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10 tecnologías de construcción futuristas

10 tecnologías de construcción futuristas
Satisfacer
  1. Hormigón autopolimerizable
  2. Nanotubos de carbon
  3. Aluminio transparente
  4. Hormigón permeable
  5. Aislamiento de aerogel
  6. Baldosas reactivas a la temperatura
  7. Construye el enjambre de robots
  8. Casas impresas en 3D
  9. Carreteras inteligentes
  10. Edificio con CO2

10: Hormigón autopolimerizable

Si el hormigón de las carreteras pudiera curarse, las ciudades podrían ahorrar mucho dinero.

Justin Sullivan / Getty Images

El hormigón es el material de construcción más utilizado en el mundo. [source: Crow]. De hecho, es la segunda sustancia más consumida en la Tierra, después del agua. [source: Rubenstein]. Piense en todas las casas de hormigón, edificios de oficinas, iglesias y puentes que se construyen cada año. El hormigón es económico y muy adaptable, pero también es susceptible de agrietarse y deteriorarse bajo tensiones como el calor y el frío extremos.

En el pasado, la única forma de reparar el hormigón agrietado era arreglarlo, reforzarlo o darle la vuelta y empezar de nuevo. Pero ya no más. En 2010, un estudiante de posgrado y profesor de ingeniería química en la Universidad de Rhode Island creó un nuevo tipo de concreto “inteligente” que “cura” sus propias grietas. La mezcla de hormigón se incorpora en diminutas cápsulas de silicato de sodio. Cuando se forma una grieta, las cápsulas se rompen y liberan un agente de curado gelatinoso que se endurece para llenar el vacío. [source: URI].

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Este no es el único método de hormigón autopolimerizable. Otros investigadores utilizaron bacterias o capilares de vidrio incrustados o microcápsulas de polímero para lograr resultados similares. Sin embargo, los investigadores de Rhode Island creen que su método es el más económico.

La prolongación de la vida útil del hormigón puede aportar enormes beneficios medioambientales. La producción mundial de hormigón representa actualmente el 5% de las emisiones globales de dióxido de carbono. [source: Rubenstein]. El hormigón inteligente no solo haría que nuestras instalaciones fueran más seguras, sino que también reduciría los gases de efecto invernadero.

9: nanotubos de carbono

Los nanotubos de carbono tienen la relación resistencia-peso más alta de cualquier material en la Tierra y se pueden estirar un millón de veces más que su grosor.

Los nanotubos de carbono tienen la relación resistencia-peso más alta de cualquier material en la Tierra y se pueden estirar un millón de veces más que su grosor.

© Artes digitales / Corbis

Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro. Es increíblemente pequeño. Una sola hoja de papel tiene 100.000 nanómetros. Su uña crece a aproximadamente 1 nanómetro por segundo. Una hebra de su ADN también tiene 2,5 nanómetros de ancho [source: NANO.gov]. Los materiales de construcción en la escala “nano” parece imposible, pero utilizando técnicas avanzadas como la litografía por haz de electrones, los científicos e ingenieros han logrado crear tubos de carbono con paredes de 1 nanómetro de espesor.

A medida que una partícula más grande se divide en partes cada vez más pequeñas, la relación entre su superficie y su masa aumenta. Estos nanotubos de carbono tienen la relación resistencia-peso más alta de cualquier material en la Tierra y se pueden estirar un millón de veces más que su grosor. [source: NBS]. Los nanotubos de carbono son tan ligeros y resistentes que pueden incorporarse a otros materiales de construcción, como metales, hormigón, madera y vidrio para añadir densidad y resistencia a la tracción. Los ingenieros incluso están experimentando con sensores a nanoescala que pueden monitorear las tensiones en los materiales de construcción e identificar posibles fracturas o grietas antes de que ocurran. [source: NanoandMe.org].

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8: aluminio transparente

El aluminio transparente se puede utilizar para construir rascacielos con paredes de vidrio que requieran menos soporte interno.

El aluminio transparente se puede utilizar para construir rascacielos con paredes de vidrio que requieran menos soporte interno.

claser / E + / Getty Images

Durante décadas, los ingenieros químicos han soñado con un material que combine la resistencia y durabilidad del metal con la pureza cristalina del vidrio. Este “metal transparente” podría usarse para construir rascacielos con paredes de vidrio que requieran menos soporte interno. Los edificios militares seguros podrían instalar ventanas de metal delgadas y transparentes, impermeables al fuego de artillería de alto calibre. ¡Y piensa en el monstruoso acuario que podrías construir con este truco!

En la década de 1980, los científicos comenzaron a experimentar con un nuevo tipo de cerámica hecha de una mezcla de polvo de aluminio, oxígeno y nitrógeno. Una cerámica es un material duro, generalmente cristalino, producido por un proceso de calentamiento y enfriamiento. En este caso, el polvo de aluminio se coloca bajo una presión enorme, se calienta a 2.000 grados C (3632 grados F) durante días y finalmente se pule para producir un material similar al vidrio perfectamente transparente con la resistencia del aluminio. [source: Ragan].

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Conocido como aluminio transparente, o ALON, el material de la era espacial ya es utilizado por los militares para fabricar ventanas blindadas y lentes ópticas.

7: hormigón permeable

El agregado más grande y la falta de arena en el asfalto permeable (que se muestra aquí) crean vacíos interconectados, lo que permite que el agua fluya a través de la superficie en lugar de dejarla, lo que reduce la escorrentía de la superficie.

El agregado más grande y la falta de arena en el asfalto permeable (que se muestra aquí) crean vacíos interconectados, lo que permite que el agua fluya a través de la superficie en lugar de dejarla, lo que reduce la escorrentía de la superficie.

BanksPhotos / E + / Getty Images

Durante una tormenta severa, las manchas de agua de lluvia se derraman en las calles, aceras y estacionamientos, limpiando escombros y contaminantes de la superficie y lavando químicos potencialmente tóxicos como gasolina directamente en alcantarillas y vías fluviales. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) identifica la escorrentía de agua de lluvia en áreas urbanas pavimentadas como la principal fuente de contaminación del agua.

La naturaleza tiene su propia forma de filtrar las toxinas del agua de lluvia. El suelo es un excelente filtro para metales y otros materiales inorgánicos. Cuando el agua de lluvia atraviesa los niveles del suelo, los microorganismos y las raíces de las plantas absorben el exceso de sustancias químicas. [source: ESA]. Sabiendo esto, los ingenieros crearon un nuevo tipo de hormigón permeable que permite que el agua de lluvia pase a través del pavimento y deje que la naturaleza haga su trabajo.

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El hormigón permeable o permeable consiste en granos gruesos de roca y arena, que dejan entre el 15 y el 35 por ciento del espacio abierto en el pavimento. [source: EPA]. Las losas de hormigón permeable se colocan sobre grava u otro material base poroso que permite que el agua de lluvia se asiente sobre el sustrato del suelo subyacente. El hormigón permeable es un excelente sustituto del asfalto en los estacionamientos. Esto no solo reduce en gran medida la escorrentía, sino que el color más claro del concreto refleja la luz solar y permanece más fresco en el verano.

6: aislamiento de aerogel

Una esponja de aerogel de carbono descansa sobre esta flor de cerezo.  Aunque es más ligero que el helio, puede absorber de 250 a 900 veces su propia masa de aceite.

Una esponja de aerogel de carbono descansa sobre esta flor de cerezo. Aunque es más ligero que el helio, puede absorber aceite de 250 a 900 veces su masa.

© Imaginechina / Corbis

Si la famosa estatua de mármol del David de Miguel Ángel estuviera hecha de aerogel, ¡solo pesaría 2 kilos! El aerogel es una de las sustancias menos densas de la Tierra, un material similar a una espuma resistente que mantiene su forma a pesar de ser casi tan ligero como el aire. Algunos tipos tienen densidades tres veces más pesadas que el aire, pero los aerogeles son generalmente 15 veces más pesados ​​que el aire. [source: Aerogel.org].

Puede pensar en el gel como una sustancia húmeda, como el gel para el cabello. Pero el aerogel se produce al eliminar el líquido de un gel. Todo lo que queda es la estructura de sílice, compuesta por un 90-99% de aire. El aerogel es casi ingrávido, pero se puede fabricar con láminas delgadas de tela de aerogel. En los proyectos de construcción, la tela de aerogel exhibe propiedades de “súper aislamiento”. Su estructura porosa dificulta el paso del calor. En las pruebas, la tela de aerogel tenía de dos a cuatro veces el poder aislante del aislamiento tradicional de fibra de vidrio o espuma. [source: LaMonica]. Una vez que baja el precio, se puede utilizar ampliamente en la construcción.

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5: Baldosas reactivas a la temperatura

Esta mesa cambia de color cuando te sientas sobre algo cálido, gracias a una superficie sensible a la temperatura.

Esta mesa cambia de color cuando te sientas sobre algo cálido, gracias a una superficie sensible a la temperatura.

Transferencia de estudios de color

Si vivías en 1991 y vivías en la superficie, es muy probable que tengas una camiseta Hypercolor. Por milagro científico – un supuesto milagro tinte termocrómico – La gente de Hypercolor fabricaba camisetas que cambiaban de color con la temperatura corporal. Los anuncios lo hacían súper genial y sexy; tu novia podría poner sus cálidas manos sobre tu pecho y dejar una marca brillante. Pero en realidad, las partes más calientes del cuerpo suelen ser las axilas. Axilas brillantes = no muy sexy.

En la actualidad, una empresa llamada Moving Color produce baldosas de vidrio decorativas recubiertas con pintura termocrómica que “cobran vida” a medida que cambia la temperatura de la superficie. A temperatura ambiente, las baldosas son de un negro brillante, pero cuando las tocas, o las golpeas con luz directa o agua caliente, los colores se vuelven como la aurora boreal en azules, rosas y verdes iridiscentes. La aplicación más interesante tiene que ser la ducha que cambia de color. La buena noticia para Moving Color es que las casas no tienen axilas.

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4: Construcción del enjambre de robots

Kirstin Petersen, investigadora académica sobre inteligencia artificial en la Universidad de Harvard, presenta robots inspirados en termitas en la reunión de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia de 2014 en Chicago.

Kirstin Petersen, investigadora académica sobre inteligencia artificial en la Universidad de Harvard, presenta robots inspirados en termitas en la reunión de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia de 2014 en Chicago.

KERRY SHERIDAN / AFP / Getty Images

Uno de los constructores más ingeniosos de la naturaleza es la humilde termita. Con un cerebro del tamaño de un grano de arena, trabaja junto a cientos de miles de compañeros para construir estructuras de barro colosales y complejas. Las termitas llamaron la atención de los investigadores de robótica de Harvard porque los insectos no están ordenados por un montículo de termitas central. Cada termita trabaja por sí misma de acuerdo con reglas de comportamiento genéticamente programadas. Juntos, como un enjambre de individuos decididos, crean obras de barro monumentales.

Inspirados por las termitas, los investigadores del Grupo de Investigación de Sistemas Autoorganizados de Harvard construyeron pequeños robots de construcción programados para trabajar juntos como un enjambre. Los robots de cuatro ruedas pueden construir paredes en forma de ladrillo levantando cada ladrillo, cambiando el tamaño de la pared y colocando el ladrillo en un área abierta. Tienen sensores para detectar la presencia de otros robots y reglas para alejarse unos de otros. Como las termitas, nadie las “controla”, pero están programadas para construir colectivamente un proyecto específico.

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Imagine las aplicaciones: un enjambre de robots que construyen muros de presas a lo largo de una costa inundada peligrosamente; miles de pequeños robots construyendo una estación espacial en Marte; o tuberías submarinas profundas ensambladas por enjambres de robots nadadores. Un experimento similar utilizó un enjambre de robots voladores autónomos para construir una torre de ladrillos hábilmente ondulada [source: Liggett].

3: casas impresas en 3D

Ma Yihe (izquierda) muestra las paredes impresas en 3D de las casas que su empresa está construyendo en Shanghai, China.  Su empresa planea construir 10 en un día.

Ma Yihe (izquierda) muestra las paredes impresas en 3D de las casas que su empresa está construyendo en Shanghai, China. Su empresa planea construir 10 en un día.

© Pei Xin / Xinhua Press / Corbis

La impresión 3D finalmente se ha vuelto popular. Makerbot vende máquinas de oficina elegantes (y prácticamente asequibles) que pueden imprimir juguetes de plástico en 3D, joyas, piezas de máquinas y miembros artificiales totalmente renderizados. Pero, ¿y si quieres imprimir algo más grande que una caja de zapatos? ¿Realmente podrías construir una impresora 3D lo suficientemente grande como para imprimir una casa de plástico?

La respuesta es sí. “Una firma de arquitectura holandesa lanzó un ambicioso proyecto de arte público para construir una casa impresa en 3D. Pero primero tuvieron que construir una de las impresoras 3D más grandes del mundo, llamada Kamermaker o ‘room maker’. La misma fuente de material en plásticos pequeños En impresoras 3D a gran escala, Kamermaker puede imprimir grandes componentes de plástico del tipo LEGO que se ensamblarán en habitaciones individuales de la casa y luego se conectarán las habitaciones.

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Mientras tanto, una empresa de construcción china está construyendo casas con una impresora 3D gigante que rocía capas de hormigón y desechos de construcción para unir las casas. La compañía dice que las casas costarán menos de $ 5,000 cada una y pueden producir hasta 10 por día. [source: Guardian].

2: carreteras inteligentes

No hay necesidad de un automóvil que funcione con energía solar si tenemos carreteras que pueden proporcionar energía inalámbrica para un automóvil eléctrico.

No hay necesidad de un automóvil con panel solar si tenemos carreteras que pueden suministrar energía inalámbrica a un automóvil.

© Chris Rogers / Corbis

Google está acaparando toda la atención con su automóvil autónomo, pero ¿de qué sirven los automóviles inteligentes si aún necesitan conducir por carreteras “tontas”?

Una de las novedades más interesantes es el suelo que actúa como cargador de vehículos eléctricos. La empresa de Nueva Zelanda ya ha construido una gran “fuente de alimentación” que puede cargar de forma inalámbrica un coche eléctrico aparcado. [source: Barry]. El siguiente paso es integrar la tecnología de carga inalámbrica con la superficie real de la carretera para que los vehículos eléctricos puedan cargarse en tránsito. ¡No más gasolineras!

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Ideas más intrigantes que algún día pueden hacerse realidad incluyen superficies de carreteras que absorben la luz solar para generar electricidad o, incluso más fríos, recubren la carretera con cristales piezoeléctricos que capturan las vibraciones del tráfico, los automóviles que pasan y los convierten en energía utilizable. [source: Zero to 60 Times].

1: Edificio con CO2

El caparazón duro del abulón inspiró a los investigadores del MIT a aislar la enzima que utiliza el abulón para mineralizar el C02 y construir su caparazón.  Algún día podremos producir ladrillos de carbono a partir de C02.

El caparazón duro del abulón inspiró a los investigadores del MIT a aislar la enzima que utiliza el abulón para mineralizar el C02 y construir su caparazón. Algún día podremos producir ladrillos de carbono a partir de C02.

Bill Brennan / Perspectivas / Getty Images

El dióxido de carbono (CO2) emitido por las centrales eléctricas y los automóviles es la principal fuente de gases de efecto invernadero producidos por el hombre. Cada año, bombeamos más de 30 mil millones de toneladas (33 mil millones de toneladas) de CO2 a la atmósfera, donde acelera los efectos dañinos del calentamiento global. [source: Trafton]. Mientras que la industria energética está experimentando con la captura o “secuestro” de emisiones de CO2 bajo tierra, un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) utiliza levadura modificada genéticamente para convertir el gas CO2 en materiales sólidos de construcción.

Al igual que el equipo de termitas de Harvard, los investigadores del MIT también se inspiraron en la naturaleza, esta vez en el abulón. Al igual que otros crustáceos, el abulón puede convertir el CO2 y los minerales del océano en carbonato de calcio para construir sus caparazones duros como una roca. Los investigadores aislaron la enzima que utiliza el abulón para mineralizar el CO2 y crearon un lote de levadura para producirlo. Una taza llena de levadura modificada genéticamente puede producir 2 libras (1 kg) de carbonato sólido a partir de solo 1 libra (0,5 kg) de CO2. [source: Trafton]. Imagínese cuántos ladrillos de carbono podrían fabricar con 30 mil millones de toneladas de CO2.

Para obtener más listas de inventos y predicciones futuras que están cambiando el mundo, consulte los enlaces de HowStuffWorks en la página siguiente.

El inventor de la casa impresa en 3D, Ma Yihe, muestra un modelo en Shanghai, China, 2014. Vea imágenes de la construcción de la casa.

El inventor de la casa impresa en 3D, Ma Yihe, muestra un modelo en Shanghai, China, 2014. Vea imágenes de la construcción de la casa.

© Pei Xin / Xinhua Press / Corbis

Al principio había barro. Las primeras viviendas humanas no eran más que ladrillos de barro y paja quemados por el sol. Los romanos fueron los primeros en experimentar con hormigón, mezclando cal y roca volcánica para construir majestuosas estructuras como el Panteón de Roma, que sigue siendo la cúpula de hormigón no reforzado más grande del mundo. [source: Pruitt].

Au fil des siècles, les ingénieurs et les architectes ont imaginé de nouvelles facons de construire des créations plus hautes, plus solides et plus belles en utilisant des materux qui changent la donne comme des poutres en acier, des fondations antisismiques et des murs-rideaux en vidrio.

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Pero, ¿qué depara el futuro para la tecnología de la construcción? ¿Habrá un día en que los ruidosos equipos de construcción sean reemplazados por enjambres de nanorobots autónomos? ¿Se curarán milagrosamente algún día las grietas en los cimientos de hormigón, o las gasolineras serán reemplazadas por coches eléctricos que conduzcan recargando carreteras?

Lea nuestra lista completa de las 10 innovaciones de construcción más emocionantes en el futuro cercano. Algunos todavía se utilizan hoy.