Quédate con este nombre porque pronto vas a oir hablar mucho de él. Se trata del grafeno uno de esos materiales que ha llegado a nuestras vidas para hacer historia.
Se sintetizó por primera vez hace apenas 15 años y estamos seguros de que va a revolucionar varios sectores industriales, entre ellos, el de la arquitectura y la construcción.
Sin embargo el grafeno no es nuevo, proviene de un viejo conocido, el grafito, cuyo uso está extendido desde hace 500 años y que, por ejemplo, podemos encontrar en las minas de los lápices.
Formado por átomos de carbono puro, el grafeno goza de una estructura molecular sólida que se ordena en forma de panal de abeja.
A pesar de que el grafito lleva siglos utilizándose el conocimiento sobre el grafeno vino mucho después.
El enlace químico y su estructura fueron definidos en 1930, pero no fue hasta 1994 que realmente comenzó
a hablarse del grafeno en los círculos cercanos al campo de la ciencia de superficies.
Por aquella época se conocía como monocapa de grafito, aunque posteriormente recibió el nombre que conocemos actualmente.
Muchas nanoestructuras están hechas de carbono, de hecho. Ya que la nanotecnología es una de las disciplinas que más lo ha integrado en sus productos.
Tabla de contenidos
Grafeno el material prodigioso
Fueron los científicos de origen ruso, Andréy Geim y Konstantín Novosiólov, de la Universidad de Manchester,
los que descubrieron el grafeno en 2004. Lograron separar, a partir de un extracto de grafito, una lámina de grafeno del grosor de un solo átomo.
Este nuevo material tenía unas cualidades extraordinarias y podía servir no solo para la fabricación
de nuevos materiales a partir de él sino que abría muchas posibilidades de aplicación en distintos campos.
Tal fue la relevancia de su hallazgo que Geim y Novosiólov recibieron el Premio Nobel de Física en 2010 por descubrir al mundo este revolucionario material.
El grafeno y sus propiedades
El grafeno tiene una serie de cualidades casi maravillosas que hacen que poco a poco se esté ganando el renombre de supermaterial.
Muchos sectores industriales ya le han echado el ojo. Sin embargo, la construcción es quizá uno de los que más partido
podría sacarle y donde se está vislumbrando mayor potencial ya que podría servir para mejorar la eficiencia energética y reducir el impacto ambiental de los edificios.
Alta conductividad térmica y eléctrica
Estas dos son sus propiedades más celebradas. El grafeno es capaz de conducir la electricidad mucho
mejor que el cobre porque necesita mucha menos electricidad para transportar la misma cantidad de energía que éste último.
A la vez, permite convertir los rayos de sol en electricidad de forma instantánea porque tiene la capacidad de captar la luz y convertirla en energía.
Por otro lado, también es capaz de transportar el calor mejor que ningún otro material conocido hasta ahora.
Gran dureza y resistencia
El grafeno es hasta 200 veces más duro que el acero, algunos expertos lo sitúan incluso como principal competidor del diamante.
Esto lo hace especialmente conveniente para aguantar grandes volúmenes de peso.
Es, además, muy resistente tanto a la fricción como a las inclemencias meteorológicas.
De esta forma, los materiales fabricados a partir del grafeno perduraran en el tiempo, mucho más que sus predecesores.
Flexibilidad y ligereza
El grafeno es extremadamente flexible, cualidad que lo hace un material muy moldeable y por lo tanto apto para multitud de usos y aplicaciones.
Por otro lado, es muy ligero, mucho más que el aluminio. Y, además, es transparente.
Esto no es quizá una cualidad sino una descripción pero unido a su flexibilidad lo hace idóneo para la fabricación
de pantallas de ordenador u otros dispositivos electrónicos, especialmente ordenadores, smartphones o tablets.
Aplicaciones del grafeno en la construcción
Precisamente por sus cualidades anteriormente mencionadas, el grafeno se convierte en el material ideal para la arquitectura
y la construcción porque permite multitud de usos y aplicaciones.
Muchas de ellas vienen encaminadas sobre todo a aumentar la eficiencia energética de los edificios pero también a reducir el impacto ambiental que éstos tendrán sobre su entorno.
En este sentido, el uso del grafeno está especialmente indicado a mejorar el aislamiento térmico de la envolvente de los edificios.
Ofrece un gran efecto aislante con la aplicación de tan solo una fina capa. Así se mejora la eficiencia, ahorrando energía pero también espacio.
Por otro lado, gracias precisamente a su extraordinaria dureza y resistencia, el grafeno mezclado con el hormigón a través de aditivos,
crea una malla molecular, logrando que aumente su durabilidad y años de vida útil un 45% reduce la porosidad y aumenta
la impermeabilidad entorno a un 50% protegiendo el hormigón contra el ataque de cloruros y la carbonatación.
Logra también un aumento de la seguridad frente a sismos y fenómenos naturales ya que incrementa sustancialmente la resistencia a la compresión,
flexión y tracción del hormigón, dotando de una mayor ductilidad a la estructura de la edificación.
Con todas estas propiedades lo hacen ideal para la construcción de pilares, estructuras, paredes, carreteras o, incluso,
presas porque les otorgará más solidez a las estructuras. Todos ellos son elementos constructivos cuya perdurabilidad en el tiempo es muy importante.
También su alta resistencia a la abrasión, la tracción y el punzamiento lo hacen muy conveniente para sustituir al acero.
Incluirlo en la composición de la estructura de los edificios puede resultar muy beneficioso para alargar su vida útil.
La capacidad de captar la luz que tiene el grafeno permite su uso en la fabricación de paneles solares
que hasta ahora utilizan silicio para realizar esta función. El grafeno permite convertir los rayos solares en energía.
Incluso se está trabajando en la posibilidad de aplicar este material directamente junto a otros directamente
en la superficie de tejados y paredes de casas y edificios. Así se logra aumentar su eficiencia energética,
además de contribuir a la descarbonización del parque inmobiliario español.
De hecho, su versatilidad también permite la fabricación con grafeno de los cables para los paneles solares.
En realidad, de todo tipo de cables ya que a su gran conductividad se une su flexibilidad,
que es otra de sus principales cualidades y lo hace ideal para este tipo de producto.
Por otro lado, uno de los usos más frecuentes viene cuando se mezcla con otros materiales para optimizar su rendimiento.
Este es el caso del aerogel de grafeno, que se aplica para el recubrimiento y la protección de tubos y también para los aislamientos.
Además, su alta conductividad lo hace muy conveniente para la fabricación de baterías porque permite que sean más eficientes,
aumentando su duración y también acortando los tiempos de carga.
Otra de sus mejores propiedades es la alta conductividad térmica y eléctrica que pueden contribuir a mejorar
significativamente el rendimiento de las instalaciones de climatización de los edificios a través, por ejemplo, de cables mejores y más eficientes.
Su presencia en las tuberías y grifería actúa como purificador del agua,
por lo que los moradores del hogar donde se coloquen tomarán agua más limpia y libre de impurezas.
Ventajas del uso del grafeno en la construcción
A juzgar por sus excelentes cualidades, tras la electrónica y la energía, resulta evidente que los sectores de la arquitectura y la construcción,
son los que mejor pueden aprovechar el potencial del grafeno.
Una de las grandes ventajas es que el grafeno, al estar compuesto por carbono, es un material orgánico.
Lo que significa que no solo es más ecológico sino también más saludable.
Tanto es así, que una de las disciplinas que también lo está desarrollando es la cirugía.
El cuerpo humano no rechaza injertos hechos de este material.
Volviendo a la construcción, el grafeno al reaccionar con otras sustancias, permite la fabricación de materiales a partir de combinaciones.
Esto puede mejorar considerablemente el rendimiento de algunos de esos materiales e incluso crear algunos nuevos mejorando sus propias propiedades.
El grafeno ayuda por ejemplo a combatir la oxidación, la humedad o, incluso, el fuego,
ya que les confiere las propiedades de resistencia y dureza. Precisamente eso es lo que hace que el desgaste o la abrasión no se produzcan.
Pero no solo estas dos cualidades son innovadoras. La introducción del grafeno en la construcción aporta otras grandes ventajas.
Su flexibilidad y alta conductividad térmica y eléctrica ahorran muchos costes porque mejoran considerablemente
la eficiencia en los sistemas de calefacción y climatización. En este sentido, ayudan a reducir las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera.
Argumentos que no olvidan el ahorro a largo plazo en reparaciones si los materiales originales de un edificio perduran más tiempo y en mejor estado.
Aunque aún se encuentra en fase de desarrollo el grafeno es sin duda el material del futuro.
Su presencia es abundante en la naturaleza aunque aún no se produce a gran escala.
Sin embargo la previsión es buena, pronto mostrará un coste más asequible aún que el silicio.
Sus aplicaciones son tan variadas que prácticamente puede utilizarse para fabricar todo tipo de materiales nuevos y mejorar sobremanera los ya existentes.
En España, además, hay abundancia de minas de grafito por lo que en nuestro país se convierte en un material accesible con un coste reducido.
De hecho, ya hay varias empresas españolas dedicadas a las explotación y venta del grafeno.
Pronto veremos este material en todo tipo de productos y podremos beneficiarnos de sus propiedades para mejorar nuestra calidad de vida y salud.
Agradecemos la aportación de información y verificación de datos en este post a:
CLIO BERUETE
Periodista especializada en temas medioambientales y sostenibilidad constructiva
Sin duda alguna un material bastante extraordinario y qué será lo mejor para aprovechar en las construcciones; excelente artículo.
Muchas gracias por tu valiosa recomendación!!