Hormigón de grafeno, ¿qué es y cómo funciona?

14/01/2022 – El uso deadjetivo inteligente es cada vez más frecuente en los últimos años en diferentes sectores, desde el productivo hasta el comercial. Smart, en italiano inteligente, indica la capacidad de esos materiales o productos para responder hábil y rápidamente a las solicitudes, así como a los comandos externos.

También en el mundo de la construcción, cuyo proceso productivo se industrializa cada vez más, los materiales inteligentes están teniendo interesantes desarrollos.

Cómplice de esta difusión es sin duda el cambio de tendencia de la metodología constructiva, hoy encaminada a los principios de ecosostenibilidad, ahorro energético y seguridad; características que requieren materiales inteligentes y de alto rendimiento.

Un ejemplo de materiales inteligentes está dado por materiales compuestos, en el que la unión de dos materiales crea un tercero que tiene propiedades y prestaciones superiores a los materiales constituyentes. FRP, FRMC, CRM son materiales compuestos. Hoy en Italia el uso de estos materiales en la arquitectura es todavía bastante limitado, salvo para la recuperación y restauración del patrimonio existente.

Los nanomateriales y por tanto los nanomateriales pertenecen a la familia de los materiales inteligentes nanotecnologías, que garantizan el desarrollo de materiales de construcción resistentes, ligeros y duraderos. La necesidad por parte del mercado de productos especialmente atentos a la salud y la seguridad ha llevado a varios fabricantes a utilizar nanotecnologías en la formulación de sus productos, como hormigones, pinturas o materiales aislantes que pueden ayudar a mejorar la eficiencia energética. . El uso de nanomateriales también es responsable de la reducción significativa de las emisiones de CO2 del hormigón.

Existe también otro material innovador y muy interesante, aún objeto de estudios e investigaciones, pero que promete importantes desarrollos en los próximos años. Este es elmadera aumentada, madera literalmente mejorada. Fue creado por el biólogo y arquitecto francés Timothée Boitouzet, fundador de la start-up Woodoo. Boitouzet al realizar cambios en la composición interna del material (reemplazando la lignina con un nuevo tipo de polímero) ha creado un madera inteligente para su uso en construcciones eco-sostenibles, renovables y naturales.

A la lista se suman los vidrios cromogénicos (fotocromáticos, termocromáticos y electrocromáticos) capaces de conseguir el ahorro energético de la envolvente.

Pero, de todos los materiales inteligentes, la evolución que ha afectado al hormigón es sin duda el que tiene mayor resonancia. De hecho, hablamos de la era de concreto inteligente.
Esta nueva tecnología permite crear un producto que no solo se comporta desde un punto de vista constructivo sino que es capaz, al mismo tiempo, de proporcionar indicaciones de seguimiento sobre la salud de las estructuras de hormigón armado.

Puede parecer algo sacado de la ciencia ficción, pero en realidad existe, aunque sigue siendo objeto de estudio e investigación.

El año pasado, exactamente el 6 de mayo, el primera losa de hormigón inteligente al mundo, utilizado para la construcción del piso del nuevo gimnasio Barrio Sur en Solstice Park de Amesbury, la empresa constructora era Nationwide Engineering.

Pero, ¿qué es un hormigón inteligente? Un hormigón en el que se añade a la mezcla un nuevo material: el Grafeno.

El grafeno es un material 2D: una lámina de carbono del grosor de un átomo. Fue descubierto en 2004 en un laboratorio de química en Inglaterra y rápidamente pasó a llamarse “material de maravilla“, porque es un material con propiedades excepcionales: fuerte, ligero, capaz de conducir la electricidad y el calor, con extraordinarias propiedades mecánicas de resistencia y flexibilidad.

Las propiedades del grafeno ©https://graphene-flagship.eu/

La incorporación de pequeñas cantidades de grafeno en la fundición para realizar el pavimento del citado gimnasio ha permitió fortalecer la losa en aproximadamente un 30% más que el concreto RC30 estándar, lo que significa que se requiere mucho menos material para lograr un rendimiento estructural equivalente.

El interés por este material ha llevado a la Unión Europea a poner en marcha una de las iniciativas de investigación más importantes sobre el desarrollo de nuevas tecnologías relacionadas con los materiales Buque insignia de grafeno.

Hay varios socios que colaboran en la investigación. Italia está representada por centros de estudio, universidades y empresas manufactureras.

Entre estos últimos encontramos Italcementi que en 2019 expuso en el Mobile World Congress de Barcelona, dentro del pabellón dedicado al grafeno, un Bosquejo que mostraba el funcionamiento de una calefacción por suelo radiante gracias al uso de una fina capa de composite cementoso de grafeno colocada entre la solera y la superficie del pavimento.

La combinación de hormigón y grafeno permite crear una Compuesto cementoso eléctricamente conductor. Por tanto, las posibles aplicaciones y ventajas son muchas, sobre todo teniendo en cuenta que el hormigón es el material de construcción más utilizado en el mundo.

Se puede utilizar un hormigón altamente conductivo para la calefacción por suelo radiante o mural, utilizando espesores extremadamente reducidos.

Hormigón de grafeno, ¿qué es y cómo funciona? La maqueta expuesta en el MWC 2019 © Italcementi

Un hormigón inteligente podría allanar el camino no solo para múltiples soluciones inteligentes para los hogares, sino también para aplicaciones revolucionarias en todo el sector de la construcción, las infraestructuras y la movilidad.

Por ejemplo, pueden calentar las superficies externas ofreciendo soluciones anticongelantes para ciclovías, rampas, pistas de aeropuertos y en general para todas las calzadas y zonas peatonales, garantizando una mayor seguridad y eliminando el uso de productos químicos anticongelantes.

Según Italcementi, gracias a la capacidad del grafeno para conducir la electricidad, a medio plazo será posible utilizar hormigones capaces de iniciar un seguimiento estructural de los edificios, se denominan soluciones de autodetección, capaz de monitorear tensiones, deformaciones, patrones de grietas. Esto se traduce en mantenimiento oportuno, mayor durabilidad de las obras y sobre todo mayor seguridad.

Aún explotando la característica de conductor eléctrico, en el campo de la movilidad se estudia la posibilidad de crear dioses manti stradali en hormigón inteligente capaz de recargar coches eléctricos sobre la marcha.

Hay muchos otros estudios experimentales sobre la aplicación del grafeno como material de construcción. ¿Son estas sólo investigaciones futuristas, que seguirán siéndolo? ¿O, por el contrario, se materializarán en algo que cambiará radicalmente nuestros hábitos y estilo de vida? Hasta la fecha no hay una respuesta segura, la investigación avanza y las inversiones son importantes, por lo tanto, ¡es posible decir “la oración difícil para la posteridad”!






Source: Le ultime news dal mondo dell'edilizia by www.edilportale.com.

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