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”.