CONSTRUCCIÓN EN EL MAÑANA.
La nanotecnología.
M.Sc. Ing. Daniel Morillo
El
sector construcción para bien, recibe todos los días y a pasos cada vez más
agigantados, la influencia de la tecnología, por lo que vale la pena hacernos
las siguientes preguntas: ¿Qué nos depara el mañana en el sector construcción
en referencia a la tecnología?, ¿Qué nuevos materiales aparecerán?, ¿Con que
características y donde se emplearan?, y ¿Qué influencia tendrán en las construcciones
y obras en general a ejecutar?
Con
respecto a la primera preguntar, el sector construcción presenciara cada vez la
influencia de la nanotecnología, entendida esta como el estudio, diseño,
creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y
sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, así como
la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a dicho nivel.
La
nanotecnología, facilitará materiales más ligeros, resistentes, con menor
impacto ambiental e incluso auto adaptables e inteligentes. Es
imprescindible que los materiales de construcción y los sistemas
constructivos derivados, cumplan con varias características como son: alta
durabilidad, resistencia al deterioro y buen comportamiento mecánico,
entre otras.
Igualmente
veremos ciertos aspectos como la modificación de pinturas y barnices con nano
partículas, el uso de aditivos para la optimización del rendimiento del cemento
en el hormigón, nano compuestos poliméricos de arcilla para el reciclaje de
plásticos, pegamentos rápidos y activados a distancia basados en nano
partículas de ferrita, vidrios orgánicos como alternativa al vidrio común,
y muchos otros adelantos para llevar a cabo más y mejores construcciones.
Así
mismo, por medio de la nanotecnología podremos presenciar la nano aditivación
de cemento y otros aglomerantes para obtener compuestos que descompongan los
componentes (valga la redundancia) orgánicos volátiles, ser
auto limpiables, anti microbianos o para incorporar nano sensores que controlen
el estado de las estructuras o la calidad
del aire en el interior de los edificios.
No
será de extrañar en las edificaciones y obras, la presencia cada vez mayor de
materiales aislantes avanzados basados en aerogeles, autorreparables e inteligentes que respondan a estímulos como
la temperatura, la humedad, la tensión, etc., vidrios nano porosos y/o especiales
con propiedades de protección anti incendios, recubrimientos funcionales
(como por ejemplo filtros de radiaciones) o paneles aislados al vacío.
Actualmente
es cada vez mayor la utilización de los "nanotubos de carbono" (Ver
figura No. 1), que son uno de los múltiples materiales creados por la
nanotecnología. Estos nanotubos es el material más fuerte conocido por el
hombre, mientras un cable de acero de alta resistencia de 0.56 milímetros de
espesor puede soportar un peso de unos 102 Kg., un cable de nanotubos del mismo
grosor puede soportar un peso de hasta 15.3 Toneladas. Se consideran 100 veces más fuertes y
resistentes que el acero y su peso es 1/6 de el del acero. Además, conducen
la electricidad mejor que el cobre y son buenos conductores de calor.
Actualmente, todos los estudios de nanotecnología se enfocan en estos
nanotubos.
Figura No. 1.
Nanotubos de carbono
En
cuanto al cemento y el hormigón, veremos como la adición de nanopartículas al hormigón puede permitir
controlar su porosidad. Reforzando al hormigón con nanotubos de
carbono puede incrementarse su resistencia y evitar la propagación de
grietas. Mejorando la
calidad de las nanoestructuras de la pasta de cemento en las zonas de
transición, constituidos por los puntos débiles en la capa de contacto entre el
cemento y las cargas, se mejora la resistencia a tracción y por consiguiente se
reduce la aparición de fisuras o grietas propias del proceso de fraguado. Igualmente
los aditivos de hormigones basados en policarboxilatos y sintetizados
a partir de criterios nanotecnológicos, han permitido desarrollar una
nueva generación de aditivos súper fluidificantes.
Para las pinturas,
barnices y pegamentos, vemos como la adición de partículas de ZnO, mejora significativamente el
comportamiento del recubrimiento frente a la radiación ultravioleta,
mientras que la adición de alúmina (Al2O3) y sílice (SiO2) mejora
el comportamiento frente a los efectos del rayado en la superficie de estos
recubrimientos. También pinturas con propiedades de auto-limpieza y protección
anti-grafiti y ecológicas, sin disolventes, con secado en unos 3 segundos
aproximadamente y que resultan ser mucho más económicas que las pinturas
convencionales, se logran con nano partículas.
El uso de nano partículas
de ferrita (oxido de hierro) en materiales adhesivos o pegamentos activados
térmicamente, permite iniciar a distancia el proceso de secado mediante la
aplicación de un campo electromagnético en el rango de las microondas-radiofrecuencia
(1-10GHz).
De igual manera podremos
ver y su utilización será más frecuente, el acero para armaduras, modificado
nano estructuralmente, con una resistencia a la corrosión similar a la de los
aceros inoxidables, de menor costo y con propiedades mecánicas
superiores a los aceros de alta resistencia.
En la domótica se generará
un gran desarrollo con los nuevos nano sensores embebidos en las estructuras,
que permitirá una monitorización continua y el diagnóstico de su estado,
además de los beneficios por eficiencia energética. Las actuales
investigaciones en polímeros podrían llevar a una situación en la que las
barreras protectoras utilizadas en las autopistas o carreteras arreglen sus
propios imperfectos causados por choques de vehículos.
Así mismo es factible la
utilización de las nano estructuras activas que permitirán desarrollar
cerámicas bioactivas, los cuales son materiales capaces de auto-repararse, como
en el caso del asfalto y el propio hormigón, y materiales con memoria de
forma. Podríamos tener fachadas auto limpiantes con la luz o la humedad
reduciendo así costos notables en cuanto al mantenimiento, acabados
invisibles para piezas de acero inoxidable que eliminan manchas o huellas en la
superficie. Recubrimientos de grosor nanométrico que protegen el acero de
la corrosión.
Con el uso de esta
revolución que es la nanotecnología tal vez veríamos ciudades con menos
contaminantes, al producir la industria de la construcción menos desperdicio. En
la medida en que ingenieros y arquitectos se adentren en la investigación y el
desarrollo de materiales y, en especial, se interesen por la nanotecnología,
podremos crear un nuevo y muy diferente concepto de la edificación.
Si vemos el futuro con un
poco de objetividad, prospectivamente, y enormes cantidades de esperanza,
podremos pensar en maravillosas e insólitas soluciones constructivas. En un
futuro inmediato, podríamos concebir edificios cinco veces más altos
que soportaran cargas cinco veces mayores, cuyas secciones estructurales fueran
más esbeltas, y que ante un sismo no se fracturaran.
Imaginaríamos edificios
cuyas paredes y pisos podrían cambiar de color conforme la luz del sol o la
artificial cambiara de tono. Pensaríamos entonces en muros divisorios que
fueran transparentes en el día y opacos en la noche. Podríamos ver casas
de dos pisos, fácilmente remolcadas por un pequeño vehículo, para cambiar de
ubicación. Encontraríamos en cualquier supermercado grandes componentes
estructurales, a precios económicos, suficientemente ligeros para que un
niño de cuatro años los pudiera cargar.
Por último comparto
plenamente el criterio expresado por Wanda Orlinky, quien dijo: “Solo hay dos
futuros posibles: el que sucede y el que nosotros hacemos”.
