Monografia Materiales de Construccion

8/10/2019 Monografia Materiales de Construccion

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UNIVERSIDAD NACIONAL

SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

MONOGRAFIA MATERIALES DE

CONSTRUCCION

NANOTUBOS DE CARBONO EN LA CONSTRUCCION

ALUMNO:

GUERRERO DIAZ ALVARO

CURSO

MATERIALES DE CONSTRUCCION

DOCENTE

NGELES SOTIL LEOVIGILDO

Huaraz-PerAgosto-2014


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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION .................................................................................................................. 1I. NANOTUBO DE CARBONO ....................................................................................... 2

II. PROPIEDADES DE LOS NANOTUBOS ..................................................................... 2

III. APLICACIN EN LA CONSTRUCCION: ............................................................... 3

IV. CONCLUCIONES: ..................................................................................................... 6

V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: ........................................................................... 6


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UNIVERSIDAD NACIONAL CURSO: MATERIALES DE CONTRUCCION

SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO PROF:ANGELES SOTIL LEOVIGILDO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CICLO: V

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INTRODUCCION

La tecnologa se sigue renovando en varios aspectos, ahora la gran revolucin de la

nanotecnologa llega al sector de la construccin, generando grandes cambios a lo que antesera lametodologa de construccin la tradicional, llevndola as a un nuevo nivel y

proyectando el rea de la construccin a un futuro tecnolgico donde la construccin dar

mucho de qu hablar.

A grandes rasgos, se podra decir que la Nanotecnologa tiene la capacidad para elaborar o

fabricar materiales, dispositivos osistemas, mediante elcontrol de

sumateria aescala manomtrica.

De esta forma, sus propiedades fsicas y qumicas pueden ser moduladas sistemticamente

por la variacin del tamao, facilitando eldiseo de nuevos materiales con un

menorconsumo derecursos naturales.

Hoy en da en la construccin tradicional desde tiempos atrs hasta nuestros das se han

empleado fundamentalmente elementos constructivos de piedra,madera,hormign armado y

acero, materiales que cumplen adecuadamente sufuncinpero que, bajo ciertas condiciones,

presentan algunos inconvenientes.

Tal es el caso de la madera que requiere grandesinversiones enmantenimiento,el hormign

armado que tienen una altadensidad y demandan grandes capacidades para su manejo e

instalacin, el acero que presentaproblemas decorrosin, entre otros, por ese motivo la

nanotecnologa involucra su tecnologa para el mejoramiento de los materiales de

construccin as como la tcnica de construccin.

Es as como aparecen los nanotubos dentro de la nanotecnologa para hacer mejoras a las

mezclas a su composicin durabilidad resistencia y dems que sern tratadas en el presente

trabajo.
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I. NANOTUBO DE CARBONO

Los nanotubos de carbono son unaforma alotrpica del carbono, como eldiamante,

elgrafito o losfullerenos. Su estructura puede considerarse procedente de una lmina de

grafitos enrollados sobre s misma. Dependiendo del grado de enrollamiento, y la maneracomo se conforma la lmina original, el resultado puede llevar a nanotubos de distinto

dimetro y geometra interna. Estos estn conformados como si los extremos de un folio se

uniesen por sus extremos formando el susodicho tubo, se denominan nanotubos monocapa o

de pared simple. Existen, tambin, nanotubos cuya estructura se asemeja a la de una serie de

tubos concntricos, incluidos unos dentro de otros, a modo de muecas matrioskas y,

lgicamente, de dimetros crecientes desde el centro a la periferia. Estos son los nanotubos

multicapa. Se conocen derivados en los que el tubo est cerrado por media esfera defulereno,

y otros que no estn cerrados.

II. PROPIEDADES DE LOS NANOTUBOS

La estabilidad y robustez de los enlaces entre los tomos de carbono, son del tipo sp2,les

proporciona la capacidad de ser lafibra ms resistente que se puede fabricar hoy da. Por otro

lado, frente a esfuerzos dedeformacin muy intensos son capaces de deformarse

notablemente y de mantenerse en un rgimen elstico. Elmdulo de Young de los nanotubos

podra llegar a oscilar entre 1,3 y 1,8 terapascales,si bien hasta la fecha slo se han podido

obtener experimentalmente hasta los 0,8TPa.Adems, estas propiedades mecnicas podran

mejorarse: por ejemplo en los SWNTs (Single Walled NanoTubes o Nanotubos de pared

simple), uniendo varios nanotubos en haces o cuerdas. De esta forma, aunque se rompiese un

nanotubo, como se comportan como unidades independientes, lafractura no se propagara a

los otros colindantes. En otros trminos, los nanotubos pueden funcionar comoresortes

extremadamente firmes ante pequeos esfuerzos y, frente a cargas mayores, pueden

deformarse drsticamente y volver posteriormente a su forma original.

Diversos estudios han tratado de medir las propiedades mecnicas y la tensin mxima

soportada por un nanotubo, con resultados heterogneos, si bien se podra asumir a modo

orientativo que la tensin mxima podra rondar los 150GPa.Este dato implica que un cable

de 1 cm de grosor formado por nanotubos podra aguantar un peso de unas 1.500 toneladas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Alotrop%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diamantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Grafitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fullerenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Matrioskahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fulerenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hibridaci%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)#Hibridaci.C3.B3n_sp.C2.B2http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_sint%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Deformaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_Younghttp://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Tera_(prefijo)http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_la_fracturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resortehttp://es.wikipedia.org/wiki/Gigahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gigahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gigahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resortehttp://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_la_fracturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tera_(prefijo)http://es.wikipedia.org/wiki/Tera_(prefijo)http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_Younghttp://es.wikipedia.org/wiki/Deformaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_sint%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hibridaci%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)#Hibridaci.C3.B3n_sp.C2.B2http://es.wikipedia.org/wiki/Fulerenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Matrioskahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fullerenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grafitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diamantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Alotrop%C3%ADa


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Por comparacin, un cable equivalente del mejor acero conocido puede soportar 20

toneladas.

No obstante, no todos los estudios han mostrado unos valores tan optimistas: en general es

comnmente aceptada la afirmacin de que los nanotubos son 100 veces ms resistentes que

el acero, y 6 veces ms ligeros, aunque se trate de un material poco conocido, estos valores

podran variar.

III.APLICACIN EN LA CONSTRUCCION:

- Los nanotubos tambin son adecuadas para el desarrollo de materiales estructurales, as

estas se pueden emplear en cemento y hormign armado. Hasta ahora no se han reportado

productos comerciales de este tipo con nanopartculas pero se cree que los CNTs puedenimpedir la propagacin de grietas y mejorar sus propiedades mecnicas.

-

Investigadores del Paul Pascal Research Centre y la Universidad de Paris (Sur), en

Francia, han utilizado la tcnica "hot-drawing" para mejorar las propiedades tcnicas de

las fibras hechas a partir de los nanotubos de carbono. El proceso increment la dureza de

la fibra y las hizo resistentes al agua. Esto podra ser utilizado en la construccin para la

construccin de obras para que resistan mayores impactos de calor o humedades.

- Marino Arroyo, investigador del Laboratorio de Clculo Numrico (LaCaN) de la

Escuela de Caminos de la UPC que estudia las propiedades mecnicas como la rigidez y

la resistencia de los nanotubos de carbono los define como muy especiales desde el

punto de vista mecnico. Para l, estamos acostumbrados a que los materiales flexibles

sean blandos, como el caucho, y los materiales rgidos sean frgiles, como el vidrio. En

cambio, los nanotubos de carbono, gracias a su orden atmico casi perfecto, combinan

una resistencia y una rigidez nicas con una muy alta flexibilidad. Asimismo, aade que

se doblan cuando los comprimimos, pero cuando la presin desaparece, retornan a su

posicin inicial, dentro de unos mrgenes.


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Representacin grfica de un nanotubo de carbon policapa cuando se arruga. Foto: UPC.

Intentar entender comportamientos mecnicos complejos como ste, que son reversibles,

es la base del trabajo de cientficos como Arroyo quien, junto a sus colaboradores de laEscuela de Caminos, han caracterizado los patrones de deformacin de los nanotubos

policapa al arrugarse mediante tcnicas matemticas y computacionales. Hemos

observado que, cuanto ms gruesos son los nanotubos policapa ms propensos son a

arrugarse y, cuanto ms se arrugan, ms blandos son. Eso son buenas y malas noticias:

Malas porque no se pueden realizar materiales compuestos que se aprovechen de su

rigidez extrema; buenas porque estos patrones de deformacin disipan mucha energa y,

por lo tanto, pueden ser idneos para aplicar en materiales para absorber choques.

- Con la idea de desarrollar materiales inteligentes multifuncionales para aplicar al sector

de la construccin, Ignasi Casanova, del Grupo de Mecnica y Nanotecnologa de

Materiales de Ingeniera de la UPC, en la Escuela de Caminos, estudia la conductividad

elctrica de los nanotubos de carbono. Los nanotubos poseen propiedades

piezoelctricas. Es decir, tienen la capacidad de generar carga elctrica cuando se

deforman porque tienen una estructura sin centro de simetra, explica. Estamos

trabajando la posibilidad de obtener hormign que tenga una cierta conductividadelctrica mediante la adicin de nanotubos de carbono. Un hormign como el que

describe Casanova, con los sensores imbuidos en el mismo material, tendra capacidad de

emitir una seal como respuesta a deformaciones extremadamente pequeas. Si estos

materiales se llegan a implementar podra cambiar lo que hoy entendemos por

mantenimiento de estructuras de hormign.


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Si tenemos en cuenta que el mantenimiento de estructuras representa casi el 50%

del presupuesto que se gasta el sector de la construccin en el mbito mundial, desarrollar

materiales con capacidad de autodiagnstico y monitorizar problemas en el

mantenimiento de estructuras supondra una gran ventaja, explica. La aplicacin que

estamos investigando es muy concreta y tecnolgicamente no es fcil de implementar.

Pero, sin duda, los materiales inteligentes tienen inters desde el punto de vista del

desarrollo sostenible.

Este cientfico aade que el hecho de que el hormign pueda ser un material conductor

puede generar aplicaciones ms directas como la monitorizacin continua del trfico en

carreteras. En la construccin de pavimentos, ya que habra la posibilidad de utilizar un

tipo de material que, sin afectar a sus caractersticas de resistencia, podra medir las cargas

y las presiones a las que est sometido por el paso de vehculos, de manera continua y sin

instrumentacin externa.

Ignasi Casanova cree que los materiales inteligentes tienen inters desde el punto de vista del desarrollo sostenible. Foto:UPC.


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IV.CONCLUCIONES:

- Los nanotubos son muy resistentes, y tienen un rango elstico muy alto.

- Los nanotubos son muy buenos conductores de la electricidad.

-

El desarrollo de los nanotubos traer consigo el desarrollo de una construccin

tecnolgica

V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/4740/fichero/2.+Baterias+y+Supercondensadores.p

df

http://digital.csic.es/bitstream/10261/4108/1/Tesis.pdf

http://dit.upc.es/lpdntt/biblio/BREUS/MER04a.pdf

dialnet.unirioja.es/servlet/dcfichero_articulo?codigo=2510315

http://dit.upc.es/lpdntt/biblio/BREUS/MAR04a.pdf
http://www.monografias.com/trabajos11/wind/wind2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/pmbok/pmbok.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/tesisgrado/tesisgrado.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eticaplic/eticaplic.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eticaplic/eticaplic.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/tesisgrado/tesisgrado.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/pmbok/pmbok.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/wind/wind2.shtml

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