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Grafeno en Ingeniería Civil

Estructura del Grafeno

El Grafeno será una gran revolución no sólo en la tecnología, sino también en la manera en la que podrá ser utilizada en la Ingeniería Civil gracias a sus propiedades mecánicas, térmicas, ópticas y eléctricas.

Descubrimiento del Grafeno

Transcurría el año de 2004 cuando científicos de la Universidad de Manchester, en Inglaterra, fueron los primeros en poder aislar el grafeno, lo que los llevó a ser galardonados con el premio Nobel de Física en el 2010. Desde su descubrimiento han sido miles de personas las que se han dedicado a investigar con mayor detalle las propiedades de dicho material, pudiendo registrar nuevas patentes y escribiendo sus hallazgos en artículos científicos de talla internacional.

¿Qué es el Grafeno?

El Grafeno es un arreglo de átomos de carbono en capas de un átomo de espesor, en el cual cada átomo de carbono está unido a otros tres; logrando formar una capa hexagonal. Este material ya ha sido utilizado para crear productos electrónicos flexibles, almacenamiento de energía, nanocompuestos, sensores, filtración de líquidos, etc.

Utilización en la Construcción

Grandes compañias en el Reino Unido se han dedicado a desarrollar nuevas aplicaciones comerciales dentro de la ingeniería civil. Por ejemplo, la empresa Graphitene Ltd está desarrollando un cemento térmicamente conductivo que contiene grafeno para ser utilizado en pozos geotérmicos, así como cemento con aditivos de grafeno que lo hacen ser mecánicamente más fuerte.

La compañía también está trabajando en mejorar el asfalto con grafeno para construir carreteras más durables, al incrementar la recuperación elástica y reducir el número de grietas.

Pero esta no es la única empresa que se ha aventurado en la innovación. La compañía Haydale Composite Solutions Ltd ha anunciado que está produciendo materiales compuestos de fibra de carbono reforzado con grafeno, lo cual le da mejores propiedades de conducción de electricidad y una mejor resistencia a los daños ocasionados por los rayos. Este material ya ha sido utilizado en la creación de un alerón diseñado por la empresa Airbus y se espera que pronto sea utilizado en las palas de las turbinas eólicas.

Cadena de Suministro del Grafeno

Aunque el futuro para el grafeno es brillante, no está exento de desafíos. Uno de los principales problemas que enfrenta es la disponibilidad del material, es decir, no se tiene confianza en la cadena de suministro.

Es común que las empresas que desean desarrollar productos habilitados con grafeno luchen para encontrar una fuente confiable que le suministre la cantidad necesaria. Esto es debido a su alta variabilidad de lote a lote, un gran problema ya que ni el cliente ni el proveedor conocen las propiedades físicas y químicas que tendrá el material.

En la actualidad, el grafeno comercial es, generalmente, un polvo negro o líquido que contiene escamas de una o algunas capas tanto de grafeno como de grafito. Medir una cantidad estadísticamente representativa de escamas a nanoescala para cada lote de material es extremadamente difícil y aún más si se necesita producir toneladas de este material. De igual manera, no existen procedimientos de medición estandarizados para hacer esto y, por lo tanto, no existen técnicas de control bien definidas.

Estándares y Guías

El problema anteriormente descrito está siendo abordado por el National Physical Laboratory (NPL), el instituto nacional de de medición del Reino Unido, que ha desarrollado el primer estándar internacional de grafeno en terminología con la Organización Internacional de Estandarización (ISO, 2017). Esto representa un gran paso para poder permitir que diferentes partes de la cadena de suministro de grafeno comuniquen qué tipo de grafeno es el requerido.

Se espera que gracias al trabajo de estandarización, más productos de grafeno salgan al mercado en muchas áreas de aplicación diferente, entre las que se encuentra el área de la construcción.

 

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