31.03.2023
El hormigón es el material que más se utiliza en la industria de la construcción en España. Generalmente está hecho a base de cemento, arena y grava o piedra, pero gracias al avance de la tecnología se ha conseguido utilizar otros elementos para fabricarlos, como la cáscara de huevo o neumáticos usados. Ahora, unos ingenieros están reinventando su diseño, utilizando para ello un metamaterial multifuncional y liviano capaz de generar electricidad por sí mismo.
Científicos de la Universidad de Pittsburgh (Pitt), en Pensilvania (Estados Unidos), pretenden llevar al hormigón a un nuevo nivel con un metamaterial —un conjunto heterogéneo de materiales artificiales que poseen características electromagnéticas especiales— para el desarrollo de infraestructuras inteligentes. En su investigación, presentan un nuevo concepto para sistemas de hormigón ligeros y mecánicamente ajustables que tienen la funcionalidad interna de poder detectar, generar y recolectar energía.
«El uso masivo de hormigón en nuestros proyectos de infraestructuras implica la necesidad de desarrollar una nueva generación de materiales de hormigón que sean más económicos y sostenibles desde el punto de vista medioambiental, pero que ofrezcan funcionalidades avanzadas. Podemos alcanzar todos estos objetivos introduciendo un paradigma metamaterial en el desarrollo de materiales de construcción», indica Amir Alavi, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental en Pitt en un comunicado oficial.
Así produce electricidad
No es la primera vez que este grupo de investigadores trabaja con metamateriales, ya que en un proyecto anterior los utilizaron en implantes dentales. Sin embargo, en esta ocasión han usado este elemento para crear un hormigón altamente adaptable, ya que atributos como la fragilidad, la flexibilidad y la forma se pueden ajustar, permitiendo a los constructores usar menos material sin tener que sacrificar la resistencia o la longevidad.
Dicho metamaterial está formado por unas redes de polímeros auxéticos reforzados dentro de una matriz de cemento conductor, que los investigadores han mejorado con polvo de grafito y que forma el electrodo; mientras que un disparador mecánico o nano generador puede generar electrificación por contacto entre las capas. Es decir, puede generar su propia carga eléctrica.
Todavía no puede producir suficiente electricidad para enviar energía a la red eléctrica, pero los científicos sí generan una potencia que permitiría alimentar sensores integrados en las carreteras, incluso aquellos futuros destinados a ayudar en la conducción a los vehículos autónomos cuando las señales de GPS son demasiado débiles o cuando la tecnología LIDAR no funciona.
Además de la producción eléctrica, tiene el potencial para usarse para monitorizar daños dentro de la propia estructura de lo que se esté construyendo o ver el impacto de fenómenos como terremotos en los edificios. Además, físicamente el metamaterial en sí se puede ajustar para adaptarse a cualquier construcción, cambiando su flexibilidad, forma y fragilidad. Según las pruebas realizadas por los investigadores, podría comprimirse hasta un 15% manteniendo su integridad estructural y producir 330 μW de potencia.
Por El Español Diario.
