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Nanotecnología para construir ciudades más sostenibles

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Cada día los investigadores suman nuevos esfuerzos en la búsqueda de mejores materiales, con mejor desempeño y amigables con el ambiente, que aporten en la construcción de ciudades sostenibles y resilientes.

Nanotecnología para construir ciudades más sostenibles
La nanotecnología permitiría que el concreto se haga autorreparable, es decir, que si llegara a sufrir un fisuras, él mismo logre repararse gracias a microorganismos que secretan nanopartículas que rellenan esas microfisuras en el concreto.

De acuerdo con Chemical Safety Facts, portal especializado en analizar productos químicos que se utilizan para la vida cotidiana, la nanotecnología es “el estudio y la manipulación de materia en tamaños increíblemente pequeños, generalmente entre uno y 100 nanómetros.

La nanotecnología, además, “comprende una muy amplia gama de materiales, procesos de fabricación y tecnologías que se usan para crear y mejorar muchos productos que la gente usa diariamente”, en este caso, analizaremos la nanotecnología aplicada a la elaboración de concreto para construir ciudades más sostenibles y resilientes.

En la construcción, aprovechamiento de materiales y movilidad

De acuerdo con el profesor Jorge Iván Tobón, Ingeniero Geólogo, Magister en Aprovechamiento de Recursos Hidráulicos y Doctor en Ciencia y Tecnología de Materiales, y profesor titular del Departamento de Materiales y Minerales de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín, dentro de los retos que tiene la industria del cemento en la región, está el exceso de construcciones, es decir, aquellos procesos en los que se construye un espacio de cierta manera, para en el corto plazo, tumbarlo y avanzar en una nueva construcción, generando exceso de escombros que todavía no hacen parte de una economía circular que los destine y reprocese.

“En una ciudad como Medellín, que tiene un área metropolitana con municipios aledaños, en residuos de la demolición y la construcción generamos más de 10 mil toneladas al día, eso es una cantidad increíble, y la disposición de esos residuos, muchas veces no se hace todo de manera legal, porque, aunque tenemos unos sitios de disposición (aquí) en Medellín, hay mucha gente que esos residuos los dispone en botaderos ilegales o en los separadores de algunas vías, allí se ven residuos de la construcción y la demolición”, destaca el docente.

En tal sentido, aplicaciones con nanotecnología no solo servirían para hacer procesos de construcción óptimos en el tiempo, sino que ayudarían a que la disposición de dichas construcciones sea más efectiva y se requiera de menores reprocesos, por ejemplo, en la construcción de vías inteligentes que permitan incluso regular el tráfico a partir de la nanotecnología aplicada al concreto con el cual se elabora.

“Una de las cosas que hemos descubierto en las últimas décadas, es que el cemento es un material nanoestructurado natural, eso quiere decir que la fase principal del cemento hidratado, lo que nosotros llamamos SCH (Silicato cálcico hidratado), es de tamaño nanométrico y entenderlo en esa escala, nos permite modificarlo. Entonces, hemos encontrado que, haciendo unas pequeñas modificaciones de SCH, podemos potencializar la resistencia con presión, y pasar de un cemento de 30 mega pascales a uno de 200, en la nanoescala del mismo cemento podemos hacer eso”, remarca el profesor Tobón.

Además, destaca el investigador, con la nanotecnología de su lado se han podido poner en marcha lo que los investigadores llaman “concretos inteligentes” (Smart concrete), que son logrados gracias a la aplicación de nanotecnología y que posibilitan mejores desarrollos en las ciudades.

“Si a un concreto tú le pones nanotubos de carbono, los nanotubos de carbono tienen unas propiedades eléctricas, son muy buenos conductores eléctricos y tienen otra propiedad que se llama piezoelectricidad, son propiedades eléctricas que yo en el concreto puedo utilizar. ¿Cómo lo puedo utilizar? En Medellín, por ejemplo, tenemos calles y carreras, y tenemos un semáforo que les va dando paso a los vehículos que están en la calle o en la carrera y hoy hacemos eso por tiempo; si tú tuvieras ese concreto hecho con nanotubos de carbono, por el peso de los carros que hay encima de la calle o la carrera, el concreto sería capaz de mandarle una señal eléctrica al semáforo, dándole un mensaje de que hay más carros en la calle que en la carrera para darles prioridad”, destaca el profesor de la Universidad Nacional de Colombia.

Jorge Iván Tobón, Ingeniero Geólogo, Magister en Aprovechamiento de Recursos Hidráulicos y Doctor en Ciencia y Tecnología de Materiales

En vivienda y prevención de desastres

De otro lado, la aplicación de nanotecnologías en la elaboración de concreto se convertiría en un aliado de la construcción que, incluso, propiciaría que en una obra el espacio sea mejor dispuesto gracias a la implementación de columnas más pequeñas y resistentes, que habilitarían más espacio neto a lugares habitables, por ejemplo.

“Cuando se mira un apartamento para comprar te dicen que tiene 100 metros cuadrados, pero el área útil son 180 metros; esos 20 metros están en las columnas, en las vigas, en los diversos elementos estructurales. Con esto de la nanotecnología nosotros podemos hacer esos elementos estructurales más pequeños, más delgados, de tal manera que cuando tú compres el apartamento de 100 metros, ya sean más de 80 los metros disponibles, es decir, un mejor uso del área construida”, afirma el académico.

Igualmente, un tema fundamental en la resiliencia de las ciudades, como lo es la prevención, se vería privilegiado gracias a la nanotecnología en la construcción, pues permitiría identificar los potenciales riesgos presentes en una estructura, esto luego de que se presente algún fenómeno como los sismos.

“Después de un sismo, gracias a la nanotecnología, podemos ponerle a un concreto, elementos que nos permitan que él mismo nos avise que está muy afectado y que podría estar en riesgo de colapso”, remarca el profesor Tobón.

Finalmente, como lo indica el docente, la nanotecnología permitiría que el concreto se haga autorreparable, es decir, que si llegara a sufrir un fisuras, él mismo logre repararse gracias a microorganismos que secretan nanopartículas que rellenan esas microfisuras en el concreto.

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