Los Nanomateriales en la arquitectura

Las noticias sobre nanomateriales no paran de aumentar. Es en la década de los 2020 cuando seremos presentes del auténtico boom de las múltiples aplicaciones de los nanomateriales en la arquitectura.
Atomimum Bruselas

La abundancia nos rodea, pero se oculta a nuestros ojos despistados. Las nano partículas o materia de dimensiones microscópicas constituye un mundo en sí mismo. Aunque algunas de ellas llevan incluso desde 1930 descubiertas, es a partir de la década de 1980 cuando se comenzó a invertir en investigación para su potencial aplicación en la industria. Te mostramos las posibilidades de los nanomateriales en el mundo de la arquitectura.

¿Qué son los Nanomateriales?

El flujo de noticias sobre nanomateriales está aumentando últimamente, y es que, en la última década se han desarrollando intensamente todo tipo de posibilidades y aplicaciones. La Nanotecnología está revolucionando el concepto que tenemos sobre los límites prestacionales de los materiales, ya que gracias a la nanotecnología las estructuras internas pueden ser manipuladas de manera precisa.

Aunque todavía no hay un consenso oficial sobre el tamaño máximo de una partícula para ser denominada «nano», en general consideramos como nanomaterial  aquel cuyas partículas tienen un tamaño, al menos en una de las dimensiones, más pequeño que 100 µm.

¿Qué ventajas tienen?

La principal ventaja de los nanomateriales consiste en que tienen propiedades con mayores prestaciones que los de la macroescala. Así, los nanomateriales dan la posibilidad de aplicaciones únicas y más potentes. Por ejemplo, ya habrás oído hablar de los hormigones autolimpiantes y filtrantes de CO2 y los vidrios autolimpiables. Estas son sólo un par de las aplicaciones que se están empezando a ver en la arquitectura.

Otra de las ventajas de la utilización de los nanomateriales tanto en forma de aditivos en composites como en fibras consiste en que la huella de Carbono en la etapa de producción se reduce bastante. Por ejemplo, el uso de grafeno en la mezcla del hormigón permite reducir la proporción de cemento, consiguiendo el producto las mismas propiedades exigidas por normativa. La producción de cemento portland es ahora causante del 7% de las emisiones de CO2 a nivel mundial, por lo que esta reducción ayuda a la huella de Carbono del hormigón.

hormigón autolimpiante

Iglesia de la Misericordia en Roma. Richard Meier & Partners. Foto: plataformaArquitectura

Aplicaciones en la arquitectura

Estos pasados años se ha desarrollado exhaustivamente la aplicación de los nanomateriales sobre todo en la industria médica como prótesis y piezas biomecánicas, aeronáutica, textil, electrónica y telefonía. Pero hemos de decirte que materias primas de uso tan básico y frecuente en construcción como el silicio, el cemento y derivados del petróleo, puede que tengan los días contados. Solo es cuestión de unos años que el sector de la construcción evolucione con la aplicación de hormigones que no necesitan armarse y superaislamientos térmicos de sólo 5 centímetros.

Entre estos materiales, el grafeno es el que actualmente tiene mayor protagonismo. Sus propiedades ligeras, flexibles, absorbentes y a la vez resistentes mecánicamente lo convierten en un «súpermaterial». Aunque tampoco debemos perder de vista la fibra de celulosa (nanocelulosa cristalina), el nuevo invitado imprevisto en esta ola tecnológica.

 

El Grafeno

Bien sea como pintura de interiores y exteriores, como aditivo en hormigones o en paneles solares, el grafeno ha venido para quedarse. Descubierto en los años 1930, hasta principios de este siglo no le «dieron una oportunidad» y en una década el grafeno ha ido ganando popularidad en la industria de manera muy rápida. El grafeno está compuesto sencillamente por una red hexagonal de átomos de carbono.

grafeno

Pasta de grafeno para adición en mezcla de hormigón y muestra de aerografeno. Foto: Nano Graphene Inc.

 

Razones de la inminente popularidad del grafeno en la arquitectura

Las principales razones son evidentemente sus excelentes propiedades:

  • Elevada resistencia a tracción, 200 veces más duro que el acero.
  • Absorbente o filtro de otras partículas como el CO2.
  • Flexibilidad y de fácil moldeo pero duro.
  • Poco permeable a la humedad.

El grafeno gana a sus materiales competidores de escala «macro» en baja densidad y alta resistencia y durabilidad, la combinación de propiedades perfecta para estructuras de edificios. Además, el grafeno en aerogel (aerografeno) es el material más ligero del mundo y un super aislante térmico.

 

La Nanocelulosa

La nanocelulosa ó nanocelulosa cristalina es la alternativa natural al grafeno. Estas nanopartículas se pueden obtener por descomposición de la fibra de madera pero también de cáscaras de frutos como el cacao y procesos con bacterias. Estos son sus puntos fuertes:

  • Es un material natural, biodegradable y no tóxico.
  • Tiene baja densidad.
  • Alta resistencia (rotura a 10000 mega Pa).
  • Impermeable.
  • Flexible

Ya ves que las características físico-mecánicas son muy similares a las del grafeno y es lógico, ya que las fibras de celulosa almacenan Carbono. La ventaja de esta con respecto al grafeno es que puede sintetizarse con diferentes densidades, según el uso al que esté destinado el producto final.

panel de nanocelulosa

Revestimiento de nanocelulosa Interwoven Eco Panel

 

El futuro de la nanocelulosa en la arquitectura

Los nanocristales de celulosa tienen varias aplicaciones directas:

  • Como excelente material aislante térmico-acústico en formato de placas.
  • Material de revestimiento interior con baja emisión de COVs (cuerpos orgánicos volátiles) en formato de tablero.
  • Como «tinta» para la «fabricación aditiva» de componentes con impresoras 3D, como las estructuras de trasdosado y tabiques.

 

Ya ves que lo «pequeño» va a traer cola. De aquí a un corto plazo de tiempo empezaremos a descubrir el verdadero potencial del mundo «nano» en nuestra realidad. Los científicos y desarrolladores ya se han puesto manos a la obra para facilitarnos un mundo lleno de supermateriales. ¿Y tú? ¿Estás al día con las novedades en la arquitectura? Sigue el blog del Reto KÖMMERLING y no te quedes en el siglo XX ;-).

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Ángela Sisternes García

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