Las miles de posibilidades del concreto

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El cemento es algo más que tierra empacada en bultos o el material que se endurece y da resistencia para realizar una edificación. Detrás de este hay química, física y una infinidad de aspectos mineralógicos, termodinámicos y muchísima ciencia que permiten hacer un producto de calidad. Una materia prima que todavía no está terminada y que, incluso, apenas se está explorando.

Esta fue la reflexión que llevó a Jorge Iván Tobón, profesor titular e investigador de la Universidad Nacional de Colombia, a orientar sus estudios de maestría y doctorado en la mineralogía de los cementos y la nanotecnología en la industria de la construcción. Así mismo, el poder entender los fenómenos que están pasando en la fabricación del cemento y su uso también lo impulsaron a crear, al lado de sus colegas, el Grupo del Cemento y Materiales de Construcción, un equipo de investigación que trabaja desde el 2007 en este tema.

“Imagina un concreto que tenga propiedad de conducción eléctrica en el que puedas poner tu celular en una pared y la batería se cargue. Piensa en un concreto que sea capaz de descontaminar el medioambiente con la degradación de contaminantes. Eso lo podemos hacer y ese tipo de cosas es lo que estamos investigando, no solo nosotros sino también las empresas y otros grupos de científicos en el mundo”, dice Jorge Iván Tobón.

En la actualidad hay cuatro líneas fuertes de investigación que están transformando la cara del cemento. La disminución de la huella de carbono, la disminución del consumo energético, el desarrollo de materiales con mejores desempeños mecánicos y el avance de materiales con propiedades especiales, también conocidos como concretos inteligentes.

La industria del cemento genera una gran cantidad de CO2 y uno de sus grandes retos es ser carbono neutral en el 2050. Se viene trabajando en el desarrollo de un concreto que pueda degradar los contaminantes en la atmósfera y limpiar el aire. Además, se está apostando por una economía circular, en la que los residuos de distintas industrias se puedan integrar al cemento y concreto para su aprovechamiento, pero esta es apenas una pequeña fracción de lo que se está realizando.

“Hace poco terminamos un proyecto muy bonito sobre reutilización de los residuos de la construcción. Una vez se demuele el edificio, lo reincorporamos como agregados al concreto y para evitar algunos problemas que se tienen con la demanda de agua, se les inyectó previamente CO2 o fosfatos. De esta manera, mejoramos las características superficiales y evitamos la absorción de mucha agua”, indica Tobón.

Un material funcional

Algunos de los avances que se han desarrollado han sido gracias a la nanotecnología, ciencia que se encarga de estudiar los materiales que están en la escala nano, es decir algo tan pequeño como el ADN. El componente principal del concreto es un elemento nanométrico, por ello cuando se utiliza esta tecnología se pueden explotar mejor sus cualidades.

“Pero no solo eso, sino que sus propiedades tienen una magnitud muchísimo mayor. Además, se pueden introducir al concreto otras partículas nanométricas, por ejemplo, la nanosílice que ha demostrado darle una mejor resistencia a la comprensión. O nanotitanio que ayuda a crear concretos autolimpiantes, puesto que el titanio tiene un efecto físico-químico promovido por la luz que ayuda a que cuando llueva la mugre simplemente se elimine con el agua”, explica el profesor e investigador.

La nanotecnología es algo común en nuestra vida cotidiana. Nuestros televisores, celulares, lavadoras y otros equipos caseros cuentan con esta tecnología. Su aplicación en la construcción es solo una cuestión de modernización, puesto que el concreto se viene haciendo prácticamente similar desde hace más de 150 o 200 años. La apuesta de Tobón y el grupo de investigación es potenciar y expandir todas las oportunidades que presenta.

Hay infinitas posibilidades para explorar con el concreto. Algunos se están desarrollando con propiedades eléctricas o magnéticas, capaces de encender una alarma y avisar a los habitantes de una edificación de algún peligro. Otros son autoreparadores y contienen microorganismos en su interior que generan nanopartículas de carbonato de calcio que en caso de una fisura pueden sellarla.

La importancia de investigar este material va desde aspectos tecnológicos, económicos y ambientales, hasta la posibilidad de tener espacios más amplios. Si se mejora el desempeño del concreto se puede construir con elementos estructurales, como las columnas y muros, más delgados. Así las personas tendrían más espacio en sus viviendas.

“Hoy existen obras hechas con concretos inteligentes. Algunos de ellos ya se consiguen comercialmente. Incluso en Roma la Iglesia del Jubileo se construyó con concreto autolimpiante. Otros tipos todavía están en una etapa más exploratoria, bien sea en una escala semindustrial o de laboratorio. Sin embargo, yo esperaría que en los próximos 20 años pudiéramos ya cargar el celular poniéndolo en la ventana o pared de nuestro hogar”, concluye Tobón.