Uso de Nanopartículas en Construcción, Rehabilitación y Patrimonio

/, Ciencia en general, Materiales/Uso de Nanopartículas en Construcción, Rehabilitación y Patrimonio

Uso de Nanopartículas en Construcción, Rehabilitación y Patrimonio

Hablamos de nanotecnología como la ciencia o técnica que hace uso de las nanopartículas. Por tamaño, ubicamos las nanopartículas entre los átomos y las moléculas, ya que, para que una partícula tenga esa definición al menos una de sus dimensiones debe ser menor de 100 nm (Nanómetros. 1 nanómetro es la millonésima parte de un milímetro). Al manipular la estructura atómica de los distintos materiales para obtener nanopartículas (metales, cerámicas, polímeros, arcillas, etc.) además de conseguir un tamaño muy pequeño, las propiedades finales del material diferirán sensiblemente de las ya conocidas.

Con las nanopartículas no solo podemos hacer polvo. También se consiguen nanoalambres, nanotubos, espumas, nanoláminas, etc. La investigación en este campo se encuentra en el principio y se espera una revolución tecnológica con el uso de estos materiales en medicina, ingeniería, electrónica, energía, industria y en la construcción.

Hidrofugación

Los primeros hidrofugantes que combinaban nanopartículas de sílice, aluminio o titanio con productos orgánicos resultaron eficaces, pero poco útiles por la alteración de color que presentaban algunos soportes. Actualmente se producen hidrofugantes basados en nano-óxidos que parecen haber salvado este inconveniente, además de permitir la transpirabilidad incluso para superficies vítreas.

Para paliar los efectos de la capilaridad los estudios actuales se basan en el empleo de nanopartículas de sílice. Para la eliminación de sales, la investigación se desarrolla con derivados del estroncio.

www.ibertis.es

Consolidación

Se utilizan nanopartículas coloidales de hidróxido de calcio (nanocal) suspendidas en alcoholes que producen carbonato cálcico al reaccionar con el CO2 atmosférico. No nos encontramos todavía ante la panacea universal para la consolidación pues no siempre estos tratamientos son idóneos para todos los materiales y superficies, que pueden llegar a ser perjudiciales por expansión o la generación de subproductos que cambien el aspecto exterior. La eficacia del tratamiento parece depender en gran medida de las condiciones ambientales, donde la humedad juega un papel importante en el proceso de consolidación.

En rocas silíceas (granitos o areniscas con alto contenido en óxido de silicio) se experimenta con partículas de nanosílice.

Paneles de nanopartículas

Andre Geim y Konstantin Novoselov obtuvieron el premio Nobel de física en 2010 por el desarrollo de un nuevo material denominado grafeno (imagen de cabecera) El grafeno está formado por carbono puro en una hoja de un átomo de espesor. Un metro cuadrado de este material pesa sólo 0,77 miligramos y es uno de los materiales más conductivos y resistentes conocidos. Es muy flexible, elástico, transparente y se calienta menos al conducir los electrones. Además, es transformable añadiendo otros materiales que lo doten de nuevas propiedades y ¡autorreparable¡ porque atrae a los átomos de carbono situados en las proximidades. Ya veis que las posibilidades pueden ser infinitas.

Ver también: espumas metálicas

Hormigones y morteros

Uso de nanopartículas en construcción, rehabilitación y patrimonioSe llevan a cabo numerosos estudios de incorporación en baja concentración de nanotubos y nanofibras de carbono altamente dispersos para aumentar las propiedades mecánicas, disminuir los efectos de la fisuración durante el fraguado, modificar la red capilar y disminuir la degradación por lixiviación de calcio. El nanosílice reduce la porosidad y el contenido de portlandita de la matriz cementosa y produce la modificación del gel C-S-H hacia cadenas de silicato más largas.

Nanosensores

El usos de nanosensores permitirá un gran avance en domótica. Con diminutos sensores no visibles en los vidrios podremos oscurecerlos automáticamente para protegernos del soleamiento en función de la temperatura interior. Activarán alarmas en caso de rotura y detectarán nuestra presencia para facilitarnos la vista exterior cuando nos acerquemos. Su aplicación será amplia en climatización, iluminación, protección contra incendios, intrusión, etc. Un rotulador cuya tinta contenga nanopartículas conductoras nos permitirá dibujar un circuito de control sobre el paramento y protegerlo con una simple cinta adhesiva o con pintura.

Pinturas

Con nanopartículas pueden fabricarse pigmentos más resistentes o aditivos que añadan otras funciones a las pinturas, como la capacidad de detectar presencia o contacto. Actualmente se emplean productos con nanopartículas en la conservación de pinturas antiguas.

Se estudia el uso de las pinturas solares con nanopartículas de titanio-cadmio que serán capaces de generar energía a modo de placas fotovoltaicas aplicadas en las fachadas de los edificios.

Vidrios autolimpiables

Ya es una realidad. Con un revestimiento de nanopartículas de dióxido de titanio se consigue la degradación de la materia orgánica, que contiene el agua, mediante luz solar o ultravioleta. El TiO2 produce la fotólisis oxidando las moléculas de agua y produciendo radicales OH+ con un fuerte poder oxidante que degrada la suciedad orgánica generando CO2 y agua.

Otros usos

Aumento de la resistencia en discos de corte, tratamientos de incremento de la dureza superficial mediante láminas muy delgadas, fabricación de polímeros, etc.

Como veis, está ciencia se encuentra en su infancia y estoy seguro que en los próximos años nos sorprenderemos con grandes avances, especialmente en el mundo de la conservación del patrimonio y la rehabilitación. No obstante, tendremos que ser precavidos ante la eficacia de los nuevos productos que salgan al mercado. Como siempre, la recomendación es: ensayar y estudiar antes de usar.

Referencias bibliográficas (37)
Fotografía cabecera. Autor: AlexanderAlUS en http://commons.wikimedia.org bajo licencia Creative Commons.
Fotografía animada. Autor: Schwarzm en http://commons.wikimedia.org bajo licencia Gnu free documentacion license.
banner ibertis 1
Arquitecto Técnico y Perito Forense. Especialidad en Patología, Rehabilitación y Construcción (Procesos y Materiales).

Deja un comentario

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.