Hielo reforzado con fibras celulósicas: un sencillo experimento en ciencia de materiales

Los iglús que fabrican los habitantes de regiones heladas como refugios son una prueba de que el hielo se puede utilizar como material de construcción. Ahora bien, sus prestaciones estructurales son limitadas, ya que es débil y quebradizo, por lo que para darle más resistencia se puede recurrir a añadirle fibra de celulosa procedente de madera o papel, con lo que se obtiene un material compuesto mucho más resistente además de dúctil (es decir, que se puede alterar su forma presionándolo)

Esto ya lo averiguaron los esquimales, que a veces añaden líquenes al hielo del mismo modo que en otras regiones del mundo al barro se le añade paja para hacer adobe. Y durante la segunda guerra mundial se inventó el pycrete, una mezca de hielo y serrín con la que incluso se proyectó construir un portaaviones. Más tarde se hicieron pruebas con otros materiales agregados al agua para después congelarla, como fibra de vidrio, amianto, escoria metalúrgica o xantano, que es un polisacárido segregado por bacterias con propiedades emulsionantes.

Un ejemplo de la resistencia del pycrete es la construcción que se ve en la imagen de cabecera, que fue bautizada como Torre Flamenca. Con una impresionante altura de 30,5 metros, fue erigida con fines de investigación por un grupo de estudiantes holandeses y chinos en Harbin (China) entre diciembre de 2017 y enero de 2018. Se mantuvo en pie durante dos meses y finalmente fue demolida por motivos de seguridad ante el escenso de las temperaturas.

La obtención de un compuesto de hielo y otras materias puede constituir un excelente experimento en ciencia de materiales al alcance cualquiera. Solo hay que echar agua en un recipiente (como una bandeja de aluminio), agregarle otro material y ponerlo todo en el congelador junto a una bandeja de control con solo agua. El compuesto resultante se puede someter luego a diferentes pruebas de resistencia, comparándola con lo que tiene el hielo solo. Suelen funcionar bien como refuerzos los materiales celulósicos. Por ejemplo, se puede probar con serrín, tela, geotextiles o simples fragmentos de papel de periódico.

Fuentes:

Arno Pronk et al. The 2017–18 design and construction of ice composite structures in Harbin, Structures, 18, 2019, 117-127 (DOI: doi.org/10.1016/j.istruc.2019.01.020).

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