Innovaciones nanotecnológicas para la industria de la construcción

Innovaciones nanotecnológicas para la industria de la construcción

Sywulka: “Si las empresas no innovan, van a empezar a morir”
Economía Circular, innovación y sostenibilidad
¡Acompáñanos a construir el mañana!

Inga. Susana Arrechea, PhD- Ing. Edward Guerrero, PhD.

Investigadores Escuela de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería – Universidad de San Carlos de Guatemala

 

Las investigaciones recientes sobre nanomateriales y nanotecnología han mostrado su potencial en los campos de la construcción, los textiles, la medicina, la energía, las telecomunicaciones, la informática, la agricultura, los alimentos, el medio ambiente, entre otras áreas. En términos prácticos diremos que esta tecnología funciona porque el tamaño y la superficie de estos materiales proveen propiedades diferentes a los materiales convencionales.

Entonces, ¿por qué la palabra nanotecnología asusta a los empresarios tradicionales?, algunos lo ven como algo económicamente no viable y otros como una tecnología avanzada de ciencia ficción. Sin embargo, este tipo de tecnología ha generado desde hace varias décadas productos, servicios y sistemas novedosos con aplicaciones comerciales.

En estos últimos años, la nanotecnología se ha aplicado en el área de la construcción dando como resultados materiales con mejores propiedades. Adicionalmente, se han creado innovadoras y novedosas soluciones a problemas que afronta esta industria.

La incorporación de nanomateriales puede mejorar la durabilidad y la resistencia de los materiales con base de cemento; adicionalmente, puede ayudar a mejorar la calidad y a extender su vida útil. Por ejemplo, el acero en estructuras de concreto armado es susceptible a la corrosión y degradación por iones presentes en el medio ambiente. Estos iones pueden atravesar la matriz de concreto a velocidades que dependen de su microestructura. La adición de nanopartículas metálicas (TiO2, Al2O3, ZrO2 o Fe2O3) a estas estructuras produce un cambio en su microestructura, reduciendo la permeabilidad de estos iones y a su vez, aumenta su resistencia a la compresión.

Otros nanomateriales utilizados son el grafeno y los nanotubos de carbono de pared múltiple y de pared sencilla. Estos materiales al añadirse al cemento inhiben el crecimiento de grietas en la etapa inicial del proceso de curado, por lo que inducen un incremento en sus propiedades mecánicas.

Otra aplicación de la nanotecnología en la industria de la construcción es la generación de superficies con capacidad de autolimpieza por medio de fotocatálisis. La incorporación de nanomateriales a las superficies tiene el potencial de reducir los costos asociados al mantenimiento. Esta tecnología se ha utilizado tanto en superficies de concreto (por ejemplo, pavimentos y fachadas) como en superficies de azulejos.

Estas investigaciones con gran potencial han generado patentes. Además, se han generado más de 9,000 productos de nanotecnología comerciales alrededor del mundo (reportados en la plataforma en línea StatNano) y de ellos 9% corresponden al área de la construcción.  Estos productos corresponden a 66 materiales de decoración, 707 materiales de albañilería y 65 materiales estructurales. A pesar de que existen 363 empresas dedicadas a la producción comercial de estos nano productos únicamente el 3% de estas empresas se localizan en Latinoamérica, específicamente 3 empresas en México y 7 en Brasil.

La industria de la construcción en Guatemala tiene potencial de la aplicación de los nanomateriales en sus productos. Es importante aventurarse en la quíntuple hélice de la innovación e involucrar una responsabilidad social empresarial enfocada en la inversión de la empresa en investigación, desarrollo, innovación y transferencia de tecnología que involucre a los cinco sectores: la industria, academia, el gobierno, la sociedad y el ambiente.

Desde hace algunos años estamos colaborando con CETEC de Cementos Progreso y la Facultad de Ingeniería USAC, desarrollando materiales de recubrimiento con nanopartículas para obtener propiedades de autolimpieza y que adicionalmente, inhiban la absorción de agua. Nuestro último proyecto se basó en realizar modificaciones químicas a nanotubos de carbono de pared múltiple para mejorar las propiedades estructurales de los materiales a base de cemento.

Aunque estos proyectos estén aún en fase de investigación, es sin duda un primer paso para el avance de la nanotecnología en Guatemala. Esperamos que más industrias y sectores se unan a estas iniciativas que aportan al desarrollo de nuestro país.

 

 

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