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Descubra cómo el grafeno hace que el hormigón sea un 25% más ligero y resistente. Una revolución de la Universidad Rice para la industria de la construcción
Cuando piensa en los recursos que estamos agotando, es posible que la arena no esté en la parte superior de su lista, pero lo está, debido a nuestra gran demanda de hormigón en la industria de la construcción. Los científicos de la Universidad Rice han demostrado ahora que sustituirlo por grafeno no sólo puede ahorrar arena, sino también hacer que el hormigón sea más ligero, resistente y duradero.
El mundo se enfrenta una crisis ambiental y recursos por la alta dependencia del hormigón, el segundo material más consumido después del agua. La extracción de arena, componente esencial del hormigón, supera la capacidad de reposición natural, provocando graves problemas ecológicos.
Innovación de la Universidad Rice
Investigadores de la Universidad Rice descubrieron que el grafeno derivado del coque metalúrgico, un producto a base de carbón, podría reemplazar la arena en el concreto. Este avance, liderado por James Tour, profesor de química, ciencia de materiales y nanoingeniería, tiene el potencial de mejorar la industria de la construcción.
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Beneficios del grafeno en el hormigón
El hormigón con grafeno no sólo iguala las propiedades mecánicas del hormigón estándar, sino que también ofrece una mayor relación resistencia-peso. "Nuestro hormigón es un 25 % más ligero, pero igualmente resistente", afirma Tour.
Ahorrar arena tampoco es el único beneficio. El hormigón resultante fue un 25% más ligero que el hormigón elaborado con agregado normal y mostró un aumento del 32% en tenacidad, del 33% en deformación máxima y del 21% en resistencia a la compresión. En el lado negativo, hubo una reducción del 11% en su módulo de Young, una medida de la resistencia de un material a la deformación por estiramiento.
Reducción del impacto ambiental en la construcción
El hormigón se elabora a partir de tres ingredientes principales: agua, un agregado como arena y cemento para mantenerlo todo unido. La arena es el mayor componente por volumen y, dado el insaciable apetito de la humanidad moderna por el hormigón, la extracción de arena está aumentando. Este proceso no sólo es destructivo, sino que también corre el riesgo de agotar las fuentes.
La producción de cemento, un componente clave del hormigón, es responsable del 8% de las emisiones globales de dióxido de carbono. Además, la extracción de arena, en gran parte no regulada, daña los ecosistemas fluviales y costeros. La tecnología desarrollada en Rice podría disminuir la dependencia de la arena natural y reducir las emisiones de carbono de la industria del hormigón.
Proceso innovador: calentamiento Joule
El laboratorio de Tour utilizó el Técnica de calentamiento Joule para convertir el coque metalúrgico en grafeno. Esta técnica produce grafeno más rápido y a mayor escala que los métodos anteriores.
Satish Nagarajaiah, profesor de ingeniería civil y ambiental, destaca que el 30% del hormigón está formado por arena. El coque metalúrgico no sólo podría mejorar la calidad del hormigón sino también reducir significativamente los costes. Sin embargo, aún es necesario reducir el precio del grafeno para que esta solución sea viable a gran escala.
Este estudio, apoyado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU., la Agencia de Investigación Científica de la Fuerza Aérea y la Fundación Nacional de Ciencias, allana el camino para prácticas de desarrollo urbano más sostenibles, abordando la inminente “crisis de la arena” y ofreciendo alternativas viables para el futuro de la construcción. .
Es una estupidez sustituir la arena por grafeno para hacer hormigón, es una broma. Jajaja.
La arena se puede encontrar en cualquier frontera, mientras que el grafeno hay que extraerlo del carbón mineral durante la minería, llevarlo a altos hornos, quemarlo hasta convertirlo en grafeno, contaminando la atmósfera, destruyendo la naturaleza. QUIEN DA CRÉDITO O APLAUDE ESTA DEVASTADORA IDEA DE NATIRENIDAD ES ABSURDO.
No soy un experto, pero pensé lo mismo. Hay estudios que son estupendos en el laboratorio y para el conocimiento teórico, pero que son inviables en la práctica, al menos hoy en día.
La fabricación de cemento requiere mucho calor debido a las altas temperaturas en los hornos de clinker. El calor residual de estos hornos podría aprovecharse para fabricar grafeno e incorporarlo a la mezcla de hormigón, no sé si en una proporción tal que excluya la arena de la mezcla.
También creo que darle crédito a un payaso es una locura.
El científico que inventó esto es muy jodido.
La arena es natural y hay mucha.
La retirada de arena ha causado daños a la naturaleza. Tienes que encontrar un equilibrio.
Reemplazo devastador
La prohibición de extraer arena de los ríos contribuyó al aumento del nivel de los ríos en el último evento devastador reciente en Rio Grande do Sul. Entonces la conclusión es que la extracción contribuye a mantener la profundidad de los ríos, siempre que se haga de manera inteligente y no desordenada. ! ¡¡Aquí aparece la “”eficiencia”” del Estado, o la ineficiencia en este sentido, entre otras!!
Excelente comentario. La población mundial es atacada por discursos sobre preservación ambiental que en muchos casos exigen una reorientación de la investigación científica porque la idea inicial (la tesis) no está comprobada.
Por el contrario, retirar la arena de los ríos ayuda a eliminar los sedimentos.
No, no hay suficiente arena de calidad. La arena que sirve al Estado de SP y RJ proviene esencialmente de las ciudades de Vale do Paraíba, en SP. Y en la región hay muchas minas agotadas y abandonadas por empresarios, que no realizan el adecuado proceso de recuperación ambiental. Incluso existe una gran presión por parte de las empresas mineras de arena para expandir la exploración a ciudades donde esta práctica no existe.