03 Nanomateriales en La Construccion

DOCENTE:

Mag. Martin Hamilton Wilson Huamanchumo

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREALE S C U E L A U N I V E R S I T A R I A D E P O S T G R A D O

I N G E N I E R I A , A R Q U I T E C T U R A Y C I E N C I A S B A S I C A S

MAESTRIA GERENCIA DE LA CONSTRUCCION MODERNA

LA NANOTECNOLOGIAEN LA

CONSTRUCCION

Docente: MAG. ING. M. HAMILTON WILSON HUAMANCHUMOEmail: [email protected] visite el Blog: htpp:/inghamiltonwil son.blogspot.comEmail: [email protected] Telf.. (051) - 956697073

2DOCENTE: MAG ING. M. HAMILTON WILSON HUAMANCHUMO



SESION N 03

LA NANOTECNOLOGA CAMBIAR SEGURAMENTE LA FORMA EN QUE EL HOMBRE VE SUMUNDO, Y LO HAR DE TANTAS Y TAN VARIADAS FORMAS INSOSPECHADAS QUE SERA

PRCTICAMENTE IMPOSIBLE IMAGINARLAS




La NANOTECNOLOGA es la cienciaque controla y manipula la materia auna escala menor que unmicrmetro, es decir, a nivel detomos y molculas.

Nano es un prefijo griego que indicauna medida, no un objeto, de maneraque la nanotecnologa se caracterizapor ser un campo multidisciplinar, yrelacionado exclusivamente por laescala de la materia con la quetrabaja.




Nano (smbolo n) es un prefijo del Sistema Internacional deUnidades que indica un factor de 10-9

Una persona = alrededor de 2 mUna hormiga = 1 cm (10-2 m)Una clula = 20 micrmetros (10-6 m)Un nanmetro = (10-9 m)Un ribosoma = 25 nanmetrosUn nanmetro3 = 258 tomos de carbono




Richard Feynman es considerado el padre de lananociencia.




Malla nanotecnolgica

Estructura de una pieza nanoestructurada

Actualmente, y entendida como un conjunto denovedosas tecnologas, la nanotecnologa es famosafundamentalmente por dos de sus tendenciasprincipales: la NANOESTRUCTURACIN demateriales y la creacin de NANOSISTEMAS.

La NANOESTRUCTURACIN es producto deinvestigaciones en los procesos industriales que hanconducido a una serie de nuevos materiales cuyaspropiedades y caractersticas bsicas pueden serprediseadas antes de su creacin

Por otro lado, los NANOSISTEMAS pretendengenerar nanomquinas que permitan realizarfunciones de computacin, fabricacin, ciruga,exploracin o proteccin, entre otras tantas metasfijadas




La idea principal de los NANOSISTEMASes utilizar los tomos como componenteselementales de un gran rompecabezasciberntico. para los arquitectos, ambasdisciplinas ofrecen descubrimientos yconocimientos prcticos que podremosaprovechar inmediatamente en el sigloXXI para construir edificios habitables conmateriales novedosos, cuyas aparienciasy propiedades no podran comprenderactualmente nuestros propios padres.




La nanotecnologa es, sin lugar a dudas, devital importancia para la investigacin demateriales en el nivel mundial, por lo que,tanto en el presente como en el futuro, parala industria de la construccin se convierte enuna tecnologa fundamental.

Los Materiales del Futuro de esta forma, suspropiedades fsicas y qumicas pueden sermoduladas sistemticamente por la variacindel tamao, facilitando el diseo deestructuras con nuevos materiales con unmenor consumo de recursos naturales.

Molecula de una nanoestructura




La NANOTECNOLOGA sepuede desarrollar materialesms resistentes que el acero,con slo un 10% de su peso.

La nanotecnologa ya se haaplicado en el sector de laconstruccin, en la fabricacinde aceros y concretos msresistentes, aportandomejoras en infraestructuras yedificacin.




Se han desarrolladopolmeros integrantes debarreras protectoras en lascarreteras que reparan suspropios desperfectoscausados por la colisin devehculos. Igualmente,repara fisuras y oquedadesen el Concreto y el asfalto,sin intervencin humana.




La NANOTECNOLOGA se entiende el estudio, diseo, creacin y aplicacin de materiales anano escala a travs del control de la materia, reordenando los tomos y la estructuramolecular.

Las nanotecnologas ofrecen un alto potencial para promover INNOVACIONES RADICALESy de alto valor en la fabricacin, propiedades y uso de los materiales de construccin.

La nanotecnologa facilitar materiales ms ligeros, resistentes, con menor impactoambiental e incluso autoadaptables e inteligentes.

Es imprescindible que los materiales de construccin, y los sistemas constructivos derivados,cumplan con varias caractersticas como son: alta durabilidad y resistencia al deterioro, buencomportamiento mecnico, entre otras.

Adems la NANOTECNOLOGA EN LA CONSTRUCCIN se refiere en ciertos aspectoscomo la modificacin de pinturas y barnices con nanopartculas, el uso de aditivos para laoptimizacin del rendimiento cemento-concreto, nano compuestos polimricos de arcilla parael reciclaje de PET, Pegamentos rpidos y activados a distancia basados en nanopartculasde ferrita, vidrios orgnicos como alternativa al vidrio comn, entre otras




En la actualidad ya existen nanomateriales o nanopartculas de TiO2 de especialrelevancia para la industria de la Construccin. Su aplicacin a los vidrios, ventanas yazulejos, permite limpiar, disolver y eliminar los gases txicos que contaminan el aire, alser expuestos a rayos solares y a la lluvia. Cuando los rayos UV entran en contacto con eldixido de titanio se produce una reaccin cataltica que destruye las molculascontaminantes, tambin tenemos como lneas de insvestigacion: Nanoaditivacin de cemento y otros aglomerantes para obtener compuestos que

descomponen los compuestos orgnicos voltiles, auto limpiables, antimicrobianos opara incorporar nano sensores que controlen el estado de las estructuras o la calidaddel aire en el interior de los edificios.

Materiales aislantes avanzados basados en aerogeles, vidrios nano porosos o panelesaislados al vaco.

Vidrios especiales con propiedades de proteccin anti incendios, recubrimientosfuncionales (por ejemplo filtradores de radiaciones)

Materiales autorreparables. Materiales inteligentes que respondan a estmulos como la temperatura, la humedad,

la tensin, etc.




Las fibras de carbono son muy pequeas y sumergidas en un polmetro de soporte resultan unmaterial muy liviano y sumamente resistente, siendo su tamao la centsima parte de un milmetroque es muchsimo ms fino que un cabello humano.

La fibra de carbono se incluye en el grupo delos materiales compuestos, es decir, aquellosque estn hechos a partir de la unin de doso ms componentes, que dan lugar a unonuevo con propiedades y cualidadessuperiores, que no son alcanzables por cadauno de los componentes de maneraindependiente, que es la combinacin de untejido de hilos de carbono (refuerzo), el cualaporta flexibilidad y resistencia, con unaresina termoestable (matriz), comnmente detipo epoxi, que se solidifica gracias a unagente endurecedor y acta uniendo lasfibras, protegindolas y transfiriendo la cargapor todo el material; por su parte el agente decurado ayuda a convertir la resina en unplstico duro.




Los nanotubos de carbn son las fibras ms fuertes que seconocen. Un solo nanotubo perfecto es de 10 a 100 vecesms fuerte que el acero por peso de unidad y poseenpropiedades elctricas muy interesantes




Es una de las formas alotrpicas en las que se puede presentar el carbono junto al diamante, losfulerenos, los nanotubos y el grafeno. A presin atmosfrica y temperatura ambiente es ms estableel grafito que el diamante, sin embargo la descomposicin del diamante es tan extremadamentelenta que slo es apreciable a escala geolgica.

Se utiliza para hacer la mina de los lpices. El grafito se emplea en ladrillos, crisoles, etc. Al deslizarse las capas fcilmente en el grafito, resulta ser un buen lubricante slido. Se utiliza en la fabricacin de diversas piezas en ingeniera. etc. Este material es conductor de la electricidad y se usa para fabricar electrodos. Tambin tiene

otras aplicaciones elctricas, como los carbones de un motor, que entran en contacto con elcolector.

Se emplea en reactores nucleares, como moderadores y reflectores. Se puede crear Grafeno, material de alta conductividad elctrica y trmica, futuro sustituto del

silicio en la fabricacin de chips.

Aplicaciones derivadas del grafito




La nanotecnologa se entiende el estudio, diseo, creacin y aplicacin de materiales a nano escalaa travs del control de la materia, reordenando los tomos y la estructura molecular.m). suproduccin ha estado, hasta hoy, restringida a nivel laboratorio,. posee unas extraordinariaspropiedades que exhibe, tales como un efecto hall cuntico anmalo, un comportamiento comosemiconductor gap superficial y ausencia de localizacin electrnica, entre otras, las cualesvislumbran que sern de gran utilidad en computacin, electrnica y ecologa entre otros mucho.

El grafeno fue descubierto en los principios del siglo XX a partir del grafito. l grafito se emplea enladrillos, crisoles, etc.

Una caracterstica que se explota en el grafeno es que los electrones pueden viajar con mucha libertada lo largo de todo el enrejado, a semejanza de lo que ocurre con los metales, convirtindolo en unexcelente conductor elctrico y adems desde el punto de vista qumico todo el enrejado se comportacomo una nica molcula, una macro-molcula o sper-molcula como la describen.

Hoy da tienen importantes aplicaciones en electrnica como en la construccin de transistores degrandes frecuencias que permitiran aumentar la velocidad de los procesadores. Los principalesdesafos consisten en el poder crear una capa de grafeno en una superficie adecuada y evitar elsobrecalentamiento de los transistores.

Importancia del grafeno;




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