La Universidad de Leeds acaba de anunciar en un comunicado la puesta en marcha del proyecto ISSB (Intelligent, Safe and Secure Buildings o “Edificios inteligentes y seguros”), por el que se construirá una casa con nanotecnología que es capaz de autorrepararse en caso de terremoto. La casa estará ubicada en la ladera de una montaña en Grecia antes de diciembre de 2010.
El edificio podrá resistir los terremotos gracias a sensores de vibraciones, y a su capacidad de arreglar por sí sola las grietas que sufran sus muros, capacidad conseguida gracias a un material formado por nanopartículas poliméricas que pasan a estado líquido si se someten a presión. Dicho líquido fluye y rellena las grietas y después se endurece y forma un material sólido, arreglando así las roturas que sufra el edificio.
Gran inversión
Para el proyecto, que llevará a cabo el NanoManufacturing Institute (NMI de dicha universidad (en el Reino Unido), la UE ha destinado un presupuesto de 14 millones de euros.
Según declaraciones del coordinador del proyecto recogidas en el citado comunicado, el profesor Terry Wilkins, del NMI, señala que «lo que pretendemos lograr es emocionante: nos proponemos utilizar polímeros en situaciones mucho más duras que nunca y a mayor escala.»
Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas, llamadas monómeros. La nanotecnología es un conjunto de técnicas que permiten manipular la materia a escala atómica y molecular, permitiendo crear cosas de un tamaño cien mil veces menor que un cabello humano (el nanómetro equivale a la billonésima parte de un metro).
Si la combinación de polímeros y nanotecnología resulta efectiva, el proyecto daría lugar a una solución para los edificios que se construyan en zonas de riesgo por su abundante actividad sísmica.
Construcción por fases
El proceso de construcción seguirá varias fases: en primer lugar se fabricarán los muros de la casa con unos novedosos armazones de acero de carga y planchas de yeso de gran resistencia.
La segunda novedad consistirá en la introducción de sensores inalámbricos sin batería y de etiquetas de identificación por radiofrecuencia que permitirán recoger grandes cantidades de datos acerca de las tensiones, las vibraciones, la temperatura, la humedad y los niveles de gases que afectan al edificio.
Si se produjera algún problema, por ejemplo un seísmo, la red inteligente de sensores alertaría de inmediato a los inquilinos, quienes dispondrían de tiempo suficiente para ponerse a salvo.
También medios de rescate
El profesor Wilkins señala asimismo que «Si se construyen grupos de casas así podríamos implantar una red de sensores aún más amplia para recabar aún más información. Después, si se derrumba la casa, contamos con aparatos de mano que nos permitirían localizar entre los escombros los sensores incorporados y, con ellos, averiguar cómo se derrumbó la casa y si hay alguien en la zona. Así pues, contaríamos también con medios para el rescate.»
El Dr. Roger Gregory, socio de este proyecto, y presidente de la compañía Instrumental Ltd., vinculada a la universidad de Leeds, señala por su parte: «En Leeds son líderes mundiales en el diseño de redes inalámbricas para entornos extremos y lugares de acceso difícil. Aunque se derrumbase por completo el edificio, los sensores permitirían especificar con precisión la causa del fallo.»
Instrumentel Ltd. trabajará con Greg Horler, de la School of Electrical and Electronic Engineering para desarrollar esta tecnología, y con la profesora Anne Neville de la School of Mechanical Engineering, también en Leeds, quien investigará nuevas fórmulas de diseño de las nanopartículas de polímeros que se requieren.
El profesor Wilkins concluye: «En cuanto contemos con el diseño óptimo podremos empezar a producir miles de litros de la nanopartícula líquida en cuestión, que se añadiría a la mezcla de yeso en proporciones muy pequeñas.»
Materiales autorreparables
No es la primera vez que los científicos crean materiales autorreparables. Por ejemplo, investigadores de la Universidad de Illinois presentaron otro polímero que puede reparar grietas gracias a un mecanismo que depende de pequeñísimas cápsulas de sustancias químicas incrustadas y de un proceso de catálisis. Sin embargo, en este caso, una vez que se agotaba la vida útil de aquellas sustancias químicas, se agotaba también la capacidad de autorreparación del polímero.
Otro científico llamado Fred Wudl, del Exotic Materials Institute de la Universidad de California, también logró un material formado por polímeros cuyas propiedades parecen inagotables.
Para fabricarlo, se aplicó una reacción química llamada Diles-Alder a dos moléculas orgánicas (furano y maleimida), que se combinan formando largas cadenas de un polímero. La reacción de estas moléculas es reversible, es decir, que calentando el plástico roto, las moléculas originales que reaccionaron para formarlo pueden reaccionar de nuevo.
Wudl consiguió esta misma reacción con polímeros de tres dimensiones, moléculas unidas para formar una placa fuertemente interconectada, en lugar de cadenas separadas. Así, grupos formados con cuatro moléculas de furano y grupos con tres moléculas de maleimida dieron lutar a un plástico resistente y transparente que, días después de haber sido rotas en dos por una máquina, calentándolas a 120º, la grieta entre las dos piezas se autoensambló de nuevo.
Interés especial por la nanotecnología
En mayo de 2005, la Comisión Europea anunció su interés por fomentar la investigación y el desarrollo de las nanociencias y de las nanotecnologías, dando un importancia especial a la necesidad de que haya una nueva generación de investigadores y trabajadores de otros sectores preparados en estos campos, que sin duda supondrán avances para diversas disciplinas científicas.
El ejemplo de las casas autorreparables es sólo uno de tantos proyectos europeos en los que la nanotecnología puede ser aplicada y altamente valiosa. Ya en 2004, la CE triplicó la inversión en estos sectores, que considera esenciales para el desarrollo de aplicaciones médicas (diagnósticos miniaturizados), tecnologías de la información (almacenamiento de datos y nuevas tecnologías de visualización); producción y almacenamiento de energía; fabricación de microsistemas e imitación de la naturaleza con estructuras atómicas y/o moleculares; alimentación, agua y medioambiente (nanotecnología, por ejemplo, para paliar el efecto de la contaminación) e incluso seguridad (con sistemas de detección altamente específicos de alerta precoz ante agentes químicos o biológicos).