Desde que el grafeno fue aislado en la Universidad de Manchester, el año 2004, se ha comentado mucho sobre las propiedades de este prometedor material, desarrollándose diversas investigaciones para alcanzar una gama de usos en las más diversas industrias. Se sabe que el grafeno es uno de los materiales más fuertes conocidos por la ciencia, compuesto por una única capa de átomos de carbono, en una malla hexagonal. También, que es el material más fino conocido por el hombre, cerca de 200 veces más fuerte que el acero, pero 6 veces más ligero. Además, es excelente conductor de calor y electricidad y posee interesantes habilidades de absorción de luz. Cuando se combina con otros elementos, incluyendo gases y metales, puede producir diferentes materiales con propiedades muy superiores.
Entre las distintas industrias, la construcción civil ve en el grafeno una oportunidad de llegar a ser más eficiente y sostenible. Científicos en el Reino Unido descubrieron una forma de incorporarlo en el hormigón, aumentando considerablemente la resistencia e impermeabilidad del material. Los investigadores de la Universidad de Exeter afirman que el material compuesto es "dos veces más fuerte y cuatro veces más resistente al agua que los concretos existentes". La técnica desarrollada utiliza la nanotecnología para suspender fragmentos atomicamente finos de grafeno en el agua utilizada en la mezcla de hormigón. Este proceso requiere menos material que un proceso de fabricación tradicional, lo que reduce drásticamente la huella de carbono del material, resultando en un concreto que no es sólo fuerte, sino también más sostenible. Monica Craciun, investigadora y profesora de Exeter, afirma que "al incluir el grafeno se puede reducir en casi un 50% la cantidad de materiales necesarios para fabricar el concreto, alcanzando una significativa reducción de 446 kg por tonelada de emisiones de carbono". [1]
Propiedades del grafeno
- Fuerza: 200 veces más fuerte que el acero.
- Espesor: Es el material más fino ya descubierto. 1 millón de veces más delgado que un hilo de pelo
- Impermeable: es impermeable a todo, excepto al agua, lo que puede ayudar a filtrarla.
- Completamente maleable y flexible.
- Conductividad: Es el material más conducente ya descubierto, 100 veces más que el cobre.
- Bidimensionalidad: Es el primer material bidimensional descubierto.
En conjunto con el acero, los nanotubos de carbono presentan usos increíblemente innovadores para la construcción. Los nanotubos de carbono son capas de grafeno envueltas en cilindros perfectos, y sus notables propiedades mecánicas pueden utilizarse, por ejemplo, en cables para puentes. También pueden ser incorporados al concreto para actuar como fibras de soporte, haciendo que el concreto resultante pueda manejar la tracción y la compresión mucho mejor que el concreto tradicional.
Otra línea de investigación, llevada a cabo en la Universidad de Zhejiang, en China, desarrolla el llamado 'aerogel de grafeno'. Se trata de sólidos extremadamente leves con propiedades impresionantes como aislantes térmicos. "Con una densidad de sólo 0,16 miligramos por cm3, el material ha sido probado como antídoto contra reacciones álcali-agregadas (manifestadas como fisuras en el concreto), como revestimiento anticorrosivo de estructuras mixtas (hormigón y acero) y como aislante termoacústico. Con alta resistencia mecánica y alta capacidad de recuperación elástica, el aerogel de grafeno ya es considerado el producto más ligero desarrollado en laboratorio en la actualidad. [2] El aerogel se compone de materiales de baja densidad en estado sólido derivados del gel, con su componente líquido sustituido por gas.
A pesar de que el grafeno promete grandes innovaciones para la construcción del futuro, es importante señalar que al menos para aplicaciones estructurales, es probable que no pueda utilizarse solo. Por lo tanto, los materiales de construcción basados en el grafeno todavía podrían tardar en aparecer como una opción real para la arquitectura, a pesar de que las investigaciones están avanzando rápidamente. Tratándose de una industria altamente contaminante y generadora de residuos, encontrar maneras más ecológicas de construir es un avance crucial en la reducción de las emisiones de carbono en todo el mundo y así ayudar a proteger el medio ambiente. El grafeno puede ser uno de los caminos para un futuro más sostenible.
Notas:
[1] “Graphene supercharges concrete, altering the construction industry”.Disponível em < https://www.thegraphenecouncil.org/blogpost/1501180/301010/Graphene-Supercharges-Concrete-Altering-the-Construction-Industry>. Acesso 06 de maio 2019.
[2] Grafeno promete transformar história do concreto. Disponível em <https://www.cimentoitambe.com.br/grafeno-promete-transformar-historia-do-concreto/>. Acesso 06 de maio 2019.
