El hormigón ha sido un elemento esencial en la civilización humana y su relevancia en la construcción contemporánea es innegable. Aunque la búsqueda de opciones más ecológicas como la madera está en auge, el hormigón sigue siendo el protagonista indiscutible en muchas edificaciones, especialmente en estructuras que requieren gran resistencia y aislamiento, como las centrales nucleares.
Recientemente, un estudio ha puesto de manifiesto cómo la radiación nuclear impacta en el hormigón, revelando un descubrimiento sorprendente: la radiación puede tener un efecto regenerador.
Investigación en detalle. Expertos de la Universidad de Tokio se embarcaron en la tarea de examinar el efecto de la radiación sobre el hormigón, más allá de crear una versión autorreparable del mismo. Las preocupaciones acerca de cómo la radiación afecta al envejecimiento del hormigón, utilizado tanto en estructuras como en blindaje de instalaciones nucleares, motivaron esta investigación.
El enfoque del estudio fue el cuarzo, un componente habitual en la mezcla de hormigón, sea cual sea el lugar de producción. Al investigar el impacto de la radiación sobre el cuarzo, se busca comprender mejor su influencia en la estabilidad estructural de los edificios. Los investigadores han concluido que, teóricamente, estas estructuras son más resistentes a largo plazo, ya que la radiación puede inducir procesos que ayudan a la recuperación interna del cuarzo.
El proceso de irradiación. En el estudio, se sometió a varios tipos de cuarzo a una irradiación de neutrones, exponiéndolos a temperaturas entre 45 y 62 grados Celsius, con niveles de daño por desplazamiento atómico que variaron entre 0,01 y 0,23 unidades.
Ippei Maruyama, uno de los investigadores principales, señala que la irradiación altera la estructura cristalina del cuarzo, causando expansión y amorfización. Aunque inicialmente podría parecer que esto amenaza la estabilidad del material, sorprendentemente se descubrió que el silicio y el oxígeno dentro del cuarzo desencadenan un proceso curativo que mitiga la expansión causada por la radiación.
Capacidades de autoreparación. “Ocurre un fenómeno donde los cristales deformados logran recuperarse, disminuyendo la expansión”, dice Maruyama. Este fenómeno varía según el tamaño de los cristales en el hormigón, y los granos más grandes experimentaron menos expansión. De esta manera, la degradación del hormigón en las centrales nucleares podría ser menos grave de lo previsto.
Maruyama también asegura que “una menor tasa de radiación concede más tiempo para la autoreparación”, permitiendo un funcionamiento seguro de las plantas nucleares por periodos más extensos de lo anticipado.
Perspectivas futuras. Pese a los resultados prometedores, quedan interrogantes por responder. El equipo de investigación, que ha estudiado el hormigón desde 2008, reconoce que el avance en este campo es complicado y costoso.
Con este nuevo entendimiento, el equipo planea estudiar cómo la radiación afecta otros minerales del hormigón, con el objetivo de reducir la aparición de grietas y seleccionar los mejores materiales para futuras construcciones nucleares.
Más allá de las plantas de energía. Este hallazgo del hormigón autorreparable está alineado con los esfuerzos globales por desarrollar materiales que se regeneren. Dado el alto coste de mantenimiento, las emisiones de CO2 y la escasez de arena, diversas investigaciones se han enfocado en este objetivo.
Existen ejemplos de avances, como mezclas de hormigón que incluyen azúcar y café, y que muestran cierta capacidad de autoreparación. Sin embargo, la implementación de estas innovaciones en construcciones cotidianas continúa siendo un reto.
Imagen | Sam300292
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