La nanotecnología revoluciona la construcción

La nanotecnología revoluciona la construcción

Publicado por nanoim | industria de la construccion

La nanotecnología está en auge en muchos sectores, pero, sin duda, uno de los que más se ha visto revolucionado ha sido el de la construcción. La aparición en el mercado de nuevos materiales constructivos, que cuentan con unas características muy interesantes y con diversidad de aplicaciones, está transformando la industria de la construcción.

Hoy, 10 de septiembre (10-9) se celebra en los países de habla hispana el Día Internacional de la Nanotecnología o del Nanotecnólogo (los anglosajones lo trasladan al 10 de octubre).

Y, aunque hay cierta controversia con esta disyuntiva, a Nanoim (‘nano-impermeabilizaciones’) nos viene al pelo, para retomar nuestras publicaciones blog. En esta ocasión, nos gustaría reflexionar sobre los cambios en positivo que está provocando la irrupción de esta ciencia en la industria de la construcción.

Así, con la nanotecnología se están generando grandes transformaciones en relación a la metodología constructiva tradicional, llevándola a otro nivel y proyectando el área de la construcción hacia un futuro inmediato supertecnológico.

En la construcción se han venido empleando, desde hace ya mucho tiempo y hasta la actualidad, elementos constructivos de piedra, madera, hormigón armado y acero. Materiales que cumplen adecuadamente su función, pero que, bajo ciertas condiciones, presentan algunos inconvenientes.

La madera, por ejemplo, requiere grandes inversiones de mantenimiento. El hormigón armado tiene una alta densidad y demanda grandes capacidades para su adecuado manejo e instalación. El acero, muchas veces, presenta problemas de corrosión, que pueden derivar en otras patologías.

Por éstos y otros motivos, la nanotecnología ha puesto sus investigaciones y aplicaciones asociadas a la disposición de la mejora de los materiales de construcción así como de las técnicas de construcción.

Super nanomateriales

resistencia a la fisuración, compresión y tracción. Komsol.
Entre las nuevas propiedades de los nanomateriales constructivos está su resistencia a la fisuración, compresión y tracción. Komsol.

La nanotecnología, según Wikipedia, comprende el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a escala nanométrica. Incluye, también, la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nanoescala.

Cuando los científicos manipulan la materia a escala tan minúscula, ésta presenta propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.

En el caso de los nuevos materiales constructivos que han aparecido en el mercado, básicamente hormigones y morteros, esas cualidades singulares, se traducen en:

  • Mayor resistencia a la fisuración, compresión y tracción
  • Mayor durabilidad e impermeabilidad
  • Mayor resistencia, ligereza y durabilidad (son más resistentes al deterioro)
  • Buen comportamiento mecánico
  • Mayor poder aislante
  • Mayor resistencia al fuego
  • Son ecológicos y más eficientes
  • Están fabricados con un menor consumo de energía y de emisión de gases como el CO2

Además, estos nanomateriales constructivos abaratan notablemente los costes de construcción y de explotación de las infraestructuras, estructuras y superestructuras.

Su utilización incrementa, también, el nivel de seguridad de las construcciones. Mejora su estética y confort. Y favorece un ahorro de energía muy notable, que contribuye a alcanzar un desarrollo sostenible de la actividad humana.

Nanosilicatos cristalizados

En construcción, la materia a manipular mediante nanotecnología son los silicatos. Grupo Ibercal.
En construcción, la materia a manipular mediante nanotecnología son los silicatos. Grupo Ibercal.

Los materiales reducidos a nanoescala son específicamente desarrollados para aportar soluciones, definitivas o casi definitivas, a las necesidades de impermeabilización y durabilidad del hormigón y materiales pétreos porosos utilizados en la construcción.

Y si bien la nanotecnología es el campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales), en un rango de entre uno y cien nanómetros (1 nanómetro = 1/100.000 mm).

En el caso de la construcción, la materia a manipular son los silicatos, habiéndose alcanzado un rango de entre 0,1 y 0,7 nanómetros.

Pero los silicatos ‘nanomanipulados’ o nanosilicatos en sí mismos no son de aplicación en la construcción. Se hace preciso su cristalizacón.

La cristalización es el proceso químico por el cual, a partir de un gas, un líquido o una disolución de los iones, átomos o moléculas, se establecen los enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal.

Luego, la cristalización de los nanosilicatos se basa en:

  1. La reacción química de los silicatos con el Ca+ libre existente en el interior del hormigón, mortero, cerámica, piedra natural, etc., convirtiéndose en un gel silíceo que se hidratará y solidificará gradualmente en forma de cristales como una estructura cristalina.
  2. El silicato gelidificado penetrará en el material constructivo, a través de su red capilar porosa durante 3 o 4 días, gracias al catalizador o acelerador de la velocidad de la reacción química, compuesto por varios minerales y que no se modifica durante el proceso.

Y ¿el resultado de aplicar la nanocristalización con catalizador o nanocristalización catalizada en los materiales de construcción porosos con contenido de Ca+ en su composición?

Impermebilización, aumento de la resistencia mecánica, consolidación de materiales, protección anticorrosiva, control de fisuraciones, flexibilidad, aceleración del fraguado, eficiencia energética, y carácter ignífugo e hidrofugante. Y todo ello, sin necesidad de obra alguna ni modificación de aspecto y tacto.

Geopolímeros

Proceso de nanocristalización catalizada en material de construcción poroso con contenido de Ca+ en su composición. Komsol.
Proceso de nanocristalización catalizada en material de construcción poroso con contenido de Ca+ en su composición. Komsol.

Por eso, en Nanoim, hace tiempo que hemos incorporado a nuestro catálogo de productos constructivos geopolímeros de última generación en base a la cristalización catalizada.

La función principal de este proceso químico es mejorar aún más la hidratación del hormigón hasta que se alcanza un punto en el que se vuelve resistente al agua.

Mediante absorción, los geopolímeros se adhieren, por una parte, a las partículas de hidróxido de calcio soluble, presentes en el hormigón, convirtiendo este componente en silicato insoluble de calcio hidratado. Y por otra, se pegan a las partículas no hidratadas de silicato tricálcico y silicato bicálcico.

De esta forma, se mantiene por más tiempo la hidratación, dando lugar a la creación de millones de cristales de mayor longitud y espesor, que llenan los poros y capilares del hormigón. Esta transformación o reacción catalítica se produce cada vez que penetra agua en el hormigón (proceso hidrofílico).

A medida que las partículas hidratadas de silicato de calcio crecen, se introducen más profundamente en el hormigón. Con ellas también penetra la tecnología cristalina, ya que por el proceso de absorción, va adherida a los silicatos de calcio hidratados. Lo que favorece una dispersión total por toda la estructura del hormigón.

Y al tratarse de una reacción catalítica y, por tanto, con presencia de un catalizador, el proceso de cristalización en las reacciones no se agota nunca y siempre estará presente en el interior del hormigón. Pasará a formar parte íntegra del mismo y se activará cada vez que haya presencia de agua.

Un catalizador, al contrario de un reactivo o sustancia que reacciona con otra en una reacción química y da lugar a otra de propiedades y conformación distinta, no se modifica nunca durante la reacción química. Tan sólo puede ser detenido o desactivado por la presencia de un inhibidor.

A modo de conclusión

Los hormigones y morteros hidrofugantes son fruto de la nanotecnología aplicada a los materiales de construcción. Komsol.
Los hormigones y morteros hidrofugantes son fruto de la nanotecnología aplicada a los materiales de construcción. Komsol.

Hasta aquí nuestras reflexiones sobre las aportaciones a la construcción de la nanonotecnología o, mejor, la nanocristalización catalizada.

Pero por resumir. En Nanoim nos gustaría que como lector, usuario y/o prescriptor de estos nanomateriales te quedaras con que:

  • El uso de la nanotecnología se ha extendido a diferentes áreas, incluyendo la de la construcción, donde sus desarrollos pueden ofrecer múltiples aplicaciones, posibilidades de uso variadas y una revolución en los métodos de construcción actual.
  • La nanotecnología en el área de la construcción es una gran aliada del medio ambiente, ya que favorece la reducción del uso de recursos naturales y de residuos en la elaboración de nanomateriales, aunque no quiere decir que esta tecnología sea completamente ecológica.
  • La nanotecnología implica la aparición de nuevos materiales (vidrios, hormigón, asfalto, materiales aislantes, etc.), más ligeros, resistentes, con menor impacto ambiental e incluso autoadaptables e inteligentes.

Ahora sí. Si has leído hasta aquí y quieres ampliar la información que te aportamos en este artículo o tienes alguna duda que quieres te resolvamos, házlo a través del apartado ‘comentarios’ de nuestro blog o del formulario de contacto de nuestra web.

En Nanoim, trabajamos, tanto en edificación como en obra civil, con esta nueva generación de productos obtenidos a través de nanotecnología y que son el resultado de investigaciones I+D+i de vanguardia. Los aplicamos y los comercializamos, por lo que los elegimos cuidadosamente y bajo criterios estrictamente técnicos con el fin de ofrecer a clientes y prescriptores las mejores soluciones constructivas y de reforma en obra nueva, rehabilitación o restauración y recuperación.

Nuestro ‘mantra’: sostenibilidad, eficiencia energética, innovación, calidad y economía en la construcción.

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