TEMA : NANOTECNOLOGA

AO DE LA PROMOCIN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y DEL COMPROMISO CLIMTICO

FACULTAD DE ARQUITECTURA

CURSO : TECNOLOGA DE LOS MATERIALES

DEFINICIN

La palabra "nanotecnologa" es usada extensivamente para definir las ciencias y

tcnicas que se aplican a un nivel de nano escala, estas son unas medidas

extremadamente pequeas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras

moleculares.

La mejor definicin de Nanotecnologa que hemos encontrado es esta: La

nanotecnologa es el estudio, diseo, creacin, sntesis, manipulacin y aplicacin de

materiales, aparatos y sistemas funcionales a travs del control de la materia a nano

escala, y la explotacin de fenmenos y propiedades.

DESCRIPCIN

La nanotecnologa es la tecnologa que nos permite fabricar cosas a escala

nanomtrica (se abrevia nm.) que equivale a la millonsima parte de un milmetro o la

billonsima parte de un metro.

Tambin se le puede definir como la ciencia que manipula en forma individual tomos

y molculas para crear maquinarias de tamao molecular, que usualmente se mide en

nanmetros

RESEA HISTORICA

LOS AOS 40

Jhon Von Neuman Es considerado como uno de los ms

importantes matemticos de la historia moderna ,

estudia la posibilidad de crear sistemas que se auto-

reproducen como una forma de reducir costes.

1959

Richard Feynmann habla por primera vez en una

conferencia sobre el futuro de la investigacin

cientfica: "A mi modo de ver, los principios de la Fsica

no se pronuncian en contra de la posibilidad de

maniobrar las cosas tomo por tomo".

1985 Se descubren los buckminsterfullerenos

El buckminsterfullereno, buckybola o futboleno, es

una molcula de fullereno esfrico con la frmula

emprica C60. Presenta una estructura

tridimensional en forma de jaula integrada por

anillos de carbono unidos en una configuracin

de icosaedro truncado que asemeja a un baln de

ftbol. Se encuentra formado por veinte anillos de

carbono hexagonales y doce anillospentagonales,

con un tomo de carbono en los vrtices de

cada polgono, y un enlace en cada una de

las aristas.

1996

Harold Walter Kroto gana el Premio Nobel por

haber descubierto fullerenes

APORTES A LA CONSTRUCCIN

LA NANOTECNOLOGIA EN EL HORMIGON.

El 25% de los propietarios de estructuras de hormign reparadas estn insatisfechos con el

resultado de dicha reparacin y del resultado de los materiales de proteccin utilizados en los

5 aos posteriores a la reparacin; un 75% lo estn durante los 10 aos siguientes .

El propio hormign -material de construccin tradicional, pero de micro estructura compleja-

debe sus propiedades, en gran parte, al gel C-S-H de la matriz cementicia, que no deja de ser

un material nano estructurado con propiedades modificadas por una red de poros y micro

fisuras, cuyos tamao pueden variar desde unos nanmetros hasta milmetros. El

conocimiento de su nano estructura y las fases del gel permitirn abrir el abanico de productos

derivados del cemento con propiedades multifuncionales .

La adicin de nanopartculas al hormign puede permitir controlar su porosidad.

Reforzando al hormign con nanotubos de carbono puede incrementarse su resistencia y

evitar la propagacin de grietas.

NANOTECNOLOGA: MEJORANDO LA PASTA DE CEMENTO

Los puntos dbiles en la capa de contacto entre el

cemento y las cargas se conocen como efectos de

transicin .

Mejorando la calidad de las nanoestructuras de la

pasta de cemento en las zonas de transicin se

mejora la resistencia a traccin y por consiguiente

se reduce la fisuracin .

MODIFICACION DE PINTURAS Y BARNICES CON NANOPARTICULAS.

La utilizacin de nanopartculas como aditivos tiene

un gran potencial en el desarrollo tecnolgico ya

que estos aditivos aplicados en pequeas porciones

ayudan a mejorar de una manera significativa las

propiedades finales de las pinturas y barnices.

La adicin de partculas de ZnO mejora

significativamente el comportamiento frente a la

radiacin ultravioleta del recubrimiento, mientras

que la adicin de alumina (Al2O3) y silice (SiO2)

mejora el comportamiento frente a los rayados.

PEGAMENTOS BASADOS EN NANOPARTCULAS

El uso de nanoparticulas de ferrita (oxido de hierro) en materiales adhesivos activados

trmicamente permite iniciar a distancia el proceso de secado mediante la aplicacin

de un campo electromagnetico en el rango de las microondas-radiofrecuencia (1-

10GHz). Adems, al culminar el proceso de secado del adhesivo en escalas de tiempo

mas reducidas que los procesos convencionales, se reduce el calentamiento indeseado

de zonas adyacentes.

Las aplicaciones de esta clase de tecnologa podra ser en todas aquellas en las que se

desee pegar dos piezas reduciendo los calentamientos indeseados de las zonas

adyacentes, calentando localmente el pegamento, adems cuando se desea disminuir

el tiempo de secado de un adhesivo, con lo que se reducen valiosamente los procesos

necesarios para completar la soldadura de piezas.

Adems las nano partculas absorben la radiacin, calientan la matriz secando el

pegamento.

NANOTUBOS DE CARBONO

Los "nanotubos de carbono", uno de los mltiples materiales creados por la

nanotecnologa, son el material ms fuerte conocido por el hombre: mientras un cable de

acero de alta resistencia de 0.56 milmetros de espesor puede soportar un peso de unos

102 Kg., un cable de nanotubos del mismo grosor puede soportar un peso de hasta 15.3

Toneladas.

Se consideran 100 veces ms fuertes y resistentes que el acero, y su peso es 1/6 de su

peso. Adems, conducen la electricidad mejor que el cobre y son buenos conductores de

calor.

Actualmente, todos los estudios de nanotecnologa se enfocan en estos nanotubos .

APORTES A LA ARQUITECTURA

La Iglesia del Jubileo, diseada por Richard

Meier en Roma, posee una fachada de

paneles prefabricados de cemento blanco con

nanopartculas de dixido de titanio

fotocataltico que atrapan la suciedad y luego

la descomponen en contacto con la luz solar

(foto).Tambin los coches del sistema de

subtes de Hong Kong fueron recubiertos en su

interior por partculas de dixido de titanio y

plata para combatir la gripe H1N1, ya que

matan a la mayora de bacterias y virus.

Durante los ltimos trece aos el Museo de Arte Moderno de Nueva York, a

travs del Young Architects Program (YAP) de MoMA PS1, se ha dedicado a

premiar el trabajo de arquitectos emergentes, brindndoles la oportunidad de

disear innovadoras instalaciones temporales al aire libre con el fin de abordar

desde dicha perspectiva los problemas ambientales.

Los ganadores de este ao son Hollwich Kushner (HWKN, conformado por los

arquitectos Matthias Hollwich y Marc Kushner, Nueva York), quienes triunfaron

con la instalacin Wendy creada para la temporada de verano musical en el

patio del MoMA.

La gran escultura est hecha de tela de nylon impregnada de nanopartculas de

xido de titanio expulsadas en forma de spray, las cuales, al entrar en contacto

con los contaminantes en el aire, permiten neutralizarse. La obra maestra no

slo ofrece un espectculo de aire fresco, msica, caones de agua y niebla,

emulando una atmsfera citadina, sino que tambin limpia el aire contaminado

de forma equivalente a quitar 260 coches de la ciudad.

RESUMEN E INVESTIGACIN

PARA QUE SIRVE LA NANOTECNOLOGIA?

El futuro est en la nanotecnologa, porque nos presenta nuevas innovaciones.

Como por ejemplo:

El diseo de nuevos materiales es, actualmente, el campo ms desarrollado y de

mayor impacto de la nanotecnologa.

La nanotecnologa tambin promete el desarrollo de fuentes menos

contaminantes y ms eficientes de energa as como nuevas formas de

almacenamiento.

POR QU ES IMPORTANTE LA NANOTECNOLOGA?

La nanotecnologa es tan importante porque podra tener el potencial

para resolver muchos de los problemas de la humanidad.

Si se desarrolla de forma responsable, la nanotecnologa podra resolver

problemas en los pases ms pobres del mundo tan importantes como

enfermedades, hambre, falta de agua potable y falta de casas. Si se

desarrolla de forma no responsable, la nanotecnologa podra ser algo

muy peligroso, permitiendo la fabricacin de armas muy pequeas con

una fuerza de destruccin inimaginables. Algunos expertos creen que su

impacto sobre nuestra vida ser tan importante como en su da fue el

impacto de la medicina o el impacto de los ordenadores.

Mtodos basados en SPT-T

Mayne (2001) investiga como precisamente un nmero (valor de N), es suficiente para

calcular un gran nmero de parmetros diferentes del suelo y aboga por el empleo de

pruebas in situ con mecanismos heterogneos.

En el Brasil el SPT se usa normalmente en la prctica de Ingeniera de Cimentaciones

desde 1944; Ranzini (1988) sugiri complementar el convencional SPT con la medida

del torque requerido para voltear la cuchara partida despus de sea hundida. Esta es

llamada prueba de penetracin estndar con la medida del torque (SPT-T).

El mismo autor (Ranzini, 1994) sugiri la posibilidad de usar este valor para obtener la

resistencia lateral del pilote y present la siguiente ecuacin:

2.1.8.1 Introduccin

En depsitos de arena los ingenieros especialistas, tpicamente inician una investigacin

de campo en base a prueba de penetracin estndar (SPT), de acuerdo a la norma

ASTM-D1586, que es la herramienta mas usada,

mundialmente para la caracterizacin geotcnica y para la determinacin de las

condiciones de cimentacin por mtodos de diseo empricos. La dimensiones del

penetrmetro y la energa potencial del SPT han sido seleccionadas para su uso en

arenas, sin embargo es insuficiente para su uso en suelos gravosos debido al tamao de

los granos, o porque la energa es insuficiente. Algunos investigadores han tratado de

superar ste problema, relacionando el nmero de golpes del SPT, con el nmero de

golpes obtenidos con un penetrmetro de mayor dimetro y con un martillo mas pesado,

denominndose a esta prueba LPT. Otros investigadores han comenzado a desarrollar

bases de datos a fin de relacionar el nmero de golpes de LPT con las propiedades de

los suelos.

c. LPT Italiano (ILPT)

Crova (1993) proporcion factores de correlacin LPT - SPT, en base a estudios

realizados en arenas y arenas gravosas en el puente Messina en Italia; el tamao

promedio de las partculas vari entre 0.5 44mm. La energa de impacto fue medida

usando el mtodo F2. El nmero de golpe del SPT y del ILPT fueron corregidos para el

60% de energa.

d. LPT Norte Americano (NALPT)

Koester (2000) y Daniel (2000) describen una investigacin en arenas gravosas y gravas

arenosas cerca de Seward, Alaska. La energa de impacto fue medida utilizando los

mtodos de F2 y fuerza velocidad (FV). El nmero de golpes del SPT y del NALPT

fue corregido para el 60% de energa.

e. Becker Penetration Test (BPT)

El martillo Becker fue desarrollado en 1958 en Alberta, Canad inicialmente para

exploracin ssmica de petrleo en suelos gravoso. Ahora es ampliamente utilizado en

investigaciones geotcnicas para perforaciones, muestreos y ensayos de penetracin en

suelos granulares gruesos, para evaluar la densidad e instalacin de pilotes hincados.

La perforacin usa en martillo de petrleo de doble accin, especialmente diseado para

que el forro o cassing ingreso en el suelo.

El martillo de perforacin Becker es ampliamente usado en Norteamrica y consiste en

introducir un tubo de pared doble en el suelo mediante un martillo diesel de doble

accin, registrando el nmero de golpes cada 0.30 m, perforando previamente mediante

inyeccin de aire y tcnica de cicloneo para remover el suelo.