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 [6]. 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: 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, 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.

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 aditivos superfluidificantes, sobre los que se pueden modificar adaptándose a cada tipo de cemento, en función de su composición y prestaciones esperadas del hormigón.

Los aditivos basados en policarboxilatos cuentan con la propiedad de configuración de las distintas partes funcionales de la molécula a cada una de las funciones que se desean en el hormigón.

Los policarboxilatos disponen de una estructura molecular soportada en una cadena principal, permitiendo estructurar sobre ella todo el resto de funcionalidades, grupos funcionales libres que permiten la interacción con el cemento, cadenas laterales, no necesariamente hidrocarbonadas, responsable de funcionalidades dispersantes, pudiendo adaptarse mediante nanotecnologia, adaptar estas cadenas a las funcionalidades específicas deseadas.

La terminación de la cadena lateral determinara el mecanismo de acercamiento de la molécula de agua al cemento, por lo que permite regular el proceso de hidratación y por tanto aportara las funcionalidades deseadas en cada momento.

Imagen 2. Aditivos de hormigón. El empleo de este tipo de aditivos permite la introducción de cementos de mayor contenido de adición y menor finura sin afectar a las propiedades finales del producto y sin alterar su ritmo de producción [3].

MODIFICACION DE PINTURAS Y BARNICES CON NANOPARTICULAS.

La utilización de nanopartículas como aditivos tiene un gran potencial en el desarrollo tecnológico ya que estos aditivos aplicados en pequeñas porciones ayudan a mejorar de una manera significativa las propiedades finales de las pinturas y barnices.

La adición de partículas de ZnO mejora significativamente el comportamiento frente a la radiación ultravioleta del recubrimiento, mientras que la adición de alumina (Al2O3) y silice (SiO2) mejora el comportamiento frente a los rayados.

Pinturas con propiedades de auto-limpieza y protección anti-grafiti ecológicas sin disolventes las cuales se secan en unos 3 segundos aproximadamente y que resultan ser mucho más económicas que las pinturas convencionales

PEGAMENTOS BASADOS EN NANOPARTÍCULAS

El uso de nanoparticulas de ferrita (oxido de hierro) en materiales adhesivos activados térmicamente permite iniciar a distancia el proceso de secado mediante la aplicación de un campo electromagnetico en el rango de las microondas-radiofrecuencia (1-10GHz). Además, al culminar el proceso de secado del adhesivo en escalas de tiempo mas reducidas que los procesos convencionales, se reduce el calentamiento indeseado de zonas adyacentes.

Las aplicaciones de esta clase de tecnología podría ser en todas aquellas en las que se desee pegar dos piezas reduciendo los calentamientos indeseados de las zonas adyacentes, calentando localmente el pegamento, además cuando se desea disminuir el tiempo de secado de un adhesivo, con lo que se reducen valiosamente los procesos necesarios para completar la soldadura de piezas.

Además las nano partículas absorben la radiación, calientan la matriz secando el pegamento.

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