Química

Hormigón creado por nanoingeniería podría disminuir las emisiones de co2

(NC&T) El equipo, del MIT, ha comprobado que la resistencia y la durabilidad del hormigón están determinadas por la organización de sus nanopartículas.

El trabajo también demuestra que el estudio de los materiales comunes en la escala nanométrica tiene un gran potencial para mejorarlos de una forma que antes habría resultado inconcebible.

Se produce cemento a razón de 2.350 millones de toneladas por año, suficiente para fabricar 1 metro cúbico de hormigón para cada persona en el mundo. Si los ingenieros pueden reducir las emisiones de dióxido de carbono en el cemento que se fabrica, incluso en un modesto 10 por ciento, se lograría la quinta parte de la meta del Protocolo de Kyoto de una reducción del 5,2 por ciento en las emisiones totales de dióxido de carbono.

Los autores de este estudio consideran ésta una posibilidad muy real. El profesor de Ingeniería Civil y Medioambiental Franz-Josef Ulm, y Georgios Constantinides, investigador en Ciencia e Ingeniería de los materiales, estudiaron la conducta de la nanoestructura del cemento. Encontraron que a escala nanométrica las partículas de cemento se organizan de manera natural en la estructura condensada con la mayor densidad posible para objetos esféricos, estructura que resulta similar en concepto a un montón de naranjas formando una pirámide.

Hormigón por nanoingeniería
Franz-Josef Ulm y Georgios Constantinides. (Foto: Donna Coveney)
El cemento, el material más antiguo en la ingeniería de la construcción, ya usado en tiempos del Imperio Romano, comienza como piedra caliza y arcilla reducidas a polvo y calentadas en un horno para cerámica hasta una temperatura muy alta (1.500 grados Celsius). A esta temperatura, el mineral sufre una transformación, almacenando energía en el polvo. Cuando el polvo se mezcla con el agua, la energía se libera dentro de enlaces químicos para formar el bloque elemental de construcción del cemento, el silicato cálcico hidratado (C-S-H por sus siglas en inglés). En el ámbito micrométrico, el C-S-H actúa como un pegamento para unir la arena y la grava formando así el hormigón. La mayoría de las emisiones de dióxido de carbono durante la fabricación se producen como resultado del proceso de calentamiento del horno a una temperatura lo bastante alta como para transferir la energía al polvo.

Si los investigadores pueden diseñar por nanoingeniería algún mineral diferente para usar en la pasta de cemento, que tenga la misma densidad de concentración pero no requiera de altas temperaturas durante su producción, podrían disminuir en un diez por ciento las emisiones mundiales de dióxido de carbono.

Este aspecto del trabajo está sólo en sus inicios. Ulm estima que tomará aproximadamente cinco años completarlo, pero adelanta que ya está estudiando actualmente al magnesio como un posible reemplazo para el calcio en el polvo de cemento.


Más artículos
Mapa dinámico de las proteínas
La polimerización
Tecnologías ópticas
Refracción de los metamateriales
Enzima antifúngico
Nanomateriales híbridos
Superficies hidrófobas
Descongelantes en aeronaútica
Azul prusia en los ordenadores
Nanoconglomerados de oro
Hormigón por nanoingeniería
Evolución y medio ambiente
Estabilidad de materiales compuestos
Piel de polímero
Quemaduras solares ADN
Clonación de olores
El efecto terroir
Proteínas naturales
Oro cambiante
Recubrimiento anti-reflectante