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lunes, abril 22, 2024
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Científicos chinos crean materiales de construcción bajos en carbono inspirados en gusanos

  • El equipo examinó las estructuras submarinas construidas por gusanos castillos de arena, que secretan un pegamento que une la arena y los trozos de concha.
  • Dicen que sus materiales, elaborados a partir de granos como arena, carbonilla y escombros de ladrillo, cumplen con los estándares de compresión para la construcción.

Investigadores chinos dicen que han creado materiales de construcción naturales con bajas emisiones de carbono a partir de granos como arena y escombros de ladrillo, y se inspiraron en las estructuras submarinas construidas por gusanos castillos de arena.

Estas criaturas marinas, que miden unos 5 cm (2 pulgadas) de largo y se encuentran a lo largo de la costa de California, forman colonias en forma de panal uniendo granos de arena.

Basándose en esta idea, los científicos del Instituto Técnico de Física y Química de la Academia China de Ciencias en Beijing desarrollaron una alternativa a los materiales de construcción convencionales.

En un artículo publicado en la revista Matter, revisada por pares, el 20 de septiembre, dijeron que había una necesidad urgente de opciones bajas en carbono debido al “consumo masivo de energía y emisiones de carbono” de los materiales tradicionales.

Los materiales utilizados en la construcción, como el hormigón, el vidrio, el acero, los ladrillos y el aluminio, representaron aproximadamente el 9 por ciento de las emisiones globales de dióxido de carbono relacionadas con la energía en 2021, según la Alianza Mundial para la Edificación y la Construcción, patrocinada por las Naciones Unidas.

Estas emisiones se producen cuando se procesan los materiales, por ejemplo, quemando combustibles fósiles a altas temperaturas durante el proceso de creación del cemento.

Si bien las alternativas naturales al cemento son más respetuosas con el medio ambiente, también tienden a tener “propiedades mecánicas débiles”, según los investigadores.

Recurrieron a los gusanos castillos de arena para solucionar este problema. Los gusanos secretan un adhesivo que une la arena y los trozos de concha para formar sus colonias de castillos de arena.

Aunque el mecanismo de unión específico para este proceso no está claro, los investigadores descubrieron que el pegamento que secretan los gusanos tiene proteínas cargadas tanto positiva como negativamente que crean una “fuerte atracción de carga”.

El equipo intentó hacer lo mismo, utilizando biopolímeros con cargas opuestas para unir diferentes granos y crear sus materiales de construcción, un proceso que no requiere altas temperaturas ni presión.

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Los materiales utilizados en la construcción deben cumplir con una norma para mantener su estructura bajo compresión. Según el artículo, los materiales que desarrolló el equipo tienen una alta resistencia a la rotura con una resistencia a la compresión superior al umbral de construcción.

También pueden mantener el rendimiento mecánico bajo la intemperie del sol, pueden impermeabilizarse con pintura y mostrar viabilidad para la fabricación a gran escala, dijeron los investigadores.

La arena escasea en todo el mundo debido a la gran demanda de los tipos específicos necesarios para fabricar materiales de construcción.

Pero el equipo chino dijo que sus materiales eran versátiles: se pueden fabricar a partir de granos cargados negativamente, como arena del desierto y del mar, cenizas de carbón, escombros de ladrillos, residuos minerales y escoria de hormigón.

Los materiales también tienen una “reciclabilidad única”, ya que pueden remodelarse triturando e hidratando los bloques. Según el artículo, tras cinco procesos, los materiales mantuvieron una resistencia y elasticidad similares a las originales.

Dijo que el tiempo de producción también fue significativamente más corto que el del hormigón tradicional: sólo lleva dos días en lugar de los 28 necesarios para el hormigón.

Según la Alianza Global para la Edificación y la Construcción, los materiales de construcción, especialmente en las economías en desarrollo, “dominarán el consumo de recursos” en las próximas décadas, y se espera que el uso de materias primas se duplique para 2060.

Dada esta creciente demanda, el equipo dijo que su alternativa natural proporcionaba “una ruta prometedora para acelerar la industria de la construcción de próxima generación con un consumo de energía y emisiones de carbono limitados”.

Fuente: https://www.scmp.com/news/china/science/article/3236883/chinese-scientists-create-low-carbon-building-materials-inspired-worms

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