Cemento
Cemento inspirado en la naturaleza que se endurece bajo presión
El camarón mantis se ha convertido en una verdadera fuente de inspiración para los científicos guiados por los principios de la barométrica. Si la semana pasada hablábamos de su complejo sistema de visión, en el que se ha basado una nueva tecnología de cámaras para coches autónomos, esta vez se trata del potencial de sus patas en el desarrollo de nuevas técnicas de construcción. ¿Y qué relación puede haber entre ambas cosas? , este crustáceo puede golpear a sus presas con una velocidad similar a la de una bala. Para ello, se sirve de una especie de bastón que se endurece en el momento del impacto gracias a unas grietas en espiral que disipan la energía liberada. Los investigadores de la Universidad Purdue en Indiana, EEUU, se fijaron en esta propiedad para trasladarla a un nuevo material de construcción. La innovadora tecnología que han desarrollado se basa en la impresión 3D de estructuras que se vuelven más resistentes al someterlas a presión. Así, por ejemplo, un terremoto no haría más que reforzar la integridad estructural de un edificio.
Esta propiedad no es exclusiva del camarón mantis, sino que también se encuentra en los exoesqueletos de otras especies como los escarabajos o las langostas. Se trata de mecanismos de endurecimiento y propagación de grietas que impiden que las estructuras cedan al sufrir estrés. Por supuesto, la idea de aprovechar este tipo de estructuras no es nueva, pero ha sido la impresión 3D la que ha abierto las puertas a su aplicación práctica sin necesidad de moldes. Los investigadores han realizado micro tomografías axiales computarizadas (el conocido TAC de los hospitales) para comprobar el comportamiento exacto de las nuevas estructuras y así perfeccionarlas.
Por ahora, han impreso distintas arquitecturas como la Bouligand (disposición helicoidal de fibras) o la de panal. Además de configuraciones capaces de endurecerse bajo presión, estos nuevos sistemas de modelado permiten generar nuevos materiales de construcción con otras propiedades, como por ejemplo, la amortiguación. Entre sus diversas aplicaciones está la creación de vigas o columnas.
Artesanía tailandesa para crear hormigón de última generación
Quizá no sean tan antiguos como las langostas pero los artesanos tailandeses ya utilizaban hace doscientos cincuenta años una técnica de trenzado que, además de una llamativa estética, confería una excepcional resistencia a sus productos. Esa ha sido la base para que un fabricante de cemento tailandés desarrolle una nueva técnica de impresión 3D de hormigón de impactantes resultados. Bajo el apelativo de “Triple S”, la empresa SCG ha presentado recientemente un diseño de hormigón que combina el estilo de trenzado de fibra de coco, empleado por los antiguos artesanos tailandeses, con tecnologías de impresión aditiva. Además de las técnicas de impresión, se ha recurrido a una nueva mezcla de cemento que contiene polvo y fibras, dando como resultado un innovador material de construcción de gran resistencia que, además, permite realzar las fachadas gracias a sus intrincadas curvas.
FUENTE: TechXplore
Hormigón reforzado con zanahorias y remolachas
Un grupo de científicos ha utilizado la nanotecnología para mejorar la resistencia del hormigón mediante el uso de verduras.
Cuántas veces nos dijeron, cuando éramos pequeños, que debíamos comer verduras para crecer más fuertes. Incluso teníamos a Popeye el marino demostrando los beneficios de los vegetales. Sin embargo, los ingenieros de la época no podían imaginar que uno de los materiales estrella de la construcción −el hormigón− también iba a salir beneficiado de la adición de componentes de origen vegetal, en este caso la zanahoria y la remolacha. Pero esa es la propuesta del departamento de ingeniería de la Universidad de Lancaster (Reino Unido).
En la actualidad, la vida útil del hormigón armado se estima en cien años, momento a partir del cual los costes de mantenimiento se disparan debido a la aparición de grietas y el deterioro de las varillas de refuerzo. Debido a ello, hay numerosos grupos de investigación dedicados al desarrollo de nuevas tecnologías que mejoren su durabilidad. Algunas de las propuestas se basan en la adición de nanoplaquetas de grafeno, tal como anunció recientemente la Universidad de Exeter (Reino Unido). Dicho esto, la producción industrial de grafeno sigue siendo un proceso relativamente complejo y caro. ¿Por qué no buscar ingredientes más baratos y abundantes para mejorar la receta y conseguir el material de construcción del futuro? El profesor Mohamed Saafi, que ha encabezado el estudio, llegó a la conclusión de que se podía recurrir a nanoplaquetas sintetizadas a partir de los residuos de zanahorias y remolachas utilizadas en la industria alimentaria.
Al añadir las nanoplaquetas de remolacha y zanahoria a la mezcla de cemento, se favorece la generación de silicato cálcico hidratado, uno de los productos de la hidratación del cemento Portland y que proporciona su dureza al hormigón.
El grupo de científicos de la Universidad de Lancaster ha demostrado que sus nanoplaquetas permiten el mismo nivel de resistencia de la mezcla, ahorrando cuarenta kilos de cemento Portland por metro cúbico de hormigón. Innovación en la construcción para conseguir un material resistente y menos contaminante.
Además, han comprobado que la adición de este ingrediente incrementa la densidad de la micro estructura del hormigón, lo que provoca una mayor resistencia a la corrosión de este nuevo material de construcción. Conviene recordar que la industria cementera es altamente contaminante y requiere una gran cantidad de agua. Si la cantidad de cemento necesaria para un mismo volumen se reduce y la durabilidad del hormigón armado es mayor, es posible generar un gran beneficio desde el punto de vista medioambiental.
Por último, se está estudiando la posibilidad de sintetizar películas de nanoplaquetas para ser aplicadas en estructuras de hormigón ya existentes para dotarlas de estas propiedades.
Cinta adhesiva a partir de los árboles
Las zanahorias y las remolachas no son las únicas materias primas del reino vegetal que están siendo utilizadas para mejorar otros procesos. Los árboles contienen un polímero natural, llamado lignina, que suele desecharse en el proceso de fabricación de papel. Sin embargo, la Universidad de Delaware (EEUU) tiene una opinión distinta al respecto, ya que acaban de patentar un sistema para descomponer las moléculas de lignina en otras de menor tamaño que muestran propiedades adhesivas.
Las pruebas que han realizado indican que es posible crear una cinta adhesiva reciclable y ecológica a partir de lignina, con la misma capacidad adhesiva que los productos comerciales disponibles en la actualidad. Este material no solo podría utilizarse para crear cinta adhesiva, sino que también podría aplicarse a tiritas y a otros elementos con distinta capacidad de adherencia. Esto se debe a que los resultados varían en función del tipo de árbol utilizado. Además, en un futuro se podrían llegar a desarrollar neumáticos basados en lignina.
FUENTE: New Atlas, Science Daily
Nuevo cemento con capacidad para generar luz
Investigador mexicano crea nuevo cemento con capacidad para generar luz
Durante la última década, el desarrollo de modelos inteligentes de construcción, íntimamente relacionados con la eficiencia energética, ha implementado nuevos materiales que poseen una o más propiedades modificadas, de manera controlada y parcial, por estímulos externos como radiación, temperatura, pH, humedad, viento, entre otros factores ambientales.
Como una respuesta a los nuevos modelos de construcción, el Dr. en Ciencias José Carlos Rubio Ávalos de la UMSNH de Morelia, ha desarrollado un cemento con la capacidad de absorber e irradiar energía lumínica, con el fin de brindar una mayor funcionalidad y versatilidad al concreto desde el punto de vista de eficiencia energética.
El nuevo ‘smart material’ desarrollado por Rubio Ávalos fue dado a conocer el pasado 20 de Octubre de 2015, en un comunicado de prensa oficial por la Agencia Informativa Conacyt, en el cual el investigador afirmó que las aplicaciones son muy amplias, dentro de las que más destacan están el mercado arquitectónico: fachadas, piscinas, baños, cocinas, estacionamientos, etcétera; en la seguridad vial y señalamientos; en el sector de generación de energía, como plataformas petroleras; y en cualquier lugar que se desee iluminar o marcar espacios que no tengan acceso a instalaciones eléctricas, dado que no requiere un sistema de distribución eléctrica y se recarga solo con la luz. La durabilidad del cemento emisor de luz se estima mayor a los 100 años por su naturaleza inorgánica, y es fácilmente reciclable por sus componentes materiales.
Según este mismo comunicado, la característica esencial de este nuevo material se obtiene mediante un proceso de policondensación de las materias primas (sílice, arena de río, desechos industriales, álcalis y agua). Este proceso, apuntó el investigador, se realiza a temperatura ambiente y no requiere hornos o altos consumos energéticos, por lo que la contaminación producida en su fabricación es baja, comparado con otros cementos como el Portland o los plásticos sintéticos.
“Buscamos que la luz penetre el material hasta cierto nivel. En el caso del cemento convencional, el Portland, no tiene esa capacidad ya que cuando la luz llega a la superficie no penetra”, explicó Rubio Ávalos.
Cargar este material, con luz natural o artificial, busca ofrecer nuevas funciones lumínicas y térmicas al elemento de la construcción más utilizado en el mundo con el objetivo de disminuir del consumo energético generado por los sistemas activos lumínicos y térmicos.
Se espera que durante 2016, además de su distribución en México, inversionistas de Chile, España, Argentina y Brasil comercialicen el material para su implementación en carreteras y otros espacios urbanos.
FUENTE: Arquitect
