MATERIALES INTELIGENTES

Materiales Inteligentes – los materiales del futuro

Desde hace algún tiempo, los científicos han estado buscando materiales que – equipados con sensores y controles – se comporten en forma similar a los sistemas biológicos. Ya se han alcanzado algunos éxitos iniciales con estos “materiales inteligentes”. Como resultado, pronto habrá disponibles materiales que puedan auto reparase o adaptarse autónomamente a determinadas condiciones ambientales.

Por ejemplo, un puente podría reforzarse a sí mismo y sellar grietas durante un terremoto, o un automóvil con “zonas de pliegue inteligentes” podría recuperar su forma original después de un accidente. Tal como los seres vivos, estos sistemas podrían adaptarse a diferentes requerimientos y solucionar cualquier daño posible ante la falla de los elementos individuales.

Los científicos han probado que este tipo de materiales y estructuras son esencialmente factibles. Sin embargo, requieren de un arsenal de ayudas especiales. Estas ayudas incluyen actuantes y motores, que se comporten de manera similar a los músculos; sensores, que funcionen como nervios, y memoria y redes computarizadas que representen al cerebro y a la columna vertebral.

Los materiales compuestos multifuncionales que absorben las vibraciones - con lo que reducen la contaminación sonora - son un ejemplo de materiales inteligentes que ya han sido investigados y aplicados. Están equipados con sensores que se activan cuando el material comienza a vibrar. La señal del sensor es entonces procesada por un regulador, el cual controla los actuantes integrados, de manera de que absorban las vibraciones. Milimétricas fibras cerámicas son utilizadas para convertir la tensión mecánica o térmica en señales eléctricas.

La medicina también puede beneficiarse con los materiales inteligentes. Actualmente, pequeños tubos de acople hechos de metal, llamados stents, están siendo implantados en arterias para reforzarlas y prevenir bloqueos posteriores. Los stents del futuro serán inteligentes. Se inyectarán directamente en las venas, utilizando sólo procedimientos médicos sencillos, y adquirirán la forma deseada en la arteria afectada, ampliándola y mejorando la circulación sanguínea. La transformación será accionada por la temperatura corporal. La ventaja para el paciente es que una intervención complicada sería reemplazada por un procedimiento médico menor, que además sería más efectivo.

El trabajo también está siendo realizado con materiales sintéticos con “efecto de memoria”. Hilos que se anudan solos, espirales que recuerdan su forma extendida original. Los “materiales con memoria” recuerdan su forma y, luego de ser deformados, vuelven a su formato original. El calor o la luz son suficientes para regresarlos a su forma de origen.

Por: Arq. Kathy MacDonald Steinberg

La protección de los recursos naturales de la Tierra y la búsqueda de métodos de edificar más amigables con el ambiente han propiciado el crecimiento de una rama de la construcción que propone nuevas alternativas en métodos y materiales, los cuales contribuyen a preservar la salud del planeta para las futuras generaciones.

Se revisaron viejas prácticas asociadas con la arquitectura vernácula de pueblos tradicionales, pero también se ha experimentado con los conocidos materiales industriales, para proponer alternativas sostenibles, con ventajas que facilitan los procesos constructivos y ofrecen un atractivo potencial estético.

Los bosques tropicales, que cubren 1200 millones de hectáreas, aunque solo constituyen el 6% de la superficie de la tierra, contienen el 50% de las especies vegetales y animales; sin embargo se destruyen 20 millones de hectáreas por año. En un periodo de 20 años se perdieron 200 millones de hectáreas de bosque natural, 480 millones de hectáreas de tierra fértil y se incrementaron los desiertos en 120 millones de hectáreas. En Centroamérica, la tarea de deforestación es de 48 hectáreas por hora, por lo que si continuamos a ese ritmo, en 44 años no habrá bosques en la región.

La madera, manejada como cultivo, es un producto natural renovable, donde los árboles viejos se extraen para dar espacio a los que crecen. Es uno de los pocos productos de la construcción que no genera contaminación en su proceso de fabricación, sino todo lo contrario, ya que el árbol atrapa el dióxido de carbono mediante la fotosíntesis, para convertirlo en madera. Cabe mencionar que procesar una tonelada de madera genera alrededor de 350 kilos de dióxido de carbono, mientras que hacerlo con una tonelada de aluminio produce hasta 4500 toneladas de dióxido de carbono que se liberan al ambiente.

Es versátil, acogedora, agradable a la vista, el tacto y el olfato, así como biodegradable.

La empresa El Almendro, de Costa Rica, tras el corte y la extracción, transporta la madera a una planta de procesamiento donde se la dimensiona de acuerdo con los productos que se vayan a obtener.

Se pueden realizar construcciones más livianas, con lo cual disminuye el movimiento de tierra; y más rápidas, por lo que requieren menos mano de obra. Es un buen aislante eléctrico, térmico (seis veces más que un tabique de ladrillo o barro cocido, 15 veces más que el hormigón o la piedra y 400 veces más que el acero) y acústico (10 veces más que el hormigón armado). Se comporta bien durante un sismo y en caso de un incendio la estructura tarda en colapsar.

En la construcción es un producto multifuncional, ya que se utiliza en el movimiento de tierra, en estacas y para hacer trazados, en obra gris como encofrados y apuntalamientos, de manera estructural, mediante piezas sólidas de grandes dimensiones para columnas y vigas que pueden quedar expuestas y en los acabados finales como pisos, cielos y rodapiés.

Para la elaboración de las casas Timber Tek, Maderas Kodiak de Costa Rica realiza el diseño arquitectónico en conjunto con el cliente, con software para Renders y Autocad; luego planea el despiece de la obra, con planos de las cerchas y las piezas que requiere el departamento de ebanistería, para entregar al cliente los materiales o construir en el sitio. El sistema se utiliza en casas de campo, residencias, mansiones, cabañas, habitaciones de hoteles , gazebos, caballerizas, pérgolas, puentes, senderos, etc.

Usualmente se desperdicia entre un 50 y un 70% del potencial de los árboles, las tierras que invaden a los bosques generalmente no son adecuadas para la agricultura o ganadería, por lo que tienen un bajo rendimiento y corta vida, hasta que se convierten en otro desierto. La urgente necesidad de solucionar el problema de la creciente extinción de los hábitats naturales y las amenazas a la vida en el

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