Hallan la estructura molecular del cemento

La decodificación de la estructura molecular del cemento, uno de los objetivos que han perseguido durante muchos años la industria química y las áreas de investigación científico-técnica relacionadas, parece haberse concretado. Por lo menos así lo establece un trabajo desarrollado por ingenieros y científicos del Department of Civil and Environmental Engineering del Massachusetts Institute of Technology.

Hace 2.000 años que el hombre emplea el cemento para construir un vasto sistema de infraestructuras, desde acueductos de hormigón y otros grandes edificios hasta la mayoría de las viviendas que pueden hallarse en las ciudades actuales. Al mismo tiempo, el análisis de la estructura molecular de los distintos materiales naturales permitió la creación de nuevas opciones para la construcción, como en el caso del acero. En este caso, su estructura se encuentra convenientemente documentada.

Sin embargo, la estructura del hidrato de cemento y su decodificación han sido una incógnita para la ciencia hasta el momento. A pesar de ello, este material es el centro de una industria que mueve grandes cantidades de dinero pero que, al mismo tiempo, se encuentra cuestionada por el impacto ambiental negativo que produce.

Vale recordar que la fabricación de cemento produce alrededor del 5% de la totalidad de las emisiones de dióxido de carbono en todo el planeta. Nuevas disposiciones de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos en cuanto a este tipo de emisiones están empujando a la industria de la construcción a buscar nuevas opciones en cemento y hormigón ecológico.

Un nuevo camino para los materiales empleados en la construcción

Se sabe que el reemplazo del cemento es una alternativa que nunca podría darse en los próximos años, sino que llevará un largo tiempo. Por eso, la decodificación de la estructura del cemento y el conocimiento básico de este material podría ser un hecho de gran importancia para avanzar en el desarrollo de nuevas opciones a aplicar en la industria de la construcción.

Según Sidney Yip, Profesor del MIT y co-autor de un documento publicado en línea en las Actas de la National Academy of Sciences (PNAS), donde se reseña la investigación realizada, el anuncio de la decodificación de la estructura tridimensional de la unidad básica del hidrato de cemento por un grupo de investigadores del MIT, denominado Liquid Stone, podría llegar a abrir una nueva era en la industria de la construcción.

El documento también apareció en un comunicado de prensa del Department of Civil and Environmental Engineering del Massachusetts Institute of Technology, siendo definido como uno de los casos en los cuales las fronteras de la investigación científica y tecnológica se amplían. La investigación fue financiada por el fabricante de cemento portugués Cimpor Corp., a través del Programa MIT-Portugal.

De acuerdo a los responsables de la investigación, este trabajo es el primer paso hacia un modelo coherente de la estructura molecular de los hidratos de cemento, esperándose de aquí en más nuevas colaboraciones de la comunidad científica para lograr mayores avances en la materia.

Caen viejos supuestos y se abren nuevas posibilidades

El descubrimiento ha derrumbado varios supuestos sobre la estructura atómica del hidrato de cemento. Hasta esta investigación, se creía que el mismo contaba con una geometría compuesta por largas cadenas de moléculas de tres átomos de silicio, intercaladas con capas de óxido de calcio puro, dando como resultado una estructura cristalina.

Por el contrario, el equipo del MIT encontró que esa estructura cristalina no existe realmente en el hidrato de cemento. Se trataría de un híbrido que comparte algunas características con las estructuras cristalinas y otras con las típicas estructuras amorfas de líquidos congelados, como el vidrio o el hielo.

El trabajo del equipo de investigación del MIT podría haber dado como resultado el hallazgo del “ADN del hormigón”, según las palabras de los propios especialistas. Luego de saber durante años que a escala nanométrica los hidratos de cemento se aúnan en forma de paquetes herméticos, ahora sería posible conocer las características más profundas de cada una de las pequeñas partes de esos paquetes.

Al existir un modelo molecular validado, será posible manipular la estructura química del material empleado por la mayoría de los diseños arquitectónicos y las grandes obras de infraestructura, modificando sus cualidades medioambientales y disminuyendo su incidencia ecológica negativa, así como también optimizando su capacidad para soportar una mayor presión o temperaturas extremas.