study of cementitious mixtures reinforced with recycled and natural materials for sustainable structural applications
- Autores: Cristiano Giuseppe Coviello
- Directores de la Tesis: Pedro Serna Ros (codir. tes.), Dora Foti (codir. tes.), Paola Lassandro (codir. tes.), Luis Pallarés Rubio (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2026
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Elhem Ghorbel (presid.), Jaime Carlos Gálvez Ruiz (secret.), Flavio Stochino (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería de la Construcción por la Universitat Politècnica de València
- Calificación: Sobresaliente Cum Laude
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RiuNet
- Resumen
El hormigón es el material más utilizado para construir estructuras civiles e industriales. A lo largo de los años, se ha estudiado para mejorar su rendimiento mecánico y su durabilidad. Sin embargo, debido a las elevadas emisiones de CO2 que producen las industrias cementeras, varios investigadores han intentado inventar nuevas estrategias sostenibles que mitiguen la contaminación ambiental. Otra causa del problema de la contaminación de nuestro planeta es el aumento de los residuos (como los materiales poliméricos) que se vierten en los vertederos y que a menudo son difíciles de eliminar debido a la gran solidez de su microestructura.
En esta tesis se propone una estrategia sostenible para hacer frente, por un lado, a las carencias de rendimiento del hormigón tras el fisuramiento y, por otro, a la dificultad de eliminar materiales poliméricos como el polipropileno (PET) o el polipropileno (PP). Dicha estrategia consiste en el uso de fibras recicladas sintéticas o naturales en las mezclas cementosas tradicionales, analizando todas sus propiedades en estado fresco y endurecido. Las fibras naturales representan una alternativa prometedora a las fibras de acero o sintéticas comunes, ya que poseen una alta relación de aspecto que mejora su interacción con la matriz. Además, su amplia disponibilidad en el sector agrícola las hace económicas y de bajo impacto.
El objetivo de esta investigación es estudiar el rendimiento físico y mecánico de los áridos y las fibras recicladas o naturales en diferentes mezclas de cemento, estableciendo sus posibles aplicaciones estructurales óptimas. Para ello, se fabricaron mezclas de soleras, morteros y hormigones reforzados con materiales reciclados o naturales, sobre los que se realizaron ensayos de trabajabilidad, contenido de aire, resistencia a la compresión y a la flexión, durabilidad, carbonatación e impacto.
El estudio se articuló en tres campañas experimentales secuenciales en las que se llevaron a cabo fases de análisis sucesivas hasta llegar a una aplicación para un elemento estructural. La tesis incluye pruebas de impacto innovadoras mediante el método del plano inclinado sobre muestras de paneles de mampostería reforzados con sistemas FRCM o TRM que contienen fibras o mallas de material reciclado o natural. El análisis del cuadro de fisuras que se presenta después de cada impacto ha permitido evaluar la eficacia de la fibra para retener la apertura de la fisura y retrasar la rotura de la muestra.
Los resultados de esta tesis no solo tienen el potencial de ampliar la bibliografía existente sobre el tema del hormigón, sino que también estimulan mejoras en el diseño de nuevas mezclas sostenibles para la construcción de elementos estructurales más duraderos y resistentes.
