Falta de definición de movimiento del paso elevado de la carretera con el fondo de la ciudad. Depositphotos El material de construcción má...
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| Falta de definición de movimiento del paso elevado de la carretera con el fondo de la ciudad. Depositphotos |
El material de construcción más utilizado también tiene una huella de carbono increíble, ya que su producción intensiva en energía representa el 8% de las emisiones globales.
23 marzo 2023.- Esto ha llevado a las mentes de la ingeniería a recurrir a otros materiales de construcción como el lino y diferentes mezclas para obtener hormigones compuestos más ecológicos.
Ahora, los ingenieros de la Universidad de Pittsburgh (Pitt) pretenden llevarlo a un nivel futurista con su producto de infraestructura inteligente altamente adaptable, multifuncional y liviano que se puede adaptar a diferentes construcciones e incluso genera su propia carga eléctrica.
"La sociedad moderna ha estado usando hormigón en la construcción durante cientos de años, siguiendo su creación original por los antiguos romanos", dijo el autor correspondiente del estudio, Amir Alavi, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental en Pitt. “El uso masivo de hormigón en nuestros proyectos de infraestructura implica la necesidad de desarrollar una nueva generación de materiales de hormigón que sean más económicos y ambientalmente sostenibles pero que ofrezcan funcionalidades avanzadas. Creemos que podemos lograr todos estos objetivos introduciendo un paradigma de metamateriales en el desarrollo de materiales de construcción”.
El metamaterial está formado por redes de polímeros auxéticos reforzados dentro de una matriz de cemento conductor. El cemento conductor, mejorado con polvo de grafito, forma el electrodo, y un disparador mecánico puede generar electrificación por contacto entre las capas. No puede producir suficiente energía para enviar a la red, pero potencialmente puede usarse para monitorear daños dentro de las estructuras de hormigón, por ejemplo, en caso de un terremoto.
Físicamente, el metamaterial en sí puede ajustarse para adaptarse a las necesidades de la construcción, cambiando su flexibilidad, forma y fragilidad, y en las pruebas podría comprimirse hasta un 15 % manteniendo su integridad estructural.
Este proyecto presenta el primer hormigón de metamaterial compuesto con supercompresibilidad y capacidad de recolectar energía. Estos sistemas de concreto livianos y mecánicamente ajustables pueden abrir una puerta al uso de hormigón en diversas aplicaciones, como materiales de ingeniería de absorción de impactos en aeropuertos para ayudar a reducir la velocidad de aviones fuera de control o sistemas de aislamiento de base sísmica.
El equipo cree que el material de hormigón multifuncional puede convertirse en un componente ampliamente utilizado en infraestructura, ya que es "escalable, rentable y puede autosostener sus operaciones a través de la energía de captura verde.
Y en el futuro (literalmente), este producto de ingeniería inteligente podría incluso alimentar chips integrados en las carreteras para ayudar a los automóviles autónomos.
Sin embargo, en el futuro inmediato, el estudio informa sobre la necesidad de realizar pruebas a gran escala y más investigación sobre cómo aislar el material integrado en el nanogenerador de recolección de energía de los factores estresantes ambientales como la humedad, el clima húmedo y las variaciones de temperatura.
La investigación fue publicada en la revista Advanced Materials .
Fuente: Universidad de Pittsburgh
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