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INTRODUCCIÓN
La tecnología se sigue renovando en varios aspectos, ahora la gran revolución de
la nanotecnología llega al sector de la construcción, generando grandes cambios a
lo que antes era la metodología de construcción la tradicional, llevándola así a un
nuevo nivel y proyectando el área de la construcción a un futuro tecnológico.
La nanotecnología después de un gran progreso en otros sectores comienza a
ingresar en el sector de la construcción especialmente en caminos y materiales de
construcción.
Hoy en día en la construcción tradicional desde tiempos atrás hasta nuestros días
se han empleado fundamentalmente elementos constructivos de piedra, madera,
hormigón armado y acero, materiales que cumplen adecuadamente
su función pero que, bajo ciertas condiciones, presentan algunos inconvenientes.
Tal es el caso de la madera que requiere grandes inversiones en mantenimiento,
el hormigón armado que tienen una alta densidad y demandan grandes
capacidades para su manejo e instalación, el acero que
presenta problemas de corrosión, entre otros, por ese motivo la nanotecnología
involucra su tecnología para el mejoramiento de los materiales de construcción así
como la técnica de construcción.
Uno de las expectativas de la nanotecnología en el área de la construcción es que
se hará posible el cuidado de la calzada de las vías, volviéndose a componerse
después de haberse generado una grieta u otro inconveniente en ésta, además
pudiendo llegar a limpiarse cuando llegue a un cierto grado de suciedad limite.
Las definiciones de la nanotecnología, incluyendo la nanociencia y la nano-
ingeniería en concreto, se proporcionan. El impacto de los recientes avances en la
instrumentación y la ciencia computacional de materiales y su uso en concreto la
investigación se discute. Los recientes avances en nano-ingeniería y
nanomodification de cemento a base de materiales se presentan.
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OBJETIVO
El objetivo principal de este trabajo es describir la investigación prometedora
áreas. Información básica sobre la investigación en nanotecnología, estado del
arte sobre el uso de esta tecnología en concreto, oportunidades y desafíos que se
discuten.
Además mostrar las nuevas tecnologías que se desarrollan en el mundo de la
construcción para así solucionar problemas que se presentan día a día,
lográndose así reducir costos de desarrollo, producción y mantenimiento,
aumentando los niveles de seguridad y sobre todo mejorando la calidad de la
construcción.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS Y NANOTECNOLOGÍA EN LA CONSTRUCCIÓN
LA NANOTECNOLOGÍA EN LA CONSTRUCCIÓN
La nanotecnología se entiende el estudio, diseño, creación y aplicación de
materiales a nano escala a través del control de la materia, reordenando los
átomos y la estructura molecular.
Las nanotecnologías ofrecen un alto potencial para promover innovaciones
radicales y de alto valor en la fabricación, propiedades y uso de los materiales de
construcción. La nanotecnología facilitará materiales más ligeros, resistentes, con
menor impacto ambiental e incluso autoadaptables e inteligentes.
Es imprescindible que los materiales de construcción, y los sistemas constructivos
derivados, cumplan con varias características como son: alta durabilidad
y resistencia al deterioro, buen comportamiento mecánico, entre otras.
Además la nanotecnología en la construcción se refiere en ciertos aspectos como
la modificación de pinturas y barnices con nanopartículas, el uso de aditivos para
la optimización del rendimiento cemento-hormigón, nano compuestos poliméricos
de arcilla para el reciclaje de PET, Pegamentos rápidos y activados a distancia
basados en nanopartículas de ferrita,vidrios orgánicos como alternativa
al vidrio común, entre otras.
Algunas de las líneas de investigación en este campo son:
Nanoaditivación de cemento y otros aglomerantes para obtener
compuestos que descomponen los compuestos
orgánicos volátiles, auto limpiables, antimicrobianos o para incorporar nano
sensores que controlen el estado de las estructuras o la calidad del aire en
el interior de los edificios.
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Materiales aislantes avanzados basados en aerogeles, vidrios nano
porosos o paneles aislados al vacío.
Vidrios especiales con propiedades de protección anti incendios,
recubrimientos funcionales (por ejemplo filtradores de radiaciones)
Materiales autorreparables.
Materiales inteligentes que respondan a estímulos como la temperatura, la
humedad, la tensión, etc.
NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA
En general, los conocimientos científicos relacionados con la Nanociencia son más
extensos que los materiales, objetos o dispositivos, construidos mediante
aplicación de la Nanotecnología. Sin embargo, es el término Nanotecnología el
que ha ganado más adeptos, abarcando por lo general tanto el conjunto de
conocimientos básicos, como el amplio abanico de aplicaciones reales o
venideras; englobando por tanto las distintas ramas de las nanociencias y de las
nanotecnologías.
De forma genérica, a las nanopartículas se les denomina igualmente
nanomateriales. El interés de los nanomateriales se debe a que sus propiedades
físicas y químicas pueden ser moduladas sistemáticamente por la variación del
tamaño conforme a las leyes del escalamiento.
LOS NANOMATERIALES APLICADOS A LA CONSTRUCCIÓN
A través de la nanotecnología se pueden desarrollar materiales mucho más
resistente que los convencionales.
Caracterizados principalmente por contar con nuevas propiedades físicas y
químicas obtenidas a escala nanométrica. Así, la resistencia, elasticidad,
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conductividad térmica, entre otras propiedades, se comportan de diferente modo y
manera a cuando son sometidos a escala macroscópica.
De las características más importantes de los nanomateriales, sobresalen sus
extraordinarias propiedades mecánicas.
En la actualidad ya existen nanomateriales o nanopartículas de TiO2
de especial relevancia para la industria de la Construcción. Su aplicación a los
vidrios, ventanas y azulejos, permite limpiar, disolver y eliminar los gases tóxicos
que contaminan el aire, al ser expuestos a rayos solares y a la lluvia. Cuando los
rayos UV entran en contacto con el dióxido de titanio se produce una reacción
catalítica que destruye las moléculas contaminantes.
APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGIA EN LA CONSTRUCCION
LA NANOTECNOLOGIA EN EL HORMIGON.
El 25% de los propietarios de estructuras de hormigón reparadas están
insatisfechos con el resultado de dicha reparación y del resultado de los materiales
de protección utilizados en los 5 años posteriores a la reparación; un 75% lo están
durante los 10 años siguientes.
El propio hormigón -material de construcción tradicional, pero de micro estructura
compleja- debe sus propiedades, en gran parte, al gel C-S-H de
la matriz cementicia, que no deja de ser un material nano estructurado con
propiedades modificadas por una red de poros y micro fisuras, cuyos tamaño
pueden variar desde unos nanómetros hasta milímetros. El conocimiento de su
nano estructura y las fases del gel permitirán abrir el abanico
de productos derivados del cemento con propiedades multifuncionales.
La adición de nanopartículas al hormigón puede permitir controlar su porosidad.
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Reforzando al hormigón con nanotubos de carbono puede incrementarse su
resistencia y evitar la propagación de grietas.
Nanotecnología: Mejorando la pasta de cemento
Existen muchos manera para explicar porqué el cemento tiene una resistencia a
tracción baja.
Los puntos débiles en la capa de contacto entre el cemento y las cargas se
conocen como efectos de transición.
Mejorando la calidad de las nanoestructuras de la pasta de cemento en las
zonas de transición se mejora la resistencia a tracción y por consiguiente se
reduce la fisuración.
Los aditivos de hormigones basados en policarboxilatos y sintetizados a partir de
criterios nanotecnologicos han permitido desarrollar una nueva generación de
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aditivos superfluidificantes, sobre los que se pueden modificar adaptándose a
cada tipo de cemento, en función de su composición y prestaciones esperadas del
hormigón.
NUEVAS TECNOLOGÍAS EN LA CONSTRUCCIÓN
CONCRETO VIVO:
El concreto es uno de los materiales más utilizados para la construcción de
edificios y otras instalaciones, pero sin importar qué tan duradero sea este material
eventualmente se forman grietas y baches en él que con el tiempo se van
agrandando cada vez más y en ocasiones podrían llevar al colapso de la
construcción.
Este es el material de construcción más popular del mundo, y desde que los
romanos construyeron el panteón con él hace unos 2.000 años, se ah tratando de
encontrar maneras de hacer que el concreto sea más duradero.
Un equipo de la Universidad de Tecnología de Delft (TU Delft) liderado por el
profesor Henk Jonkers, un microbiólogo, creó un tipo de concreto que puede
repararse a sí mismo.
Se ha inventado un bioconcreto, esto es hormigón que se sana a sí mismo
utilizando bacterias, el problema con las grietas en el concreto son las filtraciones,
ya que “si tienes grietas el agua pasa a través de ellas, en tu sótano o garaje por
ejemplo. Luego, si esta agua llega al refuerzo de acero –en el concreto hay barras
de metal, las corroe y la estructura puede colapsar. Para evitar esto, ellos
ingeniaron una forma de agregar este componente “sanador”. El bioconcreto se
forma de la misma forma que el concreto regular, pero le agregan bacterias que
luego se activan cuando entran en contacto con el agua.
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El bio-concreto se mezcla como el concreto regular, pero con un ingrediente extra:
el "agente de reparación". Permanece intacto durante la mezcla y únicamente se
disuelve y se activa si el concreto se agrieta y el agua entra.
Jonkers, un microbiólogo, comenzó a trabajarlo en el 2006, cuando un tecnólogo
en concreto le preguntó si sería posible utilizar bacterias para fabricar concreto
que pudiera repararse a sí mismo.
A Yonkers le tomó tres años descifrar el problema, pero hubo algunos retos
difíciles de superar.
"Necesitas bacterias que puedan sobrevivir a las duras condiciones del concreto",
dice Jonkers. "Es un material similar a la roca, parecido a la piedra, muy seco".
El concreto es extremadamente alcalino y las bacterias "curativas" deben esperar
inactivas durante años antes de que se activen por medio del agua.
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Jonkers eligió las bacterias del bacilo para el trabajo, ya que prosperan en
condiciones alcalinas y producen esporas que pueden sobrevivir durante décadas
sin alimento ni oxígeno.
"El siguiente reto era que las bacterias no solamente se activaran en el concreto
sino que también produjeran material para reparar el concreto y esa es la piedra
caliza", explica Jonkers.
Con el fin de producir piedra caliza, los bacilos necesitan una fuente de
alimentación. El azúcar era una opción, pero añadir azúcar a la mezcla daría como
resultado un concreto suave y débil.
Al final, Jonkers eligió el lactato de calcio, colocó las bacterias y el lactato de calcio
en cápsulas hechas con plástico biodegradable y añadió las cápsulas a la mezcla
húmeda de concreto.
Cuando finalmente las grietas comienzan a formarse en el concreto, el agua entra
y abre las cápsulas.
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Las bacterias luego germinan, se multiplican y se alimentan del lactato, y al
hacerlo combinan el calcio con iones de carbonato para formar calcita o piedra
caliza, la cual cierra las grietas.
Ahora Jonkers espera que su concreto podría ser el inicio de una nueva era de
edificios biológicos.
"Se está combinando la naturaleza con los materiales de construcción", dice. "La
naturaleza nos está suministrando mucha funcionalidad de forma gratuita... en
este caso, las bacterias productoras de piedra caliza".
Si somos capaces de implementarla en los materiales, en realidad podemos
beneficiarnos de ella, así que creo que este es un muy buen ejemplo de cómo unir
los entornos de la naturaleza y de la construcción en un nuevo concepto".
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ÍNDICE
Introducción 1
Objetivo 2
Nuevas tecnologías y nanotecnología en la construcción 3
La nanotecnología en la construcción 3
Nanociencia y nanotecnología 4
Los nanomateriales aplicados a la construcción 4
Aplicaciones de la nanotecnología en la construcción 5
La nanotecnología en el hormigón 5
Nanotecnología, mejorando la pasta del cemento 6
Nuevas tecnologías en la construcción 7
Concreto vivo 7
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