/ lunes 21 de junio de 2021

Hormigón autorreparable con una enzima presente en la sangre

Investigadores del Instituto Politécnico de Worcester pretenden así prolongar la vida útil de las estructuras a base de hormigón

Una enzima que se encuentra en los glóbulos rojos está siendo experimentada para crear hormigón autorreparable, cuatro veces más duradero que el hormigón tradicional.

Investigadores del Instituto Politécnico de Worcester (WPI) pretenden así prolongar la vida útil de las estructuras a base de hormigón y elimina la necesidad de costosas reparaciones o reemplazos.

El trabajo, publicado en la revista Applied Materials Today, utiliza una enzima que reacciona automáticamente con el CO2 atmosférico para crear cristales de carbonato de calcio, que imitan al hormigón en estructura, resistencia y otras propiedades, y pueden rellenar grietas antes de que causen problemas estructurales.

"El uso global del hormigón es omnipresente", dijo en un comunicado Nima Rahbar, profesor asociado de Ingeniería Civil y Ambiental y autor principal del artículo. El hormigón es el material de construcción artificial más utilizado en el mundo: es un componente fundamental en todo, desde puentes hasta edificios de gran altura, casas familiares, aceras y estacionamientos. Pero es frágil y propenso a agrietarse por exposición al agua, cambios térmicos, estrés, sal de la carretera, fallas en el diseño y otros factores que pueden conducir a una pérdida de integridad estructural y la necesidad de costosas reparaciones o reemplazos.

"Si las pequeñas grietas pudieran repararse automáticamente cuando comienzan, no se convertirán en problemas mayores que necesiten reparación o reemplazo. Suena a ciencia ficción, pero es una solución real para un problema significativo en la industria de la construcción".

Inspirada en el proceso de transferencia de CO2 en la naturaleza, la investigación de Rahbar, que anteriormente recibió fondos del Centro de Energía Limpia de Massachusetts (MassCEC), utiliza anhidrasa carbónica (CA), una enzima que se encuentra en los glóbulos rojos que transfiere rápidamente el CO2 de las células al torrente sanguíneo. La enzima CA, que se agrega al polvo de concreto antes de mezclarlo y verterlo, actúa como un catalizador que hace que el CO2 atmosférico cree cristales de carbonato de calcio, cuya matriz es similar a la del concreto. Cuando se forma una pequeña grieta en el hormigón enzimático, la enzima dentro del hormigón se conecta con el CO2 en el aire, lo que desencadena el crecimiento de una nueva matriz que llena la grieta.

"Buscamos en la naturaleza para encontrar qué desencadena la transferencia de CO2 más rápida, y esa es la enzima CA", dijo Rahbar, quien ha estado investigando el concreto autocurativo durante cinco años. "Dado que las enzimas en nuestro cuerpo reaccionan sorprendentemente rápido, pueden usarse como un mecanismo eficiente para reparar y fortalecer las estructuras de concreto".

El proceso, que Rahbar ha patentado, puede 'curar' grietas de escala milimétrica en 24 horas.

Una enzima que se encuentra en los glóbulos rojos está siendo experimentada para crear hormigón autorreparable, cuatro veces más duradero que el hormigón tradicional.

Investigadores del Instituto Politécnico de Worcester (WPI) pretenden así prolongar la vida útil de las estructuras a base de hormigón y elimina la necesidad de costosas reparaciones o reemplazos.

El trabajo, publicado en la revista Applied Materials Today, utiliza una enzima que reacciona automáticamente con el CO2 atmosférico para crear cristales de carbonato de calcio, que imitan al hormigón en estructura, resistencia y otras propiedades, y pueden rellenar grietas antes de que causen problemas estructurales.

"El uso global del hormigón es omnipresente", dijo en un comunicado Nima Rahbar, profesor asociado de Ingeniería Civil y Ambiental y autor principal del artículo. El hormigón es el material de construcción artificial más utilizado en el mundo: es un componente fundamental en todo, desde puentes hasta edificios de gran altura, casas familiares, aceras y estacionamientos. Pero es frágil y propenso a agrietarse por exposición al agua, cambios térmicos, estrés, sal de la carretera, fallas en el diseño y otros factores que pueden conducir a una pérdida de integridad estructural y la necesidad de costosas reparaciones o reemplazos.

"Si las pequeñas grietas pudieran repararse automáticamente cuando comienzan, no se convertirán en problemas mayores que necesiten reparación o reemplazo. Suena a ciencia ficción, pero es una solución real para un problema significativo en la industria de la construcción".

Inspirada en el proceso de transferencia de CO2 en la naturaleza, la investigación de Rahbar, que anteriormente recibió fondos del Centro de Energía Limpia de Massachusetts (MassCEC), utiliza anhidrasa carbónica (CA), una enzima que se encuentra en los glóbulos rojos que transfiere rápidamente el CO2 de las células al torrente sanguíneo. La enzima CA, que se agrega al polvo de concreto antes de mezclarlo y verterlo, actúa como un catalizador que hace que el CO2 atmosférico cree cristales de carbonato de calcio, cuya matriz es similar a la del concreto. Cuando se forma una pequeña grieta en el hormigón enzimático, la enzima dentro del hormigón se conecta con el CO2 en el aire, lo que desencadena el crecimiento de una nueva matriz que llena la grieta.

"Buscamos en la naturaleza para encontrar qué desencadena la transferencia de CO2 más rápida, y esa es la enzima CA", dijo Rahbar, quien ha estado investigando el concreto autocurativo durante cinco años. "Dado que las enzimas en nuestro cuerpo reaccionan sorprendentemente rápido, pueden usarse como un mecanismo eficiente para reparar y fortalecer las estructuras de concreto".

El proceso, que Rahbar ha patentado, puede 'curar' grietas de escala milimétrica en 24 horas.

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