Cuando el cemento se agrieta, es un problema mucho mayor de lo que la gente cree. La estética es una cosa, pero eventualmente, el agua encontrará su camino hacia la grieta y comenzará a desgastar el concreto restante y las estructuras de acero que están incrustadas para mayor resistencia. En un ambiente que se enfría, ese problema se ve agravado por la acción de congelación-descongelación: el agua en la grieta se expande a medida que se congela, empujando cada lado un poco más, solo para descongelarse nuevamente y asentarse más en la grieta.
Pero, ¿y si el hormigón pudiera curarse solo? ¿O asfalto, o incluso metal? El mundo podría ahorrar incontables miles de millones de dólares solo en costos de renovación y reparación, por no mencionar la reducción del daño al medio ambiente.
A medida que avanza la investigación y el desarrollo en la ciencia de los materiales, están surgiendo nuevas formas de construir edificios. Algunos encontrarán inevitablemente su lugar en pequeños nichos, otros pueden llegar a tener una amplia aplicabilidad, pero lo cierto es que los edificios de la próxima década serán más fuertes, más respetuosos con el medio ambiente y más rentables que los edificios de la última década.
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6 nuevos materiales que están cambiando la construcción comercial
1. Madera maciza
Los seres humanos han estado construyendo con madera desde que salieron de las cuevas, pero en los tiempos modernos, materiales como el cemento y el acero prácticamente lo han reemplazado en edificios altos. Hay una buena razón para ello: la madera generalmente es más débil que otros materiales y es vulnerable al fuego.
Sin embargo, tras varias investigaciones sobre técnicas de construcción de madera más avanzadas, el viejo perro de la industria de la construcción está recibiendo algunos trucos nuevos. La madera maciza, panelada y laminada para aumentar su resistencia y otras propiedades útiles, está ayudando a que los edificios altos de madera vuelvan a aparecer en las ciudades.
La categoría de madera maciza incluye varios tipos de madera laminada, sobre todo madera laminada cruzada y madera laminada encolada. La madera laminada con pegamento se compone de varias piezas de madera que se pegan entre sí y es útil para crear vigas fuertes. La madera contralaminada se compone de piezas de madera apiladas en direcciones alternas y forma paneles grandes que pueden soportar mucho peso.
Ambos tipos de madera son sorprendentemente resistentes al fuego. Las capas externas crean un carbón cuando se queman que ayuda a aislar el resto de la madera. En las pruebas de fuego, han demostrado la capacidad de mantener su integridad estructural.
El uso masivo de madera apoya la captura de carbono a medida que los árboles crecen y se utilizan en los edificios. Según un estudio científico con técnicas forestales sostenibles, del 14 al 31 por ciento de las emisiones globales podrían evitarse reemplazando los materiales utilizados en edificios y puentes con madera.
2. Materiales autocurativos
También son interesantes los desarrollos recientes en cemento autorreparable. Como mencionamos anteriormente, incluso una pequeña grieta en una estructura de concreto puede convertirse en un problema mucho más grande y costoso. Los científicos de materiales han descubierto recientemente una forma novedosa de utilizar esporas vivas para ayudar al hormigón a repararse cuando se producen grietas.
La solución consiste en pequeñas cápsulas permeables al agua que se pueden mezclar con hormigón húmedo. Una vez que el concreto fragua y seca, las esporas existen en una animación suspendida, como paquetes de levadura seca. Sin embargo, cuando se abre una grieta en el concreto y se llena de agua, comienzan a crecer y producir calcita, una forma cristalina de carbonato de calcio que se encuentra en el mármol y la piedra caliza. La calcita rellena las grietas del hormigón y se endurece, evitando que la grieta se ensanche.
El concreto autorreparable podría ayudar a que los edificios, túneles, puentes y otras estructuras duren más sin reparaciones o reemplazos importantes. El dinero que se ahorraría a largo plazo es difícil de calcular, al igual que la reducción de las emisiones de carbono. Dicho esto, los costos en este momento son significativamente más altos que los del concreto normal, y si no bajan, esta puede ser solo una opción para proyectos que tienen que durar mucho tiempo.
3. Ladrillos de limpieza de aire
La calidad del aire interior se está convirtiendo en una preocupación más importante para los bienes raíces comerciales a medida que obtenemos una mejor comprensión de cómo los entornos construidos afectan la salud de quienes viven y trabajan en ellos. No hay escasez de formas de mejorar la calidad del aire interior, pero la mayoría de ellas requieren un uso activo de energía para filtrar el aire. Ese enfoque emite más carbono y otros contaminantes al aire a largo plazo.
Carmen Trudell, profesora asistente de la escuela de arquitectura de Cal Poly San Luis Obispo y fundadora de Paisaje y Arquitectura, ha inventado un sistema pasivo que hace uso de los ladrillos en el exterior del edificio para filtrar las partículas más pesadas en el aire mientras entra en el espacio. Los ladrillos de hormigón canalizan el aire en una sección de filtración ciclónica interna que separa elementos pesados y los deja caer en una tolva en la base de la pared. Luego, se introduce aire limpio en el edificio, ya sea de forma mecánica o pasiva, y el mantenimiento puede simplemente retirar y vaciar la tolva de forma periódica.
En las pruebas, el sistema eliminó aproximadamente un tercio de las partículas finas y el 100 por ciento de las partículas gruesas. Mejor aún, el sistema de Trudell es económico en comparación con las opciones alternativas, y ella prevé usarlas en los países en vías de desarrollo.
4. Varillas de hebra
En Japón, donde los terremotos son un hecho lamentable de la vida, el Laboratorio de Tejidos Komatsu Seiten ha cubierto su oficina central con un compuesto de fibra de carbono termoplástico al que llama CABKOMA Strand Rod. El compuesto está cubierto de fibras inorgánicas y sintéticas y un acabado de resina termoplástica, que utiliza la resistencia a la tracción para crear el sistema de refuerzo sísmico más ligero del mundo.
Las varillas son hasta cinco veces más ligeras que el alambre de metal de la misma resistencia, lo que lo convierte en un motivo sorprendentemente atractivo. También son bastante efectivos: el edificio está clasificado muy por encima de los requisitos de rendimiento convencionales para el refuerzo sísmico.
5. Cerámica de enfriamiento pasivo
El aire acondicionado es un proceso que consume mucha energía y que representa una gran parte de las emisiones globales de carbono. Los métodos de enfriamiento pasivo se han utilizado durante siglos, pero la mayoría son ineficaces cuando hace mucho calor afuera y muchos entran en conflicto con el enfriamiento artificial, en lugar de apoyarlo. Recientemente, sin embargo, los estudiantes del estudio Digital Matter Intelligent Constructions del Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña han ideado una fachada hecha de un compuesto de arcilla e hidrogel que enfría los edificios de la misma manera que nuestra piel enfría nuestros cuerpos.
Nuestros cuerpos sudan para refrescarnos. Cuando nuestra piel está mojada, el calor se transfiere al agua y las partículas de agua más calientes se evaporan, llevándose el calor con ellas. Este material funciona de la misma manera. El agua se acumula en las gotitas de hidrogel que están incrustadas en el compuesto de arcilla. A medida que el edificio se calienta, el calor se transfiere al agua y luego se evapora. Este efecto ocurre mucho más rápido cuando hace más calor, lo que significa que el sistema también responde a las condiciones de temperatura.
Los estudiantes responsables del proyecto descubrieron que se podía producir una reducción de temperatura de hasta 6,4 grados centígrados en el transcurso de 20 minutos. En condiciones ideales, esto podría conducir a una reducción en el uso de aire acondicionado del 28 por ciento, lo que resultaría en ahorros significativos y una reducción en las emisiones de carbono.
6. Basura
Si, basura. Los arquitectos y constructores que están a la vanguardia del movimiento ambiental están utilizando materiales reciclados como chatarra, cartón e incluso botellas de plástico para crear nuevos edificios con menor huella de carbono.
El cartón reciclado, por ejemplo, se está utilizando para crear un aislamiento de celulosa de alta calidad que supera al aislamiento fabricado con procesos tradicionales. UltraCell Insulation hace uso de un proceso húmedo, a diferencia de los procesos secos más antiguos que producen contaminación y productos polvorientos.
Las botellas plásticas de refrescos y agua siempre se han reciclado, pero en general, solo se pueden usar para crear botellas nuevas unas pocas veces antes de que sea necesario desecharlas. En las últimas décadas, las botellas de plástico han encontrado cada vez más una vida nueva y más larga en forma de alfombras de PET (tereftalato de polietileno). El PET en botellas es ideal para la confección de alfombras suaves y fibrosas, y cuando llega al final de su vida útil como alfombra se puede volver a utilizar en piezas de automóviles, rellenos y aislantes.
Los estados, las empresas privadas y los consumidores están interviniendo para tomar el liderazgo en cuestiones ambientales y revertir el proceso de deterioro que el hombre ha realizado en el planeta, por lo que podemos esperar ver más materiales nuevos que se incorporarán a la construcción a medida que se vuelven financieramente sostenibles.
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