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Un cemento que se limpia con la luz

A través de la estimulación con luz visible, investigadores de materiales de la UN Sede Medellín desarrollaron un cemento recubierto con nanopartículas, que reacciona con cualquier fuente de luz y queda libre de suciedad y bacterias. El producto es ideal para hospitales e industrias de alimentos, entre otras aplicaciones.

, 13.06.2015

En los centros médicos, el nuevo cemento mantendría la limpieza requerida. La imagen superior muestra el pigmento rojizo que se agrega al material para probar su asepsia. foto: Juan David Cohen - foto: archivo Unimedios

Imagínese la fachada de una casa que nunca haya que pintar o lavar; un hospital libre de patógenos, sin necesidad de aplicar desinfectantes; o una fábrica de galletas con paredes siempre libres de bacterias.

Dichas cualidades se lograrán con un cemento que se limpia automáticamente de cualquier agente orgánico y evita la creación de lluvia ácida, solo con la exposición a la luz visible.

Este es el significativo logro del ingeniero químico Juan David Cohen Rodríguez, de la Maestría en Ingeniería-Materiales y Procesos de la Sede Medellín.

La clave del desarrollo radica en la aplicación de nanopartículas que oxidan cualquier agente orgánico que se adhiera al cemento. Durante las primeras fases en condiciones de laboratorio, el equipo de trabajo ha registrado hasta un 80 % de autolimpieza de las muestras, en un periodo de apenas 48 horas.

En los experimentos, al cemento se le aplica un pigmento orgánico rojizo y con el paso de las horas vuelve a su coloración original y queda totalmente limpio, en el sentido más estricto del término.

El novedoso avance, según el investigador, constituye un paso trascendental en el desarrollo de cementos autolimpiantes en el mundo, pues si bien desde los años 90 se cuenta con esa propiedad, su estimulación siempre ha requerido el uso de luz ultravioleta (invisible al ojo humano).

Ahora, con el trabajo del ingeniero Cohen Rodríguez, no hay que hacer nada más que exponer el cemento a la luz de lámparas led, de neón o simplemente a la del sol, para alcanzar los mismos beneficios.

De esta manera, si las paredes interiores de una fábrica de alimentos son recubiertas con el cemento con adición de nanopartículas, se mantendrán limpias al estar de manera permanente expuestas a las luminarias.

“Lo estamos trabajando con pasta de cemento (cemento más agua) y ha resultado tan novedoso que actualmente competimos con un grupo de investigación de Europa, que también busca la patente”, señala Cohen Rodríguez a UN Periódico.

De talla internacional

El profesor Jorge Iván Tobón, director del Grupo de Investigación del Cemento y Materiales de Construcción, de la Facultad de Minas de la Sede Medellín, explica cómo operan las nanopartículas de óxido de titanio.

Para que el cemento sea autolimpiante se le agregan partículas de titanio, de las cuales ya hay patentes en el mundo. “Con dichas partículas y la exposición a la luz ultravioleta, se lograba la oxidación del agente biológico. Pero ahora, al ‘doparlas’ con óxidos de nitruros (proveniente del nitrógeno) ya no solo hay autolimpieza con luz ultravioleta, sino con cualquier luz visible”, afirma el docente Tobón.

Asimismo destaca que el trabajo de maestría fue presentado hace poco en San Francisco (Estados Unidos), en el marco del Congreso Internacional de Materiales, donde fue destacado y bien recibido por la comuna académica. “A nivel industrial ya hemos contado un poco lo que hacemos. La gente está muy entusiasmada y espera ver los resultados finales para aplicar ese potencial”, sostiene.

La capacidad autolimpiante de las partículas no es la única propiedad destacada del material desarrollado. Evitar la producción de la denominada lluvia ácida es otra de las capacidades descubiertas tras las investigaciones adelantadas por el equipo de trabajo, integrado además por el profesor Germán Alberto Sierra, director del Departamento de Materiales y Minerales, y codirector del proyecto, quien propuso la idea inicial del nuevo procedimiento.

En ciudades como Bogotá y Medellín, que cuentan con altos niveles de contaminación causados por ese fenómeno, generado a su vez por el uso de combustibles fósiles, el adelanto podría funcionar como las plantas, que usan la contaminación para alimentarse y purificar el aire.

“Lo que hacemos con las partículas es oxidar el material (destruirlo). Cuando una partícula de óxido nítrico (NO) choca con una fachada recubierta con este cemento, entra en contacto con el oxígeno (NO2) y forma sales (NO3) que se solidifican y en consecuencia son barridas por la lluvia”, explica el ingeniero Rodríguez.

Menos lluvia ácida

En otras palabras, ese primer contaminante, que es un gas (NO), se convierte en un sólido (NO3) que no llegará nunca al aire de las ciudades. De esta forma, se reducen los niveles de lluvia ácida en las grandes urbes afectadas por las emisiones contaminantes.

El investigador Cohen Rodríguez relata que en ciudades italianas, ya existen calles construidas con placas hechas con cementos autolimpiantes y una capilla recubierta con este material, trabajo desarrollado por la compañía que tiene la patente en ese país: Italcementi Group.

Para el arquitecto Martín Alonso Pérez Pérez, presidente de la Sociedad Antioqueña de Ingenieros (sai), este avance es muy oportuno. Según el dirigente gremial, en la dinámica actual de la industria de la construcción en infraestructura, vivienda y equipamientos, el concreto expuesto es clave; de allí la importancia del avance alcanzado por la UN.

“El concreto expuesto no solamente es para las obras de arte de la ingeniería, como puentes e hidroeléctricas, sino para revestimiento de túneles y hospitales, donde se busca que el concreto a la vista sea de fácil mantenimiento y muy bien elaborado tanto en sus texturas como en sus colores”, sostiene el directivo.

En su opinión, la industria demanda materiales que cumplan con las normas de resistencia, que sean bellos y que no requieran grandes inversiones en mantenimiento.

Sobre la iniciativa del grupo de investigación de la UN, el presidente de la SAI destaca el hecho de poder contar con fachadas que ante la contaminación de las ciudades realmente puedan mitigar la polución causada por la lluvia ácida, que va disolviendo ladrillos y concretos.

El trabajo que adelanta el Grupo de Investigación del Cemento y Materiales de Construcción comenzó en el 2014 y hoy se encuentra en un avance del 50 %.

Su meta es que antes de finalizar el año los resultados estén consolidados para alcanzar la patente por la que compiten con el grupo de investigación europeo, de manera que puedan darle al país un logro de vital importancia.

(Por: Víctor Hugo Vargas, Unimedios Medellín
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