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Nanotubos de carbono para Infraestructuras inteligentes

Los Nanotubos de Carbono fueron descubiertos en Japón por Sumio Iijima en 1991 y están constituidos por redes hexagonales de carbono curvadas y cerradas, formando tubos de carbono nanométricos con una serie de propiedades que han despertado interés en numerosas aplicaciones tecnológicas.

Son sistemas ligeros, huecos y porosos que tienen alta resistencia mecánica, alta resistencia a la tracción y una enorme elasticidad, lo que les hace interesantes para el refuerzo estructural de materiales y formación de composites de bajo peso, alta resistencia a la tracción y enorme elasticidad.

Los nanotubos se comportan como aislantes, semiconductores o metálicos dependiendo de los parámetros geométricos de los tubos. Otra más de sus interesantes propiedades es su alta capacidad de emisión de electrones.

Entre los aspectos más innovadores de estos materiales carbonosos de escala nanométrica, destacan:

En el ámbito de la construcción, numerosos estudios han demostrado que los nanotubos de carbono son las fibras más fuertes conocidas hasta el momento, con la capacidad de variar su forma para acomodarse a las fuerzas externas que provocan su deformación, destacando su ligero peso frente al de otros materiales de características similares.

El equipo de investigación TEP 167 Mecánica de sólidos y estructuras de la Universidad de Córdoba, junto a investigadores de las universidades de Málaga, Granada y Sevilla, ha abierto una nueva línea de investigación para la utilización de los nanotubos de carbono empleandolos como sensores que puedan ser adicionados en los materiales con los que se construyen las infraestructuras.

La adición de nanotubos de carbono en los elementos estructurales de la infraestructura no solo mejoraran su resistencia sino sus propiedades eléctricas, perimitiendo abrir canales de comunicación dentro de la misma.

Al igual que los microchips de las mascotas, se puede obtener información desde dentro de la infraestructura, convirtiéndola en una infraestructura inteligente. Para conseguirlo, el equipo de investigación que lidera el profesor Rafael Castro ha utilizado los nanotubos de carbono y su extraordinaria capacidad conductiva, diseñando cubos de unos 50 mm de lado para ser integrados en estructuras constituidas por hormigón estructural.

Gracias a los ensayos realizados en el laboratorio, los investigadores han logrado presentar un modelo teórico que serviría para comparar las medidas que ofrezcan las estructuras construidas con la presencia de estos materiales inteligentes. Modelos que permiten predecir los cambios en la conductividad de estos compuestos ante la presencia de deformaciones.

Enrique García-Macías, Antonella D’Alessandro, Rafael Castro-Triguero, Domingo Pérez Mira, Filippo Ubertini. “Micromechanics modeling of the electrical conductivity of nanotube cement-matrix composites”. Composites Part B, 2017.

Para saber más de los nanotubos:

http://www.uco.es/uconews/es/article/los-nanotubos-de-carbono-encuentran-la-forma-de-controlar-el-deterioro-de-l/