9 AGO 2022 Temas del día: Dovetail Workwear Libre comercio UE-India
×
MOMAD

Un equipo de WSU usa mascarillas con grafeno para reforzar el cemento


Primero separa los tejidos de las mascarillas y corta microfibras, a las que aplica óxido de grafeno antes de mezclarlas con el cemento

30.05.2022.- Un equipo de investigación de la WSU (Washington State University) ha demostrado que la mezcla con materiales usados en las mascarillas faciales y la aplicación de grafeno da mayor resistencia y durabilidad al hormigón, tras un mes de curado. Su trabajo ha sido explicado por la revista Materials Letters

WSU, mascarillas, hormigón, grafeno, Washington State University
Trabajo en el laboratorio de la WSU con las mascarillas

El trabajo fue dirigido por Zhipeng Li, estudiante de posgrado del Dpto. de Ingeniería Civil y Medioambiental de la WSU.La financiación corrió a cargo del Centro Nacional para la Durabilidad y la Extensión de la Vida Útil de las Infraestructuras de Transporte, dependiente del Dpto. Transporte de Estados Unidos. 

La producción de cemento es un proceso intensivo en carbono, responsable de hasta el 8% de las emisiones de carbono en todo el mundo. A veces se le añaden microfibras para reforzarlo. El hormigón reforzado con microfibras puede reducir la cantidad de cemento necesaria para un proyecto o hacer que el hormigón dure más tiempo. Todo ello ahorra emisiones de carbono y dinero a los constructores y propietarios. Estas fibras, sin embargo, son caras. 

Las mascarillas –hablamos sobre todo de las de uso médico- contienen fibras que pueden ser útiles para la industria del hormigón. Las zonas que entran en contacto con la piel suelen fabricarse con tejidos de polipropileno o poliéster. Las capas filtrantes, en cambio, se realizan con fibras ultrafinas de polipropileno. Si no se reutilizan, las mascarillas desechables pueden permanecer en el medio ambiente durante décadas y suponer un riesgo para el ecosistema, según afirma la propia WSU.

Aplicación de óxido de grafeno 

En sus ensayos, los investigadores desarrollaron un proceso para utilizar fibras usadas en las mascarillas, de entre 5 y 30 milímetros de longitud. Primero separaron los tejidos de los componentes de metal y algodón que pudiesen contener. A continuación, cortaron sus fibras con longitudes entre los 5 y los 30 milímetros de longitud. 

Mezclaron las microfibras en una solución de óxido de grafeno antes de añadir la mezcla a una pasta de cemento Portland, el tipo de cemento más utilizado en todo el mundo. Constituye el ingrediente básico del hormigón, el mortero y la lechada. El óxido de grafeno proporciona capas ultrafinas de ese material que se adhieren fuertemente a las superficies de las fibras. Estas microfibras absorben o disipan la energía de fractura que contribuiría a crear pequeñas grietas en el hormigón. Sin las fibras, estas grietas microscópicas acabarían provocando grietas más amplias y el fallo del material. 

Los investigadores están realizando más estudios para probar una idea complementariade: que las microfibras tratadas con óxido de grafeno también pueden mejorar la durabilidad del hormigón y protegerlo de los daños causados por las heladas y los productos químicos de deshielo que se utilizan en las carreteras. También prevén aplicar esta tecnología al reciclaje de otros materiales poliméricos, como la ropa desechada, para incentivar la recogida de esos residuos. 

Las mascarillas ya usadas pueden constituir un producto valioso si se procesan adecuadamente, ha señalado el Prof. Xianming Shi, autor del artículo en Materals Letters. Siempre estoy buscando fuentes de residuos. Mi primera reacción ante ellos es siempre la misma: ¿cómo puedo convertir eso en algo utilizable en el hormigón o el asfalto? Este desarrollo muestra una tecnología para desviar las máscaras usadas del flujo de residuos a una aplicación de alto valor.

+ Info: https://www.journals.elsevier.com/materials-letters