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Ingeniería civil sostenible: definición, principios y retos

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Los proyectos de ingeniería civil sostenible deben minimizar los impactos y riesgos en humanos y en el entorno. Descubre cuáles son sus principales retos.

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THE FOOD TECH - Medio de noticias líder en la Industria de Alimentos y Bebidas

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El bagazo de la caña es aprovechado por Carvajal Pulpa y Papel para fabricar un papel biodegradable. El cual es elaborado con residuos agroindustriales (fibra de caña de azúcar).

El papel biodegradable, producto natural que se obtiene reciclando papel normal y cartón. Se trata de un material que se degrada e incorpora al suelo más rápido que otros papeles, en parte debido a que se crea a partir de productos naturales.

La celulosa es uno de los componentes más importantes del papel. Es un compuesto natural presente en diversos organismos como algunos tipos de hongos y madera, lo que hace que sea fácil de biodegradar ya que forma parte del ecosistema natural.

La compañía convierte cerca de un millón 100 mil toneladas de bagazo de caña en papel 100% natural, ayudando a disminuir el consumo de agua y energía. Además de ser un residuo agroindustrial que puede ser renovado en cortos periodos de tiempo a precios justos, lo que ayuda a contribuir en la preservación de los bosques.

Tipos de papel biodegradable

De los diferentes formatos de papel, se distinguen diferentes procesos de producción. Al final, casi todos los tipos de papel son biodegradables.

Papel de producción normal. Es el papel que se utiliza más, se produce a partir de madera y celulosa, y supone un alto impacto ambiental.

Papel reciclado. Este tipo de papel supone un menor impacto ecológico, ya que se minimiza el uso de sustancias nocivas. Se puede identificar por su característico color amarillo en formato folio.

Papel ecológico. Papel similar al normal, pero que sigue un proceso de producción sostenible y respetuoso con el medio ambiente.

Producción de papel sostenible

Actualmente Colombia es uno de los únicos cuatro países que produce papel sostenible y amigable con el medioambiente, a partir de bagazo.

Durante más de medio siglo, Carvajal Pulpa y Papel ha invertido en la investigación y desarrollo de nuevos productos. Los cuales van dirigidos a empresas cuya responsabilidad y compromiso con el medio ambiente las ha llevado a utilizar productos sostenibles.

Por ejemplo, una de sus líneas de papel biodegradable es 100% libre de químicos blanqueadores la cual ha sido exportada a más de 15 países alrededor del mundo. Entre ellos México con las marcas Jean Book y Norma, así como la marca Bioform para empaques de cartón.

Para lograr un impacto positivo es importante que el consumidor empiece a pensar en contribuir con acciones que por muy pequeñas que parezcan serán la clave para lograr un mundo sostenible.

Te puede interesar: Impulsan la economía circular en la industria del reciclaje

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Carvajal Pulpa y Papel fabrica papel biodegradable con bagazo de caña de azúcar - THE FOOD TECH - Medio de noticias líder en la Industria de Alimentos y Bebidas

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A partir de materias primas no vírgenes, Carvajal Pulpa y Papel fabrican papel biodegradable con el propósito de preservar las áreas forestales.

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La nanoTecnología aplicada a la industria de la Construcción permitirá la fabricación de nuevos materiales de construcción, más resistentes y dúctiles que el acero actual que se emplea en la construcción, manteniendo sus propiedades resistentes a temperaturas más altas y con una mayor resistencia a la corrosión, entre otras propiedades.

Los nuevos materiales cementíceos (hormigones, morteros...) tendrán una mayor resistencia a la fisuración, una mayor resistencia a compresión y a tracción y una mayor durabilidad; podrán ser también más impermeables.

Los nuevos materiales nanotecnológicos de construcción serán, también, más resistentes, ligeros y durables. Se fabricarán materiales con un mayor poder aislante y materiales más resistentes al fuego.

Los nuevos materiales serán más ecológicos y eficientes, fabricados con un menor consumo de energía y una menor emisión de gases como el CO2. Tendrán también la capacidad de eliminar elementos contaminantes existentes en la atmósfera, como el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno, entre otros.

Los nanomateriales de construcción serán "inteligentes" con la capacidad de medir su estado de fisuración, su estado tensional y la deformación producida a lo largo de su vida útil.

Los nanomateriales de construcción abaratarán notablemente los costes de construcción y de explotación de las infraestructuras, estructuras y superestructuras. Su utilización incrementará también el nivel de seguridad de las construcciones, mejorando también su estética y confort, con un ahorro de energía muy notable, que contribuirá a alcanzar un desarrollo sostenido de la actividad humana.

1 Algunos nano materiales de construcción

1.1 El NanoHormigón

El hormigón tradicional se puede convertir en un Nano-Hormigón por los siguientes procedimientos:

1. Adición de Nano partículas al cemento

2. Reducción de las partículas de cemento a nanopolvo de cemento

3. Hibridación del Silicato Cálcio Hidratado (C-S-H)

4. Incorporación de NanoRefuerzos: Nanotubos y NanoFibras

1.2 Métodos de fabricación

La adición de Nano partículas al cemento influye muy notablemente en su proceso de hidratación, a todas las escalas: nano, micro y macro, de los compuestos químicos que se generan, modificando su estructura; esta influencia incluye la nano y la micro estructura del ( C-S-H ) gel , que tienen un efecto muy notable en la resistencia del hormigón a macro-escala.

Las Nano partículas rellenan los huecos entre los granos de cemento y entre los áridos y actúan como núcleos activos que incrementan la hidratación del cemento, por la gran reactividad de su superficie; mejoran sus propiedades resistentes, reducen su porosidad y la retracción del hormigón que causa su fisuración así como su posible posterior degradación.

La adición de Nano partículas incrementa también la cantidad de(C-S-H ) de alta densidad, presente en la pasta de cemento y disminuye las cantidades de hidróxido cálcico Ca (OH) 2 y la cantidad de ( C-S-H ) gel de menor densidad; la presencia en el hormigón de mayores cantidades de ( C-S-H ) gel de muy alta densidad, incrementa la resistencia a la disolución del carbonato cálcico de la matriz del hormigón.

La fabricación de nano productos cementantes (nano binders ), compuestos, mayoritariamente, por productos minerales finamente pulverizados como: las cenizas volantes, el humo de sílice, el meta caolín , la nano sílice ,con la adición de un 20%-30% de cemento portland finamente pulverizado ,para rellenar los huecos entre las partículas de los aditivos minerales, permitirá disponer de nano productos de un mayor poder cementante y de materiales cementíceos de propiedades muy superiores a las de los cementos actuales. Estos nuevos nano productos cementantes reducirán significativamente las emisiones de CO2, producidas en la fabricación del cemento portland con menor consumo de energía; reducirán también el consumo de las materias primas tradicionales, principalmente calizas(limestone) y la reducción declinker de cemento portland. Como consecuencia de las mejores propiedades de los nuevos nano materiales cemetíceos, se reducirá la fabricación y el consumo de cemento portland; este conjunto de acciones contribuirá a mejorar globalmente la sostenibilidad de la industria de la construcción en los próximos años.

1.3 Propiedades de los hormigones Nanotecnológicos según el tipo de Nano partícula añadida

Nano partícula

Propiedades de los hormigones nanotecnológicos

SiO₂

- Mejora la trabajabilidad adicionando un súperplastificante.- Hormigón más impermeable.- Mayor resistencia a la disolución del carbonatocalcio.- Incremento de la resistencia a compresión hasta el 26%, a 28 días.- Incremento de la resistencia a flexión.- Incremento de la velocidad de fraguado.

TiO₂

- Capacidad de auto-limpieza.- Capacidad de eliminar agentes contaminantes en el medio ambiente como: NOx, CO2... (Fotocatálisis), en fachadas, pavimentos de carreteras...- Acelera la hidratación a edad temprana del cemento.- Incremento las resistencias a compresión, a flexión y a la abrasión.

Fe₂O₃

- Auto-detección de la tensión a compresión soportada.- Control en tiempo real del estado tensional sin utilizar sensores. Estructuras inteligentes.

Al₂O₃

- Incremento del Módulo de elasticidad hasta el 140% adicionando un 5% de Al2O3.

Arcilla procesada

- Incremento muy importante de las resistencias a compresión y a tracción de los morteros de cemento.- Hormigones más impermeables.- Resistencia a los cloruros.- Hormigones auto-compactantes.- Reducción de la retracción.- Incremento de la resistencia, después de la primera fractura, utilizando partículas exfoliadas de arcilla recubiertas con una capa de PVA.

Reducción de las partículas de cemento a nanopolvo de cemento

Hay dos procedimientos:

B.1.- Conminución de alta energía del clinker de cemento Portland (top-down)

B.2.- Síntesis química (bottom-up)

El NanoHormigón tiene las partículas de cemento de un tamaño <500 nanometros

Se puede decir que el Hormigón es un producto nanotecnológico cuando se disponga de herramientas químicas o mecánicas para controlar los nanoporos existentes y el emplazamiento de los productos de( C-S-H ) gel.

Propiedades de los NanoHormigones:

Procesado a temperatura ambiente.

Resistencia al calor (>600ºC).

Hacia la ausencia de la fisuración autógena.

Disminución drástica del CO2 en su fabricación.

Resistencias iniciales y finales a compresión y tracción más elevadas.

Buena trabajabilidad.

No es necesario el uso de superplastificantes.

Mayor resistencia a la segregación.

Mayor aceleración de la hidratación.

Mejor trabazón entre los áridos y la pasta de cemento.

Incremento de la tenacidad y de las resistencias al corte, a tracción y a flexión.

Muy buena compatibilidad química con los nanotubos de carbono para fabricar "el hormigón inteligente".

Mayor durabilidad.

El proceso de hibridación modifica la estructura del silicato cálcico hidratado (C-S-H) del cemento por dos procesos diferentes:

1) Insertando nano moléculas orgánicas en la estructura del ( C-S-H ) gel.

2) Insertando" nanomoléculas invitadas" para establecerenlaces covalentes con la estructura del ( C-S-H ) gel.

3) Insertando "nanomoléculas invitadas" en los lugares de la cadena del ( C-S-H ) gel, en los puntos que tengan defectos y en los espacios entre capas.

Incorporación de NanoRefuerzos: NanoTubos y NanoFibras

Los hormigones NanoTecnológicos se fabrican también incorporando nanotubos o nanofibras de carbono (CNTS, CNFS).

Estos nanomateriales, por sus extraordinarias propiedades mecánicas, también electrónicas y químicas, pueden incrementar las propiedades mecánicas de los materiales cementíceos, como el módulo de Youngpor el elevado módulo delos nano tubos de carbono (1,0 TPa ) y la resistencia a tracción; además, pueden conferir a los materiales cementíceos otras importantes propiedades, como: servir de escudo de campos electromagnéticosyla capacidad de convertirlos en materiales "inteligentes" ,pudiendo realizar un autochequeo, en tiempo real, de su estado de fisuración, de suestado tensional y de su deformación durante su vida útil.Los nanomateriales tienen la capacidad de incrementar muy notablemente las propiedades de los materiales cementícios, por su elevada superficie específica (hasta 600m²/g) y por su elevado índice de esbeltez (>1000), con la potencialidad de eliminar, prácticamente, la fisuración autógena que se produce en los hormigones y morteros durante el proceso de endurecimiento, distribuyendo las tensiones generadas por toda la masa de la matriz cementícea.

1.4 El acero nanoestructurado

La resistencia a tracción del acero tradicional apenas alcanza el 10% de su valor teórico (27,30 GPa) como consecuencia de los defectos e impurezas en su estructura interna, que se originan durante el proceso de fabricación.

En la actualidad ya se está fabricando el llamado ACERO NANOESTRUCTURADO, empleando una nueva tecnología de fabricación que manipula, a nano escala, su estructura durante el complejo proceso de fabricación.

La nueva tecnología de fabricación consigue una reducción de tamaño y una mayor uniformidad de los microcristales que se forman, eliminando o reduciendo los defectos en los cristalitos (de tamaño 100-200 nm).Si se produce alguna microfisura o discontinuidad durante la fabricación, ésta será finísima en anchura y de longitud muy pequeña, abarcando una menor extensión dentro de la masa del acero.

La modificación de la microestructura se produce por la adición de nano partículas autoensamblables (ej. Nano partículas de cobre) en los bordes de los granos de acero.

Otra técnica para modificar la estructura del acero haciéndola más compacta, uniforme y prácticamente con ausencia de defectos, consiste en someter al acero a un proceso de deformaciones plásticas severas.

En la actualidad se fabrican algunos tipos de acero nano estructurado como:

Microcomposite Multistructural Formable Steel (MMFX).

El acero bainítico.

Advanced high strength steels (AHSS).

Nanostructured ODS ferritic steel (Proyecto europeo).

El acero martensítico.

El acero de alta Resistencia, bajo en carbono, para la construcción de edificios, que incorpora nano partículas de cobre.

La tecnología de fabricación del acero nanoestructurado está en constante evolución y perfeccionamiento,nuevas aleaciones con la utilización denano partículas metálicas diversas. Todo este esfuerzo tecnológico permite la mejora continua de las propiedades de los nanoaceros, haciéndolos más eficientes, más resistentes a tracción a la vez que más dúctiles, tenaces y resistentes a la corrosión y la fatiga, además de otras propiedades como: mayores resistencias al frio y al calor, mayores resistencias a esfuerzos dinámicos, por su mayor deformabilidad plástica, mayor resistencia al creep y mayor resistencia al calor >700ºC.

Los aceros nano estructurados superarán ampliamente el valor 1,5 GPa de resistencia última a tracción, pudiendo llegar a alcanzar el valor de 2,0 GPa.

Los aceros nanoestructurados que se fabrican actualmente tienen una resistencia a tracción media de 1236 MPa, una resistencia al corte de 768 MPa y una deformación mínima del 12%, pudiendo llegar a alcanzarse valores del 30%.

En resumen, los aceros nanoestructurados permiten reducir la cuantía de acero en vigas y pilares,del orden del 15% / metro de perfil o barra. Es un material más ecológico y eficiente por su mayor resistencia a la corrosión y a la fatiga, al impacto y tiene una mayor ductilidad y tenacidad.

TRIP: acero martensítico al manganeso; elevada energía deabsorción

TWIP: twinning induced plasticity; acero al manganeso con plasticidad inducida

Maraging TRIP: acero martensítico envejecido antes y después del tratamiento

Austenitic: acero inoxidable austenítico
Otros importantes materiales de construcción nano estructurados >>
Índice completo:

[sommaire-chapitres livre=1 affiche_infos=true titre=true resume=true numeros=true]

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Aplicaciones de la nanotecnología a la industria de la construcción - Nuevas Tecnologías y Materiales

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La nanoTecnología aplicada a la industria de la Construcción permitirá nuevos materiales de construcción, más resistentes y dúctiles que el acero actual

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La nanoTecnología aplicada a la industria de la Construcción permitirá la fabricación de nuevos materiales de construcción, más resistentes y dúctiles que el acero actual que se emplea en la construcción, manteniendo sus propiedades resistentes a temperaturas más altas y con una mayor resistencia a la corrosión, entre otras propiedades.

Los nuevos materiales cementíceos (hormigones, morteros...) tendrán una mayor resistencia a la fisuración, una mayor resistencia a compresión y a tracción y una mayor durabilidad; podrán ser también más impermeables.

Los nuevos materiales nanotecnológicos de construcción serán, también, más resistentes, ligeros y durables. Se fabricarán materiales con un mayor poder aislante y materiales más resistentes al fuego.

Los nuevos materiales serán más ecológicos y eficientes, fabricados con un menor consumo de energía y una menor emisión de gases como el CO2. Tendrán también la capacidad de eliminar elementos contaminantes existentes en la atmósfera, como el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno, entre otros.

Los nanomateriales de construcción serán "inteligentes" con la capacidad de medir su estado de fisuración, su estado tensional y la deformación producida a lo largo de su vida útil.

Los nanomateriales de construcción abaratarán notablemente los costes de construcción y de explotación de las infraestructuras, estructuras y superestructuras. Su utilización incrementará también el nivel de seguridad de las construcciones, mejorando también su estética y confort, con un ahorro de energía muy notable, que contribuirá a alcanzar un desarrollo sostenido de la actividad humana.

1 Algunos nano materiales de construcción

1.1 El NanoHormigón

El hormigón tradicional se puede convertir en un Nano-Hormigón por los siguientes procedimientos:

1. Adición de Nano partículas al cemento

2. Reducción de las partículas de cemento a nanopolvo de cemento

3. Hibridación del Silicato Cálcio Hidratado (C-S-H)

4. Incorporación de NanoRefuerzos: Nanotubos y NanoFibras

1.2 Métodos de fabricación

La adición de Nano partículas al cemento influye muy notablemente en su proceso de hidratación, a todas las escalas: nano, micro y macro, de los compuestos químicos que se generan, modificando su estructura; esta influencia incluye la nano y la micro estructura del ( C-S-H ) gel , que tienen un efecto muy notable en la resistencia del hormigón a macro-escala.

Las Nano partículas rellenan los huecos entre los granos de cemento y entre los áridos y actúan como núcleos activos que incrementan la hidratación del cemento, por la gran reactividad de su superficie; mejoran sus propiedades resistentes, reducen su porosidad y la retracción del hormigón que causa su fisuración así como su posible posterior degradación.

La adición de Nano partículas incrementa también la cantidad de(C-S-H ) de alta densidad, presente en la pasta de cemento y disminuye las cantidades de hidróxido cálcico Ca (OH) 2 y la cantidad de ( C-S-H ) gel de menor densidad; la presencia en el hormigón de mayores cantidades de ( C-S-H ) gel de muy alta densidad, incrementa la resistencia a la disolución del carbonato cálcico de la matriz del hormigón.

La fabricación de nano productos cementantes (nano binders ), compuestos, mayoritariamente, por productos minerales finamente pulverizados como: las cenizas volantes, el humo de sílice, el meta caolín , la nano sílice ,con la adición de un 20%-30% de cemento portland finamente pulverizado ,para rellenar los huecos entre las partículas de los aditivos minerales, permitirá disponer de nano productos de un mayor poder cementante y de materiales cementíceos de propiedades muy superiores a las de los cementos actuales. Estos nuevos nano productos cementantes reducirán significativamente las emisiones de CO2, producidas en la fabricación del cemento portland con menor consumo de energía; reducirán también el consumo de las materias primas tradicionales, principalmente calizas(limestone) y la reducción declinker de cemento portland. Como consecuencia de las mejores propiedades de los nuevos nano materiales cemetíceos, se reducirá la fabricación y el consumo de cemento portland; este conjunto de acciones contribuirá a mejorar globalmente la sostenibilidad de la industria de la construcción en los próximos años.

1.3 Propiedades de los hormigones Nanotecnológicos según el tipo de Nano partícula añadida

Nano partícula

Propiedades de los hormigones nanotecnológicos

SiO₂

- Mejora la trabajabilidad adicionando un súperplastificante.- Hormigón más impermeable.- Mayor resistencia a la disolución del carbonatocalcio.- Incremento de la resistencia a compresión hasta el 26%, a 28 días.- Incremento de la resistencia a flexión.- Incremento de la velocidad de fraguado.

TiO₂

- Capacidad de auto-limpieza.- Capacidad de eliminar agentes contaminantes en el medio ambiente como: NOx, CO2... (Fotocatálisis), en fachadas, pavimentos de carreteras...- Acelera la hidratación a edad temprana del cemento.- Incremento las resistencias a compresión, a flexión y a la abrasión.

Fe₂O₃

- Auto-detección de la tensión a compresión soportada.- Control en tiempo real del estado tensional sin utilizar sensores. Estructuras inteligentes.

Al₂O₃

- Incremento del Módulo de elasticidad hasta el 140% adicionando un 5% de Al2O3.

Arcilla procesada

- Incremento muy importante de las resistencias a compresión y a tracción de los morteros de cemento.- Hormigones más impermeables.- Resistencia a los cloruros.- Hormigones auto-compactantes.- Reducción de la retracción.- Incremento de la resistencia, después de la primera fractura, utilizando partículas exfoliadas de arcilla recubiertas con una capa de PVA.

Reducción de las partículas de cemento a nanopolvo de cemento

Hay dos procedimientos:

B.1.- Conminución de alta energía del clinker de cemento Portland (top-down)

B.2.- Síntesis química (bottom-up)

El NanoHormigón tiene las partículas de cemento de un tamaño <500 nanometros

Se puede decir que el Hormigón es un producto nanotecnológico cuando se disponga de herramientas químicas o mecánicas para controlar los nanoporos existentes y el emplazamiento de los productos de( C-S-H ) gel.

Propiedades de los NanoHormigones:

Procesado a temperatura ambiente.

Resistencia al calor (>600ºC).

Hacia la ausencia de la fisuración autógena.

Disminución drástica del CO2 en su fabricación.

Resistencias iniciales y finales a compresión y tracción más elevadas.

Buena trabajabilidad.

No es necesario el uso de superplastificantes.

Mayor resistencia a la segregación.

Mayor aceleración de la hidratación.

Mejor trabazón entre los áridos y la pasta de cemento.

Incremento de la tenacidad y de las resistencias al corte, a tracción y a flexión.

Muy buena compatibilidad química con los nanotubos de carbono para fabricar "el hormigón inteligente".

Mayor durabilidad.

El proceso de hibridación modifica la estructura del silicato cálcico hidratado (C-S-H) del cemento por dos procesos diferentes:

1) Insertando nano moléculas orgánicas en la estructura del ( C-S-H ) gel.

2) Insertando" nanomoléculas invitadas" para establecerenlaces covalentes con la estructura del ( C-S-H ) gel.

3) Insertando "nanomoléculas invitadas" en los lugares de la cadena del ( C-S-H ) gel, en los puntos que tengan defectos y en los espacios entre capas.

Incorporación de NanoRefuerzos: NanoTubos y NanoFibras

Los hormigones NanoTecnológicos se fabrican también incorporando nanotubos o nanofibras de carbono (CNTS, CNFS).

Estos nanomateriales, por sus extraordinarias propiedades mecánicas, también electrónicas y químicas, pueden incrementar las propiedades mecánicas de los materiales cementíceos, como el módulo de Youngpor el elevado módulo delos nano tubos de carbono (1,0 TPa ) y la resistencia a tracción; además, pueden conferir a los materiales cementíceos otras importantes propiedades, como: servir de escudo de campos electromagnéticosyla capacidad de convertirlos en materiales "inteligentes" ,pudiendo realizar un autochequeo, en tiempo real, de su estado de fisuración, de suestado tensional y de su deformación durante su vida útil.Los nanomateriales tienen la capacidad de incrementar muy notablemente las propiedades de los materiales cementícios, por su elevada superficie específica (hasta 600m²/g) y por su elevado índice de esbeltez (>1000), con la potencialidad de eliminar, prácticamente, la fisuración autógena que se produce en los hormigones y morteros durante el proceso de endurecimiento, distribuyendo las tensiones generadas por toda la masa de la matriz cementícea.

1.4 El acero nanoestructurado

La resistencia a tracción del acero tradicional apenas alcanza el 10% de su valor teórico (27,30 GPa) como consecuencia de los defectos e impurezas en su estructura interna, que se originan durante el proceso de fabricación.

En la actualidad ya se está fabricando el llamado ACERO NANOESTRUCTURADO, empleando una nueva tecnología de fabricación que manipula, a nano escala, su estructura durante el complejo proceso de fabricación.

La nueva tecnología de fabricación consigue una reducción de tamaño y una mayor uniformidad de los microcristales que se forman, eliminando o reduciendo los defectos en los cristalitos (de tamaño 100-200 nm).Si se produce alguna microfisura o discontinuidad durante la fabricación, ésta será finísima en anchura y de longitud muy pequeña, abarcando una menor extensión dentro de la masa del acero.

La modificación de la microestructura se produce por la adición de nano partículas autoensamblables (ej. Nano partículas de cobre) en los bordes de los granos de acero.

Otra técnica para modificar la estructura del acero haciéndola más compacta, uniforme y prácticamente con ausencia de defectos, consiste en someter al acero a un proceso de deformaciones plásticas severas.

En la actualidad se fabrican algunos tipos de acero nano estructurado como:

Microcomposite Multistructural Formable Steel (MMFX).

El acero bainítico.

Advanced high strength steels (AHSS).

Nanostructured ODS ferritic steel (Proyecto europeo).

El acero martensítico.

El acero de alta Resistencia, bajo en carbono, para la construcción de edificios, que incorpora nano partículas de cobre.

La tecnología de fabricación del acero nanoestructurado está en constante evolución y perfeccionamiento,nuevas aleaciones con la utilización denano partículas metálicas diversas. Todo este esfuerzo tecnológico permite la mejora continua de las propiedades de los nanoaceros, haciéndolos más eficientes, más resistentes a tracción a la vez que más dúctiles, tenaces y resistentes a la corrosión y la fatiga, además de otras propiedades como: mayores resistencias al frio y al calor, mayores resistencias a esfuerzos dinámicos, por su mayor deformabilidad plástica, mayor resistencia al creep y mayor resistencia al calor >700ºC.

Los aceros nano estructurados superarán ampliamente el valor 1,5 GPa de resistencia última a tracción, pudiendo llegar a alcanzar el valor de 2,0 GPa.

Los aceros nanoestructurados que se fabrican actualmente tienen una resistencia a tracción media de 1236 MPa, una resistencia al corte de 768 MPa y una deformación mínima del 12%, pudiendo llegar a alcanzarse valores del 30%.

En resumen, los aceros nanoestructurados permiten reducir la cuantía de acero en vigas y pilares,del orden del 15% / metro de perfil o barra. Es un material más ecológico y eficiente por su mayor resistencia a la corrosión y a la fatiga, al impacto y tiene una mayor ductilidad y tenacidad.

TRIP: acero martensítico al manganeso; elevada energía deabsorción

TWIP: twinning induced plasticity; acero al manganeso con plasticidad inducida

Maraging TRIP: acero martensítico envejecido antes y después del tratamiento

Austenitic: acero inoxidable austenítico
Otros importantes materiales de construcción nano estructurados >>
Índice completo:

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Aplicaciones de la nanotecnología a la industria de la construcción - Nuevas Tecnologías y Materiales

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La nanoTecnología aplicada a la industria de la Construcción permitirá nuevos materiales de construcción, más resistentes y dúctiles que el acero actual

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"Los drones son una herramienta fantástica para la construcción y la ingeniería. Nos permiten hacer cosas que antes no eran posibles, como tomar imágenes aéreas de alta resolución y crear mapas 3D precisos en tiempo real. Esto significa que podemos tomar decisiones más informadas y precisas sobre cómo planificar y ejecutar proyectos de construcción." - Andrew Cameron, gerente de proyectos de construcción en la empresa de ingeniería y construcción AECOM.

Esta afirmación cada vez se escucha con mayor frecuencia sobre nuevas aplicaciones de drones que están transformando la ejecución de diversas tareas, que consideran desde la fotografía y el cine hasta la entrega de paquetes, pasando por el control de incendios forestales, operaciones de búsqueda y rescate, seguridad y vigilancia, cartografía y apoyo a la agricultura de precisión, inspección de infraestructuras, monitoreo ambiental y mapeo aéreo, entre muchas otras.

En la región se observa una tendencia de uso creciente de drones para diferentes aplicaciones; según el informe de la consultora MarketsandMarkets, el mercado latinoamericano de drones podría alcanzar los 4.400 millones de dólares para el año 2022, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 24,6% entre 2016 y 2022. Otros estudios indican que el mercado de drones en América Latina podría alcanzar los 7.000 millones de dólares para el año 2025. Brasil, México, Argentina, Colombia y Perú lideran su uso, principalmente en temas relacionados con agricultura.

Específicamente para la industria de la construcción y la infraestructura, el mercado de drones en la región alcanzaría los 250 millones de dólares para el 2025, impulsado principalmente por la demanda en sectores como la construcción, energía y minería, considerando el apoyo que estos ofrecen al: (i) poder inspeccionar lugares de difícil acceso o peligrosos de una infraestructura terminada o de una obra en proceso, (ii) mejorar el proceso de inspección y detectar problemas o retrasos para una rápida corrección, (iii) pueden crear mapas detallados de la obra, lo que ayuda en la planificación y prevención de problemas; y (iv) pueden realizar inspecciones detalladas y en tiempo real de los materiales de construcción y el equipo, mejorando la calidad del trabajo y reduciendo costos asociados a errores. Existen también otros dos retos donde el uso de los drones tiene un impacto moderado, que corresponden a: (v) la sostenibilidad, al minimizar las interferencias con el medio ambiente y disminuir la contaminación; y (vi) los litigios, al suministrar información fidedigna y exacta que apoye los procesos. Lo anterior, tiene un impacto directo en la reducción en los costos de planificación y ejecución con la identificación de las condiciones del terreno y sus riesgos asociados. Igualmente, se tienen incrementos en la precisión de las mediciones, identificación de deficiencias en la infraestructura frente al cumplimiento de los contratos y se espera que a futuro, mediante su integración con modelos como CAD o BIM, pueda hacer seguimiento automático del alcance y cumplimiento en la ejecución de las obras, teniendo documentación fotorrealista de cada paso del proceso constructivo.

A pesar de los beneficios, la adopción de esta tecnología en ALC ha sido lenta. Según una encuesta realizada en 2022 por la unidad de ' Drone Powered Solution ' de PWC, solo 4 de cada 10 grandes empresas de construcción han incorporado tecnología BIM y drones. Entre las causas principales se encuentran la falta de conocimientos en el manejo de drones o el posterior tratamiento de la información; poca voluntad del contratante de pagar por los costos asociados a la implementación de la tecnología en el proyecto, especialmente en proyectos pequeños; la ausencia o la inadecuada regulación respecto de los permisos de operación principalmente sobre ciudades; y la falta de incentivos por parte de todos los actores que intervienen en el proceso, ya que muchas veces el cliente no valora, ni esta presto a pagar por su aplicación.

Algunos proyectos destacados en la región donde se ha hecho uso de drones con diferentes propósitos son:

En República Dominicana se realizaron vuelos fotogramétricos para el tramo de 100 km Navarrete-Montecristi y se hizo un levantamiento de caminos vecinales en 200 km;

La construcción de una planta de celulosa en Uruguay donde se emplean para la certificación de los avances en las obras, fortalecer las comunicaciones con la ciudadanía e identificar aspectos a mejorar en seguridad o limpieza;

La nueva infraestructura de las vías del Ferrocarril General Roca en Argentina, donde los drones se emplearon para el control de materiales difíciles de cuantificar y de su ejecución;

La ejecución de la fotogrametría para el diseño del corredor logístico vinculado a los corredores B y Sur en Argentina;

El paseo del Bajo Tramo B Semi trinchera, en Argentina, donde se emplearon para supervisar el avance de las obras e identificar situaciones relacionadas con el manejo de tráfico;

Apoyo en la construcción de las torres de más difícil acceso de las líneas de transmisión de la red de energía de Colombia, velando por la conservación de las zonas protegidas y la biodiversidad de la zona;

El control de avance y gestión remota de la obra de la Autopista La Paz - El Alto en Bolivia y;

El Recuento de predios afectados por la construcción del metro de Lima en Perú.

Según lo expuesto por el Ingeniero Canahuate[3], en el desarrollo de las obras ejecutadas con apoyo de drones en República Dominicana, para el caso del levantamiento fotogramétrico del tramo Navarrete-Montecristi con una extensión de 100 km, se logró una reducción de 28% en costos y una disminución en tiempo de 92% en comparación con metodologías tradicionales; en el caso del levantamiento de caminos vecinales realizado para un tramo de 200 km, se obtuvo una reducción de 45% en costos y del 64% en tiempo de ejecución en comparación con metodologías tradicionales.

Como se infiere de estos ejemplos, el sector construcción ya viene incorporando los beneficios de esta tecnología como una aliada para fortalecer, agilizar y realizar con mayor precisión ciertas actividades como las de supervisión, donde se utilizan drones para el seguimiento a la ejecución de obras lineales, en la implantación de infraestructura energética y en la construcción de edificaciones puntuales. Los desafíos a superar para una mayor implementación de la tecnología se relacionan principalmente con el establecimiento de una regulación clara para todos los actores, programas de formación que permitan construir redes de proveedores de servicios que puedan ser subcontratados, y la sensibilización de los contratantes respecto de los beneficios que ofrece la tecnología, entre otros.

Una presentación detallada y completa de estos temas se encuentra en un estudio reciente elaborado por el BID Lab y la División de Transporte del BID con el apoyo de PwC, "Drones en la construcción: el valor que las tecnologías de drones aportan al sector de la construcción en América Latina" que recoge datos, declaraciones, estadísticas e información sobre el uso de drones, disponible para su consulta.

" 5 Ways Drones Are Disrupting the Construction Industry" Disponible en https://constructionexec.com/article/5-ways-drones-are-disrupting-the-construction-industry

"UAV Market by Point of sale, systems, platform (Civil & commercial, and defense & government), function, end use, application, type (fixed wing, rotary wing, hybrid), mode of operation, Mtow, rang & region - Global Forecast to 2027". Disponible en https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/unmanned-aerial-vehicles-uav-market-662.html

Canahuate, Alberto. C&L Ingeniería. Implementación de drones en levantamientos de superficies para diseño de infraestructuras. Presentación 1er Congreso Nacional de Drones & Expo 2023.

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Drones en la construcción: el valor que las tecnologías de drones aportan al sector de la construcción en América Latina - Moviliblog

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"Los drones son una herramienta fantástica para la construcción y la ingeniería. Nos permiten hacer cosas que antes no eran posibles, como tomar imágenes aéreas de alta resolución y crear mapas 3D precisos en tiempo real. Esto significa que podemos tomar decisiones más informadas y precisas sobre có

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"Los drones son una herramienta fantástica para la construcción y la ingeniería. Nos permiten hacer cosas que antes no eran posibles, como tomar imágenes aéreas de alta resolución y crear mapas 3D precisos en tiempo real. Esto significa que podemos tomar decisiones más informadas y precisas sobre cómo planificar y ejecutar proyectos de construcción." - Andrew Cameron, gerente de proyectos de construcción en la empresa de ingeniería y construcción AECOM.

Esta afirmación cada vez se escucha con mayor frecuencia sobre nuevas aplicaciones de drones que están transformando la ejecución de diversas tareas, que consideran desde la fotografía y el cine hasta la entrega de paquetes, pasando por el control de incendios forestales, operaciones de búsqueda y rescate, seguridad y vigilancia, cartografía y apoyo a la agricultura de precisión, inspección de infraestructuras, monitoreo ambiental y mapeo aéreo, entre muchas otras.

En la región se observa una tendencia de uso creciente de drones para diferentes aplicaciones; según el informe de la consultora MarketsandMarkets, el mercado latinoamericano de drones podría alcanzar los 4.400 millones de dólares para el año 2022, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 24,6% entre 2016 y 2022. Otros estudios indican que el mercado de drones en América Latina podría alcanzar los 7.000 millones de dólares para el año 2025. Brasil, México, Argentina, Colombia y Perú lideran su uso, principalmente en temas relacionados con agricultura.

Específicamente para la industria de la construcción y la infraestructura, el mercado de drones en la región alcanzaría los 250 millones de dólares para el 2025, impulsado principalmente por la demanda en sectores como la construcción, energía y minería, considerando el apoyo que estos ofrecen al: (i) poder inspeccionar lugares de difícil acceso o peligrosos de una infraestructura terminada o de una obra en proceso, (ii) mejorar el proceso de inspección y detectar problemas o retrasos para una rápida corrección, (iii) pueden crear mapas detallados de la obra, lo que ayuda en la planificación y prevención de problemas; y (iv) pueden realizar inspecciones detalladas y en tiempo real de los materiales de construcción y el equipo, mejorando la calidad del trabajo y reduciendo costos asociados a errores. Existen también otros dos retos donde el uso de los drones tiene un impacto moderado, que corresponden a: (v) la sostenibilidad, al minimizar las interferencias con el medio ambiente y disminuir la contaminación; y (vi) los litigios, al suministrar información fidedigna y exacta que apoye los procesos. Lo anterior, tiene un impacto directo en la reducción en los costos de planificación y ejecución con la identificación de las condiciones del terreno y sus riesgos asociados. Igualmente, se tienen incrementos en la precisión de las mediciones, identificación de deficiencias en la infraestructura frente al cumplimiento de los contratos y se espera que a futuro, mediante su integración con modelos como CAD o BIM, pueda hacer seguimiento automático del alcance y cumplimiento en la ejecución de las obras, teniendo documentación fotorrealista de cada paso del proceso constructivo.

A pesar de los beneficios, la adopción de esta tecnología en ALC ha sido lenta. Según una encuesta realizada en 2022 por la unidad de ' Drone Powered Solution ' de PWC, solo 4 de cada 10 grandes empresas de construcción han incorporado tecnología BIM y drones. Entre las causas principales se encuentran la falta de conocimientos en el manejo de drones o el posterior tratamiento de la información; poca voluntad del contratante de pagar por los costos asociados a la implementación de la tecnología en el proyecto, especialmente en proyectos pequeños; la ausencia o la inadecuada regulación respecto de los permisos de operación principalmente sobre ciudades; y la falta de incentivos por parte de todos los actores que intervienen en el proceso, ya que muchas veces el cliente no valora, ni esta presto a pagar por su aplicación.

Algunos proyectos destacados en la región donde se ha hecho uso de drones con diferentes propósitos son:

En República Dominicana se realizaron vuelos fotogramétricos para el tramo de 100 km Navarrete-Montecristi y se hizo un levantamiento de caminos vecinales en 200 km;

La construcción de una planta de celulosa en Uruguay donde se emplean para la certificación de los avances en las obras, fortalecer las comunicaciones con la ciudadanía e identificar aspectos a mejorar en seguridad o limpieza;

La nueva infraestructura de las vías del Ferrocarril General Roca en Argentina, donde los drones se emplearon para el control de materiales difíciles de cuantificar y de su ejecución;

La ejecución de la fotogrametría para el diseño del corredor logístico vinculado a los corredores B y Sur en Argentina;

El paseo del Bajo Tramo B Semi trinchera, en Argentina, donde se emplearon para supervisar el avance de las obras e identificar situaciones relacionadas con el manejo de tráfico;

Apoyo en la construcción de las torres de más difícil acceso de las líneas de transmisión de la red de energía de Colombia, velando por la conservación de las zonas protegidas y la biodiversidad de la zona;

El control de avance y gestión remota de la obra de la Autopista La Paz - El Alto en Bolivia y;

El Recuento de predios afectados por la construcción del metro de Lima en Perú.

Según lo expuesto por el Ingeniero Canahuate[3], en el desarrollo de las obras ejecutadas con apoyo de drones en República Dominicana, para el caso del levantamiento fotogramétrico del tramo Navarrete-Montecristi con una extensión de 100 km, se logró una reducción de 28% en costos y una disminución en tiempo de 92% en comparación con metodologías tradicionales; en el caso del levantamiento de caminos vecinales realizado para un tramo de 200 km, se obtuvo una reducción de 45% en costos y del 64% en tiempo de ejecución en comparación con metodologías tradicionales.

Como se infiere de estos ejemplos, el sector construcción ya viene incorporando los beneficios de esta tecnología como una aliada para fortalecer, agilizar y realizar con mayor precisión ciertas actividades como las de supervisión, donde se utilizan drones para el seguimiento a la ejecución de obras lineales, en la implantación de infraestructura energética y en la construcción de edificaciones puntuales. Los desafíos a superar para una mayor implementación de la tecnología se relacionan principalmente con el establecimiento de una regulación clara para todos los actores, programas de formación que permitan construir redes de proveedores de servicios que puedan ser subcontratados, y la sensibilización de los contratantes respecto de los beneficios que ofrece la tecnología, entre otros.

Una presentación detallada y completa de estos temas se encuentra en un estudio reciente elaborado por el BID Lab y la División de Transporte del BID con el apoyo de PwC, "Drones en la construcción: el valor que las tecnologías de drones aportan al sector de la construcción en América Latina" que recoge datos, declaraciones, estadísticas e información sobre el uso de drones, disponible para su consulta.

" 5 Ways Drones Are Disrupting the Construction Industry" Disponible en https://constructionexec.com/article/5-ways-drones-are-disrupting-the-construction-industry

"UAV Market by Point of sale, systems, platform (Civil & commercial, and defense & government), function, end use, application, type (fixed wing, rotary wing, hybrid), mode of operation, Mtow, rang & region - Global Forecast to 2027". Disponible en https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/unmanned-aerial-vehicles-uav-market-662.html

Canahuate, Alberto. C&L Ingeniería. Implementación de drones en levantamientos de superficies para diseño de infraestructuras. Presentación 1er Congreso Nacional de Drones & Expo 2023.

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Drones en la construcción: el valor que las tecnologías de drones aportan al sector de la construcción en América Latina - Moviliblog

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"Los drones son una herramienta fantástica para la construcción y la ingeniería. Nos permiten hacer cosas que antes no eran posibles, como tomar imágenes aéreas de alta resolución y crear mapas 3D precisos en tiempo real. Esto significa que podemos tomar decisiones más informadas y precisas sobre có

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La impresión 3D ha sido una tecnología revolucionaria en diversos sectores, y uno de los campos que más ha experimentado avances significativos es la construcción. En particular, la impresión 3D de hormigón ha abierto nuevas posibilidades en la industria de la arquitectura y la ingeniería civil. Esta tecnología innovadora permite crear estructuras complejas y personalizadas con una eficiencia sin precedentes, transformando la forma en que se construyen los edificios. En este artículo, exploraremos los fundamentos de la impresión 3D de hormigón y su impacto en la industria de la construcción.

Los principios de la impresión 3D de hormigón:

La impresión 3D de hormigón utiliza una técnica de deposición capa por capa para construir objetos tridimensionales. El proceso implica el uso de una mezcla especial de hormigón que es extruida a través de una boquilla controlada por un brazo robótico o una impresora 3D específica. A medida que la mezcla de hormigón se deposita, se solidifica gradualmente, permitiendo la construcción de estructuras verticales y horizontales complejas.

Beneficios de la impresión 3D de hormigón:

1. Eficiencia y ahorro de tiempo: La impresión 3D de hormigón permite acelerar significativamente el proceso de construcción en comparación con los métodos tradicionales. Las estructuras se pueden imprimir en un tiempo récord, reduciendo los plazos de entrega y los costos asociados.

2. Personalización y diseño libre: La impresión 3D de hormigón ofrece una mayor libertad en términos de diseño arquitectónico. Los diseños complejos y personalizados, que antes eran difíciles de lograr, ahora son posibles con esta tecnología. Esto permite la creación de estructuras únicas y estéticamente atractivas.

3. Reducción de residuos: Con la impresión 3D de hormigón, se reduce la cantidad de residuos generados durante la construcción, ya que se utiliza únicamente el material necesario para la impresión. Esto contribuye a la sostenibilidad y al cuidado del medio ambiente.

4. Menor dependencia de la mano de obra: La automatización de la construcción mediante la impresión 3D de hormigón disminuye la necesidad de mano de obra intensiva, lo que puede resultar en una reducción de costos y una mayor seguridad en el lugar de trabajo.

Aplicaciones de la impresión 3D de hormigón:

1. Viviendas asequibles: La impresión 3D de hormigón ha demostrado ser una solución prometedora para abordar la falta de viviendas asequibles en muchos lugares del mundo. La construcción automatizada de casas mediante esta tecnología puede reducir significativamente los costos de construcción y proporcionar una solución habitacional asequible para comunidades en necesidad.

2. Infraestructura: La impresión 3D de hormigón también se puede utilizar para construir puentes, muros de contención y otros elementos de infraestructura. Esto puede agilizar los proyectos de construcción y mejorar la durabilidad de las estructuras.

3. Elementos decorativos y artísticos: La impresión 3D de hormigón no se limita solo a estructuras funcionales. También se ha utilizado para crear elementos decorativos y obras de arte arquitectónicas únicas, abriendo nuevas posibilidades creativas para los diseñadores y artistas.

Desafíos y consideraciones futuras:

Aunque la impresión 3D de hormigón ofrece numerosos beneficios, todavía existen desafíos técnicos y regulatorios por superar. La optimización de las mezclas de hormigón, la mejora de la velocidad de impresión y la garantía de la resistencia y durabilidad a largo plazo de las estructuras impresas son algunos de los aspectos clave que los investigadores y la industria están abordando.

No obstante, a medida que la tecnología continúa evolucionando y se superan estos desafíos, la impresión 3D de hormigón tiene el potencial de transformar radicalmente la industria de la construcción. Desde viviendas asequibles hasta diseños arquitectónicos vanguardistas, esta tecnología promete un futuro emocionante y sostenible para la construcción.

Conclusión:

La impresión 3D de hormigón ha abierto nuevas perspectivas en la industria de la construcción. Sus beneficios en términos de eficiencia, personalización, reducción de residuos y automatización la convierten en una opción atractiva para la construcción de viviendas, infraestructura y elementos decorativos. Aunque todavía se enfrenta a desafíos técnicos, la continua investigación y desarrollo en este campo prometen un futuro innovador en la forma en que construimos y diseñamos estructuras. La impresión 3D de hormigón está revolucionando la construcción, y sus posibilidades son infinitas.

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Impresión 3D de Hormigón: Revolucionando la Construcción

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La impresión 3D ha sido una tecnología revolucionaria en diversos sectores, y uno de los campos que más ha experimentado avances significativos es la construcción. En particular, la impresión 3D de hormigón ha abierto nuevas posibilidades en la industria de la arquitectura y la ingeniería civil.

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La teoría de bandas ha sido sometida a pruebas experimentales muchas veces y ahora es el modelo de consenso para el comportamiento de conductores y aislantes. Pero tenemos que modificarla para poder explicar la superconductividad.

El modelo de Drude-Lorentz introdujo la idea de que la resistencia eléctrica se debe a colisiones de los electrones [1] con impurezas, imperfecciones y especialmente con las vibraciones reticulares del cristal. Las vibraciones reticulares del sólido disminuirán a medida que disminuya la temperatura, porque la entropía, que representa el desorden [2], también disminuye. Por lo tanto, la resistencia también debería disminuir. Esto es lo que se observa, y está bien explicado por la teoría cuántica de bandas. Pero a temperaturas muy bajas sucede algo extraño: la resistencia de algunos materiales cae repentinamente a cero a partir de cierta temperatura.

Estos materiales se convierten en superconductores, lo que significa que pueden conducir corrientes sin resistencia o, lo que es equivalente, sin pérdida de energía. La temperatura a partir de la que se produce la superconductividad se denomina temperatura crítica. Varía desde 0.015 K para el tungsteno [3], 160 K para ciertas cerámicas, hasta 250 K para algunas formas cristalinas de superhidruro de lantano [4][5].

Podemos imaginar algunas de las posibles ventajas de unos cables eléctricos con resistencia cero. Es como un movimiento sin fricción. Entre las muchas aplicaciones reales y potenciales están las líneas de transmisión eléctrica sin pérdida de energía, ordenadores más rápidas y electroimanes con una fuerza colosal. Estos últimos se usan actualmente en dispositivos de resonancia magnética (MRI), aceleradores de partículas de alta energía y trenes de levitación de alta velocidad, a menudo llamados "mag-lev" [6]. Dado que la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido, que es abundante y relativamente fácil de producir, es de 77 K, los superconductores con temperaturas críticas superiores a 77 K pueden mantenerse lo suficientemente fríos manteniéndolos sumergidos en nitrógeno líquido. Sin embargo, un gran inconveniente de estos materiales es que son frágiles, no porque se puedan romper con facilidad, sino porque la superconductividad puede destruirse fácilmente por un campo magnético que no esté controlado. Como es lógico, se investiga intensamente para superar estos problemas y crear materiales superconductores con temperaturas de transición lo más cercanas que sea posible la temperatura ambiente (20 ° C o 293 K) [7].

El desarrollo de dispositivos superconductores tuvo un impulso enorme tras la aparición del modelo básico de la superconductividad propuesto en 1957 por John Bardeen, Leon Cooper y Robert Schrieffer. Los autores de la teoría BCS, como se le conoce, recibieron el Premio Nobel por su trabajo en 1972. Su teoría es altamente técnica, pero la idea básica es que las ondas de electrones en el estado superconductor ya no actúan de forma independiente, como en el modelo de Bloch. En cambio, se emparejan a la temperatura crítica de modo que sus funciones de onda actúan como una unidad a medida que interactúan con la red cristalina. Además, todos los pares de electrones se mueven juntos en un movimiento colectivo, de modo que si un solo electrón se dispersa por la red, su compañero "lo arrastra" hacia la corriente general, y si algún par de electrones se dispersa de alguna manera fuera de la ruta general, todos los demás pares "lo traen" de regreso al flujo colectivo. Como no hay dispersión o colisiones inelásticas, no hay resistencia y el material se convierte en un superconductor.

Aunque la teoría BCS explica bien en general ciertos sólidos cristalinos, se requieren más refinamientos del modelo para otros materiales [8] y para explicar el comportamiento de los superconductores en detalle.

Notas:

[1] Da igual si los tratamos como ondas o como corpúsculos.

[2] En puridad esto es una afirmación muy grosera, pero tolérese para poder visualizar lo que ocurre.

[3] En esta casa obedecemos las normas IUPAC.

[4] En concreto una forma del LaH ₁₀ altamente simétrica (grupo espacial Fm-3m), en la que una jaula de hidrógeno envuelve los átomos de lantano. Véase.

[5] Récord a la fecha de publicación. Cualquiera sabe cuando estés leyendo esto.

[6] De levitación magnética dicho en inglés.

[7] 20ºC es la temperatura ambiente estándar. Si nos fijamos ya se ha conseguido la superconductividad a temperatura ambiente en algunas regiones de la superficie del planeta Tierra en según qué épocas del año: 250 K son -23º C.

[8] Véase, por ejemplo, esto.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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Superconductores - Cuaderno de Cultura Científica

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La teoría de bandas ha sido sometida a pruebas experimentales muchas veces y ahora es el modelo de consenso para el comportamiento de conductores y aislantes. Pero tenemos que modificarla para poder explicar la superconductividad. El modelo de Drude-Lorentz introdujo la idea de que la resistencia eléctrica se debe a colisiones de los electrones [1] [...]

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El innovador sistema puede procesar materias primas con concentraciones variables de minerales críticos y adaptarse a futuros cambios en la química de las baterías de litio.

Aqua Metals, Inc. que está reinventando el reciclaje de metales con su tecnología AquaRefining™, ha anunciado hoy que ha recuperado con éxito metal crítico de baterías de iones de litio gastadas a escala de producción mediante galvanoplastia. El sistema piloto Li AquaRefining de la empresa ha demostrado su capacidad para eliminar impurezas y trazas de metales de toneladas de "masa negra" de baterías de litio recicladas y, a continuación, recuperar selectivamente el metal puro utilizando electricidad en lugar de hornos contaminantes o procesos químicos derrochadores.

El cobre es el primero de los valiosos productos reciclados mediante electricidad en el proceso Li AquaRefining, pendiente de patente, un metal esencial para las tecnologías de energía limpia y la construcción de una industria nacional de fabricación de baterías.

La empresa pretende seguir recuperando hidróxido de litio, níquel, cobalto y dióxido de manganeso, reciclando todos los minerales valiosos de la materia prima común de la masa negra. Dado que AquaRefining está diseñada para eliminar los oligoelementos y recuperar estos metales puros de forma selectiva, creemos que el innovador sistema puede procesar materias primas con concentraciones variables de minerales críticos y adaptarse a futuros cambios en la química de las baterías de litio.

"Recuperar con éxito cantidades comerciales de metal puro a partir de baterías de litio recicladas mediante galvanoplastia es un hito importante para Aqua Metals y para toda la industria", dijo Steve Cotton, Presidente y CEO de Aqua Metals. "Creemos que Li AquaRefining puede desempeñar un papel importante en la aceleración del desarrollo de una cadena de suministro nacional segura y sostenible de minerales esenciales para los fabricantes de vehículos eléctricos y almacenamiento de energía de baterías, y este es un paso clave hacia la entrega de nuestros metales reciclados limpios al mercado para satisfacer la creciente demanda de contenido de origen nacional."

La recuperación de metales con la tecnología de galvanoplastia de circuito cerrado de la empresa permite una producción económicamente favorable y eficiente de productos de gran pureza a partir de baterías de litio gastadas, sin hornos de alto consumo energético ni los continuos flujos de residuos y gastos de productos químicos de un solo uso. Aqua Metals cree en un futuro energético limpio alimentado por energías renovables y considera que reciclar el material de las baterías con electricidad procedente de fuentes renovables es la única vía viable para conseguir operaciones con balance neto cero. Actualmente, la empresa compra créditos de energía renovable (REC) por la electricidad utilizada en la planta piloto y compensa todas las emisiones de carbono directas e indirectas restantes en su huella de carbono.

"El cobre es el primero de una serie de metales limpios para baterías que esperamos recuperar a través de Li AquaRefining", declaró Ben Taecker, Director de Ingeniería y Operaciones de Aqua Metals. "Estamos procediendo a la recuperación de hidróxido de litio de grado de batería - que creemos que también será una primicia para la industria de reciclaje de metales en América del Norte - a continuación, el recubrimiento de níquel de alta pureza y cobalto, y, finalmente, la recuperación de dióxido de manganeso. Esperamos seguir informando de los hitos y el rendimiento de nuestro proyecto piloto de tecnología de reciclado sostenible y económicamente favorable."

Fuente: Mining Digital

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Li AquaRefining™, el nuevo sistema de galvanizado de metales críticos para baterías

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El innovador sistema puede procesar materias primas con concentraciones variables de minerales críticos y adaptarse a futuros cambios en la química de las baterías de litio.

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Tecnología BIM: ¿cómo está transformando la industria? - NC Tech

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No es un secreto que la industria ha cambiado significativamente en los últimos 20 años ni que las nuevas tecnologías y plataformas llegaron para quedarse: una de estas es la tecnología BIM, Building Information Modeling o Modelado de Información para la Construcción, la cual está en boca de todos y…

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La teoría de bandas ha sido sometida a pruebas experimentales muchas veces y ahora es el modelo de consenso para el comportamiento de conductores y aislantes. Pero tenemos que modificarla para poder explicar la superconductividad.

El modelo de Drude-Lorentz introdujo la idea de que la resistencia eléctrica se debe a colisiones de los electrones [1] con impurezas, imperfecciones y especialmente con las vibraciones reticulares del cristal. Las vibraciones reticulares del sólido disminuirán a medida que disminuya la temperatura, porque la entropía, que representa el desorden [2], también disminuye. Por lo tanto, la resistencia también debería disminuir. Esto es lo que se observa, y está bien explicado por la teoría cuántica de bandas. Pero a temperaturas muy bajas sucede algo extraño: la resistencia de algunos materiales cae repentinamente a cero a partir de cierta temperatura.

Estos materiales se convierten en superconductores, lo que significa que pueden conducir corrientes sin resistencia o, lo que es equivalente, sin pérdida de energía. La temperatura a partir de la que se produce la superconductividad se denomina temperatura crítica. Varía desde 0.015 K para el tungsteno [3], 160 K para ciertas cerámicas, hasta 250 K para algunas formas cristalinas de superhidruro de lantano [4][5].

Podemos imaginar algunas de las posibles ventajas de unos cables eléctricos con resistencia cero. Es como un movimiento sin fricción. Entre las muchas aplicaciones reales y potenciales están las líneas de transmisión eléctrica sin pérdida de energía, ordenadores más rápidas y electroimanes con una fuerza colosal. Estos últimos se usan actualmente en dispositivos de resonancia magnética (MRI), aceleradores de partículas de alta energía y trenes de levitación de alta velocidad, a menudo llamados "mag-lev" [6]. Dado que la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido, que es abundante y relativamente fácil de producir, es de 77 K, los superconductores con temperaturas críticas superiores a 77 K pueden mantenerse lo suficientemente fríos manteniéndolos sumergidos en nitrógeno líquido. Sin embargo, un gran inconveniente de estos materiales es que son frágiles, no porque se puedan romper con facilidad, sino porque la superconductividad puede destruirse fácilmente por un campo magnético que no esté controlado. Como es lógico, se investiga intensamente para superar estos problemas y crear materiales superconductores con temperaturas de transición lo más cercanas que sea posible la temperatura ambiente (20 ° C o 293 K) [7].

El desarrollo de dispositivos superconductores tuvo un impulso enorme tras la aparición del modelo básico de la superconductividad propuesto en 1957 por John Bardeen, Leon Cooper y Robert Schrieffer. Los autores de la teoría BCS, como se le conoce, recibieron el Premio Nobel por su trabajo en 1972. Su teoría es altamente técnica, pero la idea básica es que las ondas de electrones en el estado superconductor ya no actúan de forma independiente, como en el modelo de Bloch. En cambio, se emparejan a la temperatura crítica de modo que sus funciones de onda actúan como una unidad a medida que interactúan con la red cristalina. Además, todos los pares de electrones se mueven juntos en un movimiento colectivo, de modo que si un solo electrón se dispersa por la red, su compañero "lo arrastra" hacia la corriente general, y si algún par de electrones se dispersa de alguna manera fuera de la ruta general, todos los demás pares "lo traen" de regreso al flujo colectivo. Como no hay dispersión o colisiones inelásticas, no hay resistencia y el material se convierte en un superconductor.

Aunque la teoría BCS explica bien en general ciertos sólidos cristalinos, se requieren más refinamientos del modelo para otros materiales [8] y para explicar el comportamiento de los superconductores en detalle.

Notas:

[1] Da igual si los tratamos como ondas o como corpúsculos.

[2] En puridad esto es una afirmación muy grosera, pero tolérese para poder visualizar lo que ocurre.

[3] En esta casa obedecemos las normas IUPAC.

[4] En concreto una forma del LaH ₁₀ altamente simétrica (grupo espacial Fm-3m), en la que una jaula de hidrógeno envuelve los átomos de lantano. Véase.

[5] Récord a la fecha de publicación. Cualquiera sabe cuando estés leyendo esto.

[6] De levitación magnética dicho en inglés.

[7] 20ºC es la temperatura ambiente estándar. Si nos fijamos ya se ha conseguido la superconductividad a temperatura ambiente en algunas regiones de la superficie del planeta Tierra en según qué épocas del año: 250 K son -23º C.

[8] Véase, por ejemplo, esto.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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Superconductores - Cuaderno de Cultura Científica

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La teoría de bandas ha sido sometida a pruebas experimentales muchas veces y ahora es el modelo de consenso para el comportamiento de conductores y aislantes. Pero tenemos que modificarla para poder explicar la superconductividad. El modelo de Drude-Lorentz introdujo la idea de que la resistencia eléctrica se debe a colisiones de los electrones [1] [...]

# data[].attributes.attachment_link.title
Proyecto Aurora: un sistema ecológico de generación de energía renovable

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El Proyecto Aurora consiste en un sistema ecológico de generación de energía renovable transportable y monitorizable en remoto con cuatro generadores.

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Proyecto Aurora: un sistema ecológico de generación de energía renovable

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El Proyecto Aurora consiste en un sistema ecológico de generación de energía renovable transportable y monitorizable en remoto con cuatro generadores.

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Proyecto Aurora: un sistema ecológico de generación de energía renovable

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El Proyecto Aurora consiste en un sistema ecológico de generación de energía renovable transportable y monitorizable en remoto con cuatro generadores.

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"Los drones son una herramienta fantástica para la construcción y la ingeniería. Nos permiten hacer cosas que antes no eran posibles, como tomar imágenes aéreas de alta resolución y crear mapas 3D precisos en tiempo real. Esto significa que podemos tomar decisiones más informadas y precisas sobre cómo planificar y ejecutar proyectos de construcción." - Andrew Cameron, gerente de proyectos de construcción en la empresa de ingeniería y construcción AECOM.

Esta afirmación cada vez se escucha con mayor frecuencia sobre nuevas aplicaciones de drones que están transformando la ejecución de diversas tareas, que consideran desde la fotografía y el cine hasta la entrega de paquetes, pasando por el control de incendios forestales, operaciones de búsqueda y rescate, seguridad y vigilancia, cartografía y apoyo a la agricultura de precisión, inspección de infraestructuras, monitoreo ambiental y mapeo aéreo, entre muchas otras.

En la región se observa una tendencia de uso creciente de drones para diferentes aplicaciones; según el informe de la consultora MarketsandMarkets, el mercado latinoamericano de drones podría alcanzar los 4.400 millones de dólares para el año 2022, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 24,6% entre 2016 y 2022. Otros estudios indican que el mercado de drones en América Latina podría alcanzar los 7.000 millones de dólares para el año 2025. Brasil, México, Argentina, Colombia y Perú lideran su uso, principalmente en temas relacionados con agricultura.

Específicamente para la industria de la construcción y la infraestructura, el mercado de drones en la región alcanzaría los 250 millones de dólares para el 2025, impulsado principalmente por la demanda en sectores como la construcción, energía y minería, considerando el apoyo que estos ofrecen al: (i) poder inspeccionar lugares de difícil acceso o peligrosos de una infraestructura terminada o de una obra en proceso, (ii) mejorar el proceso de inspección y detectar problemas o retrasos para una rápida corrección, (iii) pueden crear mapas detallados de la obra, lo que ayuda en la planificación y prevención de problemas; y (iv) pueden realizar inspecciones detalladas y en tiempo real de los materiales de construcción y el equipo, mejorando la calidad del trabajo y reduciendo costos asociados a errores. Existen también otros dos retos donde el uso de los drones tiene un impacto moderado, que corresponden a: (v) la sostenibilidad, al minimizar las interferencias con el medio ambiente y disminuir la contaminación; y (vi) los litigios, al suministrar información fidedigna y exacta que apoye los procesos. Lo anterior, tiene un impacto directo en la reducción en los costos de planificación y ejecución con la identificación de las condiciones del terreno y sus riesgos asociados. Igualmente, se tienen incrementos en la precisión de las mediciones, identificación de deficiencias en la infraestructura frente al cumplimiento de los contratos y se espera que a futuro, mediante su integración con modelos como CAD o BIM, pueda hacer seguimiento automático del alcance y cumplimiento en la ejecución de las obras, teniendo documentación fotorrealista de cada paso del proceso constructivo.

A pesar de los beneficios, la adopción de esta tecnología en ALC ha sido lenta. Según una encuesta realizada en 2022 por la unidad de ' Drone Powered Solution ' de PWC, solo 4 de cada 10 grandes empresas de construcción han incorporado tecnología BIM y drones. Entre las causas principales se encuentran la falta de conocimientos en el manejo de drones o el posterior tratamiento de la información; poca voluntad del contratante de pagar por los costos asociados a la implementación de la tecnología en el proyecto, especialmente en proyectos pequeños; la ausencia o la inadecuada regulación respecto de los permisos de operación principalmente sobre ciudades; y la falta de incentivos por parte de todos los actores que intervienen en el proceso, ya que muchas veces el cliente no valora, ni esta presto a pagar por su aplicación.

Algunos proyectos destacados en la región donde se ha hecho uso de drones con diferentes propósitos son:

En República Dominicana se realizaron vuelos fotogramétricos para el tramo de 100 km Navarrete-Montecristi y se hizo un levantamiento de caminos vecinales en 200 km;

La construcción de una planta de celulosa en Uruguay donde se emplean para la certificación de los avances en las obras, fortalecer las comunicaciones con la ciudadanía e identificar aspectos a mejorar en seguridad o limpieza;

La nueva infraestructura de las vías del Ferrocarril General Roca en Argentina, donde los drones se emplearon para el control de materiales difíciles de cuantificar y de su ejecución;

La ejecución de la fotogrametría para el diseño del corredor logístico vinculado a los corredores B y Sur en Argentina;

El paseo del Bajo Tramo B Semi trinchera, en Argentina, donde se emplearon para supervisar el avance de las obras e identificar situaciones relacionadas con el manejo de tráfico;

Apoyo en la construcción de las torres de más difícil acceso de las líneas de transmisión de la red de energía de Colombia, velando por la conservación de las zonas protegidas y la biodiversidad de la zona;

El control de avance y gestión remota de la obra de la Autopista La Paz - El Alto en Bolivia y;

El Recuento de predios afectados por la construcción del metro de Lima en Perú.

Según lo expuesto por el Ingeniero Canahuate[3], en el desarrollo de las obras ejecutadas con apoyo de drones en República Dominicana, para el caso del levantamiento fotogramétrico del tramo Navarrete-Montecristi con una extensión de 100 km, se logró una reducción de 28% en costos y una disminución en tiempo de 92% en comparación con metodologías tradicionales; en el caso del levantamiento de caminos vecinales realizado para un tramo de 200 km, se obtuvo una reducción de 45% en costos y del 64% en tiempo de ejecución en comparación con metodologías tradicionales.

Como se infiere de estos ejemplos, el sector construcción ya viene incorporando los beneficios de esta tecnología como una aliada para fortalecer, agilizar y realizar con mayor precisión ciertas actividades como las de supervisión, donde se utilizan drones para el seguimiento a la ejecución de obras lineales, en la implantación de infraestructura energética y en la construcción de edificaciones puntuales. Los desafíos a superar para una mayor implementación de la tecnología se relacionan principalmente con el establecimiento de una regulación clara para todos los actores, programas de formación que permitan construir redes de proveedores de servicios que puedan ser subcontratados, y la sensibilización de los contratantes respecto de los beneficios que ofrece la tecnología, entre otros.

Una presentación detallada y completa de estos temas se encuentra en un estudio reciente elaborado por el BID Lab y la División de Transporte del BID con el apoyo de PwC, "Drones en la construcción: el valor que las tecnologías de drones aportan al sector de la construcción en América Latina" que recoge datos, declaraciones, estadísticas e información sobre el uso de drones, disponible para su consulta.

" 5 Ways Drones Are Disrupting the Construction Industry" Disponible en https://constructionexec.com/article/5-ways-drones-are-disrupting-the-construction-industry

"UAV Market by Point of sale, systems, platform (Civil & commercial, and defense & government), function, end use, application, type (fixed wing, rotary wing, hybrid), mode of operation, Mtow, rang & region - Global Forecast to 2027". Disponible en https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/unmanned-aerial-vehicles-uav-market-662.html

Canahuate, Alberto. C&L Ingeniería. Implementación de drones en levantamientos de superficies para diseño de infraestructuras. Presentación 1er Congreso Nacional de Drones & Expo 2023.

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Drones en la construcción: el valor que las tecnologías de drones aportan al sector de la construcción en América Latina - Moviliblog

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"Los drones son una herramienta fantástica para la construcción y la ingeniería. Nos permiten hacer cosas que antes no eran posibles, como tomar imágenes aéreas de alta resolución y crear mapas 3D precisos en tiempo real. Esto significa que podemos tomar decisiones más informadas y precisas sobre có

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Tecnología BIM: ¿cómo está transformando la industria? - NC Tech

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No es un secreto que la industria ha cambiado significativamente en los últimos 20 años ni que las nuevas tecnologías y plataformas llegaron para quedarse: una de estas es la tecnología BIM, Building Information Modeling o Modelado de Información para la Construcción, la cual está en boca de todos y…

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¿Cuáles son los principales retos a los que se han enfrentado en 2020 y con cuáles cree que se van a encontrar en 2021?
2020 ha sido un año verdaderamente intenso en el que, una vez más, Equinix ha continuado situándose en la vanguardia digital y ha permitido a empresas de todo el mundo alcanzar posiciones de liderazgo gracias a nuestra infraestructura digital. Durante todo ese año ha crecido nuestra presencia global con nuevos data centers en Melbourne, Milán o India. También nuestras alianzas estratégicas han seguido dando sus frutos y mejorando: hemos sido nombrados Premier Partner de Google Cloud, proveedor estratégico para el servicio gestionado de la red mundial de IoT de Nokia (WING) y hemos sido colaboradores preferentes de VMware a la hora de ayudar a las empresas en sus procesos de transformación, entre otros muchos acuerdos.

A nivel nacional, hemos desplegado nuestra solución Equinix Fabric en Barcelona, posicionando a la ciudad condal como un referente en el mapa de interconexión global, un punto clave para el tráfico mediante cables submarinos -como localización alternativa a Marsella- y permitiendo a las empresas digitalizar su cadena de suministro, dando prioridad a la adopción de soluciones híbridas multi-cloud.

2021 estará marcado por el protagonismo de la infraestructura nativa a través de entornos cloud, el desarrollo de entornos Edge-first y su aplicación en materia de IA y el impulso del 5G. Desde Equinix seguimos acompañando a las grandes compañías nacionales en sus procesos de transformación digital y durante este año anunciaremos dos servicios clave a nivel nacional: Network Edge, que permitirá a las empresas que operan en España modernizar sus redes de forma virtual; y Equinix Metal, un servicio totalmente automatizado e interconectado de Bare Metal.

Indudablemente, 2020 ha estado marcado por la pandemia a todos los niveles. Si hacemos balance del año es inevitable destacar cómo ha sido el año en el que la transformación digital ha pasado de ser una prioridad para convertirse en una absoluta necesidad y nosotros estamos acompañando a las grandes compañías nacionales en este camino. Todo ello, sin perder la perspectiva y el compromiso con la sostenibilidad: este año se espera que la economía digital continúe expandiéndose y acelerándose, colocando a los data centers en una posición clave y con la responsabilidad de impulsar un impacto ambiental positivo.
¿Considera que su sector estaba preparado para dar respuesta a este nuevo escenario?
La COVID-19 ha creado y está creando desafíos únicos y cambiantes para todos nosotros y para todas las empresas. Durante estos momentos extraordinarios nuestras principales prioridades han sido y son la seguridad de nuestros empleados, clientes y partners, y garantizar el funcionamiento continuo de nuestros data centers.

En Equinix y en el sector del data center en líneas generales, estábamos preparados para dar respuesta a esta situación extraordinaria y así lo hemos hecho dando servicio a nuestros clientes, asegurando la continuidad de negocio y garantizando un funcionamiento excelente.
¿Cómo considera que ha cambiado el mercado de servicios de integración de TI tras la pandemia? ¿Sus clientes entienden la necesidad de digitalizar sus procesos o algunos se muestran reticentes al cambio?
Esta crisis ha puesto de manifiesto que aquellas empresas que estaban más digitalizadas están pudiendo mantener sus procesos de negocio a pesar de los cambios continuos. En la agilidad está la clave. Nos encontramos en un momento en el que acelerar los procesos de transformación digital se ha convertido en una necesidad.

Equinix ha presentado recientemente a nivel global el cuarto volumen del Índice de Interconexión Global (GXI), un estudio de mercado anual que en esta edición muestra el efecto de la pandemia del COVID-19 en la forma en la que las empresas están planificando sus iniciativas de infraestructura digital para los próximos tres años. De este estudio se puede obtener la previsión de que el ancho de banda crezca a una tasa anual compuesta (CAGR) del 45% para 2023.
Cada vez son más los negocios que instauran el teletrabajo. ¿Cuáles son los principales desafíos a los que se enfrentan y cómo les ayudan a resolverlos?
En la denominada "nueva normalidad", el teletrabajo generalizado ha provocado un aumento en el uso de plataformas online para uso laboral o social y de herramientas de recursos compartidos. Los proveedores de comunicaciones unificadas como WebEx, Zoom y Cisco están reportando incrementos de más del 100% y nosotros damos soporte a muchas aplicaciones de este tipo. Somos la infraestructura detrás de los grandes avances tecnológicos que dotan de una agilidad y una escalabilidad a los negocios que se ha convertido en fundamental en esta realidad cambiante.
¿Cómo ayudan sus soluciones a que las empresas sean más competentes en el entorno digital?
En Equinix somos la empresa de infraestructura digital del mundo y somos la llave de la interconexión, que permite escalar múltiples nubes a su máximo potencial, establecer control sobre su plataforma a las empresas, otorgar proximidad a los servicios digitales, fortalecer la ciberseguridad mediante el uso de conexiones privadas y que las empresas localizadas en un mercado puedan ampliar sus horizontes a nuevos países de manera rápida, eficaz y bajo demanda.

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Cloud, Entornos Edge-First y 5G, protagonistas de la infraestructura nativa en 2021 - Entrevista para Asociación @aslan

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El año 2020 ha estado marcado por la pandemia a todos los niveles. Haciendo balance, la transformación digital ha pasado de ser una prioridad a convertirse en una absoluta necesidad, sin perder la perspectiva y el compromiso con la sostenibilidad.

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Tecnología BIM: ¿cómo está transformando la industria? - NC Tech

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