Aplicaciones de las nanopartículas de carbono en construcción

Las nanopartículas de carbono tienen unas propiedades excelentes como consecuencia de su alta relación de aspecto y de su naturaleza química. Uno de los principales usos de las nanopartículas es como agentes de refuerzo o como cargas funcionales en otros materiales. Las nanopartículas de carbono pueden resultar en una reducción de peso del material donde van incluido y en la obtención de materiales con mayor resistencia al impacto, conductividad eléctrica, resistencia, estabilidad térmica, resistencia al fuego, estabilidad dimensional,…

Esto hace que las nanopartículas de carbono y sus composites se puedan emplear en una gran variedad de sectores económicos: aeroespacial, transporte, energía, cosmética, electrónica, textil,….El sector de construcción hasta ahora no ha experimentado un empleo másivo de nanopartículas de carbono debido entre otros motivos a que es un mercado muy competitivo en el que se requiere un ajuste del precio de los materiales muy elevado. Además, los nuevos materiales necesitan cumplir con rigurosos standards de construcción por lo que se suele requerir de mucho tiempo desde que los materiales se desarrollan hasta que llegan al mercado. El escaso conocimiento de los nuevos materiales por los aplicadores también limita en alto grado su aplicación en obra.

Son muchas las aplicaciones en las que se está estudiando la inclusión de nanopartículas de carbono, como por ejemplo en materiales aislantes. Los aerogeles por ejemplo están formados hoy en día principalmente por silica o carbono con un 96 % de aire. El incluir los CNT en la matriz hace que se tenga una estructura aislante pero con propiedades eléctricas, manteniendo la elasticidad del material.

Las nanopartículas también son adecuadas para el desarrollo de materiales estructurales, así estas se pueden emplear en cemento y hormigón armado. Hasta ahora no se han reportado productos comerciales de este tipo con nanopartículas pero se cree que los CNTs pueden impedir la propagación de grietas y mejorar sus propiedades mecánicas.

Las propiedades de resistencia al fuego de los materiales poliméricos en construcción también se ven mejoradas por la inclusión de nanopartículas como CNTs, CNF o grafeno. Estas estructuras al elevarse la temperatura en caso de fuego se desplazarían hacia la superficie y formarían una red que, aparte de mantener la integridad estructural del polímero, formarían parte de una barrera aislante que protegería al interior del material.

Un campo de aplicación en el que las nanopartículas de carbono puede tener un gran impacto es el desarrollo de sensores para detectar temperatura, humedad, tensión y deformación, sustancias tóxicas…. y sistemas domóticos o de iluminación. En este sentido están apareciendo los primeros desarrollos pero se espera que en los próximos años continúe su expansión. Así, aunque la nanotecnología se encuentre en un estado emergente se espera que experimente un desarrollo importante en los próximos años.

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