Los científicos están trabajando con un hormigón que incorpora residuos de plástico y nanomateriales que permiten que sea más eficiente estructuralmente y que tenga la capacidad de ser aislante térmico.

El rubro de la construcción no está exento de incorporar la nanotecnología para mejorar sus desarrollos y productos. Es así como el Doctor Roberto Lavín, integrante del Centro para el Desarrollo de Nanociencia y Nanotecnología (Cedenna) y Académico de la Universidad Diego Portales, incorporó nuevos materiales al asfalto para reducir su erosión y mejorar las propiedades de resistencia.

Mediante un software que predice los niveles de agrietamientos y falla en la resistencia mecánica del asfalto, detectaron que el asfalto que incorpora nanotubos tiene una tolerancia considerable. “Si la carretera se construye el 2013, el primer recambio se estima a los 10 años. Allí se comienza a retirar tramos completos y se deben realizar nuevamente. Con nuestro asfalto el mismo nivel de falla de un 5% (nivel para el cual se deber realizar un recambio) se alcanza recién entre los 20 a 30 años desde la instalación, y recién a los 20 años comenzaría a presentar agrietamientos visibles, explica el científico. El especialista incorporó nanopartículas que otorgan mejoras en el desempe- ño mecánico de la carpeta asfáltica. En números: una carpeta asfáltica común puede soportar 1,4 toneladas, mientras que el innovador desarrollo permitirá aguantar hasta 1,9 toneladas. Esto implica que, además, sea más resistente a la erosión.

Cabe recordar que el asfalto es un material derivado del petróleo, que se utiliza ampliamente en recubrimientos y pavimentos, debido a que tiene un menor costo que el cemento y es más fácil de retirar de los caminos en caso de reparaciones u otras obras.

A diferencia del hormigón, el asfalto presenta mayor maleabilidad, esto en términos prácticos significa que se deforma más fácilmente, pierde su resistencia con las altas temperaturas y se quiebra con las bajas, lo que conlleva a una alta tasa de defectos y desgaste en condiciones de alto tránsito o cargas pesadas.

Hormigón

Actualmente la construcción de edificaciones se realiza con hormigón, ya que tiene una altísima resistencia a la compresión y puede soportar varias toneladas de peso por metro cuadrado (o “varios millones de pascales de presión”) de carga. Sin embargo, con el tiempo, este material puede dañarse debido a perturbaciones externas en la estructura (como terremotos, choques u otros impactos), o incluso por el efecto químico de la oxidación de los metales que la sostienen. Junto con esto, el hormigón se deteriora debido a que sus microfisuras o microporosidades pueden transformarse en grietas visibles debido a las altas cargas o tensiones a las que es sometido, permitiendo el acceso de agua que puede dañar las estructuras metálicas sostenedoras.

Para prevenir este tipo de situaciones, la tecnología ofrece soluciones a través de nanomateriales que se pueden adicionar al hormigón o revestirlo. Los nanotubos de carbono presentan una alta resistencia a la tracción y como resultado la mezcla de hormigón tiene una mayor resistencia a la compresión. Esto porque el carbono es uno de los materiales que a escala nanométrica resulta más resistente por la forma en que se organizan sus átomos, superando incluso al acero.

En CEDENNA el doctor Roberto Lavín, académico de la Universidad Diego Portales, logró aumentar en un 30% la resistencia a la compresión en una estructura, gracias a la adición de nanotubos al hormigón. Al incorporar nanopartículas de otros materiales, además de nanotubos, logró un aumento de la resistencia a la compresión por sobre el 45%.

Además, existe otra preocupación en materia de vivienda y está ligada al tema energético. Se requiere que las construcciones tengan una aislación térmica superior, pero el actual hormigón no cumpliría esas condiciones. “Hay un impedimento físico en la naturaleza de los materiales que impide conjugar una alta aislación térmica y una alta resistencia mecánica. Los materiales que son duros, que resisten cargas mecánicas, son malos aislantes térmicos”, explica Lavín. Es por ello que ha trabajado en cómo superar esta barrera. “Lo que hicimos fue tomar el hormigón común y corriente y agregar un desecho de la industria del plástico.

Logramos que este hormigón sea más aislante térmico de manera sustantiva, alcanzamos una conductividad térmica 60% más baja. Pero este hormigón perdió resistencia mecánica. Sin embargo, con nanotecnología mejoramos su resistencia añadiendo nanocompuestos de tal manera que podemos conjugar aislación térmica con resistencia mecánica”. Es así como este desarrollo permite mejorar la aislación térmica del hormigón, sin sacrificar su resistencia mecánica. Por lo tanto, este hormigón nanotecnológico es eficiente y estructural, concluye.