MATERIALES INOVADORES PARA LA CONSTRUCCION

MATERIALES INNOVADORES

Universidad Central del Ecuador - Facultad de Arquitectura y Urbanismo.

CUBIERTA-TECHO

1. Revestimiento de tejas inteligente de aceite reciclado (UEE)

   Esta opción de revestimiento a las tejas gracias a su alta capacidad como aislante ayuda a mantener una temperatura de 20C° dentro de la casa indiferente de la temperatura que se mantenga en el exterior ya sea de -20C° o 40C°.
   Este material esta hecho a base de aceite usado de cocina ya sea de restaurantes o de cocina, en altas temperaturas reacciona expulsando los rayos solares de un 50%-80%, y en climas frios los recibe aumentando su temperatura al techo en un 80%, esta solucion junto con un sistema bien elaborado de distribución de clima en el interior mantiene la températura interna del hogar en unos 20C° evitando así costes electricos de calefacción.
   Se adhiere a cualquier superficie de tejado, desde guijarros hasta asfalto.

Propiedades.
 Tabla de propiedades típicas

Propiedades físicas	Valor - Unidad
Densidad	1.38 - 1.82 g/cc
Absorción de humedad en equilibrio	0.0200 - 0.0400 %
Transmisión de vapor de agua	0.00606 - 0.354 cc-mm/m²-24hr-atm
Transmisión de oxigeno	0.0154 - 0.0472 cc-mm/m²-24hr-atm
Contracción lineal en molde	0.00100 - 0.00400 cm/cm
MFI	9.00 - 18.0 g/10 min
Propiedades mecánicas	Valor - Unidad
Resistencia a la tracción	128 - 182 MPa
Elongación a la rotura	0.500 - 3.40 %
Módulo de elasticidad	10.6 - 20.7 GPa
Límite elástico a la flexión	75.8 - 178 MPa
Módulo de flexión	9.10 - 16.5 GPa
Impacto Izod con muesca	0.267 - 4.00 J/cm
Impacto Izod con muesca (ISO)	14.0 - 95.0 kJ/m²
Propiedades térmicas	Valor - Unidad
Punto de fusión	212 - 280 °C
Temperatura de deflexión a 1.8 MPa (264 psi)	105 - 277 °C
Procesamiento	Valor - Unidad
Temperatura de proceso	225 - 366 °C
Temperatura zona posterior	185 - 280 °C
Temperatura zona media	205 - 290 °C
Temperatura zona delantera	225 - 295 °C
Temperatura dado	225 - 295 °C
Temperatura molde	65.6 - 121 °C

Fuente: http://www.matweb.com

Conclusiones:
- Es una excelente opción ya que tiene la facilidad de venir en varios colores sin afectar su propiedad refractiva, a diferencia de los techos comunes cuyo color afecta directamente su capacidad refractiva, lo que lo hace 
- Ya que se elabora del reciclaje nos permite utilizar y desaparecer los desechos de aceite de cocinas.

Fuente:
http://www.elmundo.es/elmundo/2010/03/22/ciencia/1269256993.html
http://tecninewsnotes.blogspot.com/2010/03/un-techo-inteligente-que-calienta-en.html
http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2013/04/lcp.html

ESTRUCTURAS

2. BioConcreto

   Como sabemos el concreto tiende a fisurarse creando así corrosión en las armaduras, este concreto se repara solo, rellenado las fisuras de hasta 0,5mm. Este producto inspirado en la naturaleza posee cápsulas de bacteria que al contacto con la humedad del aire que se filtra por las fisuras crean calcita, reparando así las grietas producidas, extendiendo considerablemente la vida útil del concreto.

   El truco está en fabricar un cemento especial con unas pequeñas cápsulas de cerámica que contienen esporas de bacterias (mixobacteria, Myxococcus xanthus) y el nutriente que las mantiene vivas: lactato cálcico. Estas esporas permanecen latentes hasta que entran en contacto con el agua, siendo entonces el momento en el que las bacterias dan paso a la producción de la calcita (CaCO3), y por tanto al relleno de las fisuras presentes en el concreto.

Aplicaciones del BioCemento:

-Fisuras en elementos de hormigón 

-Estabilización de Taludes/Erosión 

-Estabilización de explanadas 

-Estabilización de arcillas 

-Mejoras de terreno general 

-Pilotes flotantes 

-Patología de estructuras 

-Modificación de propiedades de otros materiales (cemento, geotextil) 

-Restauración de monumentos 

-Reciclado de hormigón 

-Producción de carbonato cálcico 

-Desmineralización de aguas 

Propiedades:
De la Calcita (CaCO3)
Dureza: 3
Tenacidad: Masivo - cristales uniformemente indistinguibles que forman masas grandes.

PROPIEDADES ÓPTICAS (índice de refracción): Uniáxica negativa. Muy birrefringente.
Densidad: entre 2.71 g/cm³.
Exfoliación: Perfecta según las tres direcciones del romboedro.
Fractura: Conchoidal - fractura muy frágil produciendo fragmentos pequeño conchoidal.

PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS 
Color: Descolorido, blanco, rosado, amarillo, marrón.
Raya: Blanco. Transparencia: Transparente, translucido a opaco.
Brillo: Opaco, se disuelve en ácidos diluidos, incluyendo en aguas subterráneas acidas.

Conclusión:

- El concreto que se repara solo es una excelente herramienta no solo al momento de construcción de estructuras sino también a la restauración de otros elementos al utilizarlo como BioCemento

- Tomando en cuenta que la utilidad de las bacterias significa menos concreto a usar a largo plazo, esto combinado con un concreto cuya huella de carbono sea reducida sería una solución excelente para los problemas de emisión de carbono en la elaboración de concreto.

Fuente:

http://blog.is-arquitectura.es/2012/11/30/hormigon-que-autorrepara-sus-fisuras/

http://www.miliarium.com/PremiosMiliarium/2004/Biocemento/Argonauta.pdf
http://www.uantof.cl/salares/Fichas/Calcita.pdf

REVESTIMIENTO EXTERIOR

3. Breathe Brick: El ladrillo aspirador de polución del aire

   Absorben y filtran el aire de las corrientes que hacen contacto con estos ladrillos. El aire purificado ingresa al edificio mientras que la polución se va a depósitos para que posteriormente puedan ser utilizados para crear mas de estos ladrillos. Estos ladrillos fueron inspirados en la contaminación de la ciudad de Beijing.

   Breathe Brick está diseñado para formar parte del sistema de ventilación normal de un edificio con una fachada de doble capa de los ladrillos con los ladrillos especialistas en el exterior complementando por una capa interna que proporciona aislamiento estándar, adherido a un acoplados de plástico reciclado a los ladrilloso especialistas.

Propiedades: 
Tabla en Comparación.


Además tenemos las siguientes:
   Compuesto de Polvo, arcilla, smog.
   Ligero debido a sus componentes.
   Se pude adherir a cualquier superficie en especial hormigón.
   Resistente al agua, debido a su diseño no se filtra el agua.
  
   

Conclusión: 
- Estos ladrillos eliminan las impurezas del aire, lo cual permite tener una ventilación purificada en el interior del edificio.
- Su elaboración a parte del polvo mismo que filtra hace que sea un material de fácil fabricación y amigable con el medio ambiente.

Fuente:
http://www.plataformaarquitectura.cl/cl/775575/este-innovador-ladrillo-aspira-la-polucion-del-aire
http://www.scielo.org.mx/img/revistas/ris/n85/a4c2.jpg
http://www.plataformaarquitectura.cl/cl/tag/ladrillos
http://www.architectmagazine.com/awards/r-d-awards/citation-breathe-brick_o

INTERIOR:

4. Melamina Vesto

   Es melanina recubierta con cobre, que impide la acumulación de bacterias y otros microorganismos viene en una ampla gama de diseños y colores. Se puede incorporar en muebles de cocina y baño, escritorios, closet, cajones, y cualquier superficie de contacto. Superando por mucho la plata y el acero inoxidable.

   Además el cobre tiene la propiedad de ralentizar el crecimiento de las bacterias, y estas mueren mas rápido de lo que demoran al reproducirse.

   

Video Acero Inoxidable Vs Cobre 

Propiedades:


Inactiva el 99& de las bacterias, hongos, virus y moho en las primeras dos horas de su aplicación
Es seguro para las personas y amigable con el medio ambiente.
Contribuye a la higiene y facilita la limpieza.
No tiene fecha de vencimiento (vida útil del producto).
Se presenta en un amplia gama de diseños y colores.
Presenta caras más densas y homogéneas que el aglomerado común.
La tecnología utilizada en la fabricación de Melamina VESTO, otorga una alta resistencia a la abrasión (superior a 500 ciclos), haciéndola más resistente a rayas.
Disponible en MDP y MDF.

Conclusiones: 

- Es un material muy útil, especialmente en casos de superficies propensas a sufrir degradación por la humedad dañando su integridad estética y funcional. Al ser reemplazadas so prolonga la vida útil del material al que se acopló.
- Su amplia gama de diseños y colores permite ser muy versátil en cuanto a estética, sin afectar su fincionabilidad.

Fuentes:
http://www.plataformaarquitectura.cl/cl/776562/materiales-melamina-con-cobre-anti-microbiano
http://www.archdaily.pe/catalog/pe/products/4250/melamina-antimicrobiana-vesto-arauco

VENTANAS:

5. Raven Window

   Primeramente usado en lentes, ahora las ventanas que suponían un rompecabezas para losa arquitectos ahora tienen la facilidad de controlar la cantidad de calor que ingresa através de ellas hacia el edificio. Cuando hace mucho calor la ventana se tinta oscura para reflectar los rayos del sol mientras que se esclarece cuando hace frió para dar paso a los rayos del sol.

   Es muy importante tener en cuanto que están ventana en ningún momento impide la visibilidad hacia el exterior de las personas en el interior del edificio

Vídeo sobre la ventana al interactuar con el clima en el exterior.

Propiedades:

Un ahorro de energía del 30% o más, según la localización del inmueble, diseño, orientación…
El doble de ahorro que la ventana más eficiente.
Ajuste automático según la temperatura exterior.
Fácil instalación, sin cables eléctricos o sistemas de control.
Puede ser instalado tanto en edificios nuevos como en antiguos.
Alarga la vida útil de los sistemas de climatización/calefacción.
Se puede elegir el color del tintado de los vidrios.

Ilustración sobre el funcionamiento de las ventanas.

Conclusión:
- El utilizar este tipo de ventanas conlleva un ahorro energético durante todo el año en el sistema de ventilación interno de los edificios, ya que estos necesitan grandes cantidades de energía y RavenWindow no.
- Las ventanas RavenWindow puede utilizarse con varios materiales antireflectantes como el Silicio siendo su fabricación prácticamente fácil.

6. Ventanas de aislamiento acústico que permiten el flujo del aire.

Estas ventanas ofrecen una solución para disminuir el ruido del exterior sin necesidad de sofocarnos dentro. Su funcionamiento se explica en la siguiente cita:

"La ventana se compone de muchos átomos artificiales o resonadores conectados en serie y en paralelo. El diámetro del agujero en los átomos artificiales debe ser mucho menor que la longitud de onda de la onda de sonido de un fuerte difracción ... Hemos creado el resonador sonido de intercepción de las ondas de sonido en algunos rangos de frecuencia que dieron lugar a una separación del medio y el sonido. Posteriormente, se aplica ondas de sonido en el intervalo de 400-5,000Hz a las dos ventanas. a continuación, se observó una grave pérdida de transmisión de sonido dentro de rangos de frecuencia específico la derrota fue 20-35dB con la ventana de 50 mm en el rango de 700 -. 2,200Hz ". 

   Su módulo de compresibilidad es negativo, esto provoca que el sonido disminuya exponencialmente al atravesarla. Se consigue mediante cámaras de resonancia entre dos membranas acrílicas transparentes, separadas 40mm.
   En cada capa existen perforaciones de 50mm de diámetro que hacen que el sonido se disperse, atenuándose bastante el ruido, y de paso permitir el paso del aire. Es posible filtrar determinadas frecuencias acústicas, y dejar pasar otras, consiguiéndose en algunos ensayos reducciones de 35 decibelios. Añadiendo más bloques se puede conseguir una ventana con mayor aislamiento, pero eso disminuiría el flujo del aire.

   Se puede encontrar mas información sobre el funcionamiento de dichas ventanas
En este PDF

Pruebas hechas a las ventanas.

Propiedades:
Son ajustables, es decir se pueden fabricar este tipo de ventanas con ciertas especificaciones que les permitirían aislar ruidos específicos mientras que se puede dejar otros pasar.
Se pueden fabricar de varias dimensiones.

Conclusiones:
- Este tipo de ventanas es excelente para lugares ruidosos como la ciudad, perfecta para edificios familiares ubicados cerca de calles principales, oficinas.
- Su mutabilidad de frecuencias nos permite filtrar sonidos como el del tráfico dejando pasar otros como las olas en el lobby de un hotel cercano a la playa.
- Los problemas de calentamiento por tener ventanas cerradas permitirá disfrutar una fresca circulación de aire sin el ruido del exterior.

SUELOS:

7. Baldosa de Vidrio reciclado

Estas baldosas son hechas a partir de vidrios ya rotos o dañados por su uso (hasta 95% es usado en la mezcla) se los comprimen a altas temperaturas. Se utilizan vidrios tratados especialmente, laminados o templados, y usualmente están sujetos a otras estructuras de soporte. 

A diferencia de lo que se puede creer, a estas baldosas se las trata especialmente para que no sean fáciles de rayas, dándole incluso mas resistencia al rayado que algunos materiales ya utilizados para pisos. Así mismo son tratados para que tengan propiedades antideslizantes.

Propiedades del vidrio

Densidad

2500 kg/m3

Dureza

470 HK

Resistencia a la comprensión

800 - 1000 MPa

Módulo de elasticidad

70 000 MPa

Rango de transformación

520 - 550°C

Temperatura para su emblandecimiento aprox. 600°C Expansión termal 9.10-6 K-1 Índice de refracción Calor específico n = 1.52 0.8 J/g/K Resistencia a la flexión             45MPa Conclusiones: - Las baldosas de vidrio reciclado tienen una textura muy agradable a la vista, da elegancia al lugar, la huella de carbono que representa su elaboración es relativamente inferior a lo de los otros materiales utilizados para este mismo fin. - Su transparencia nos permite ubicar elementos decorativos como piedras, vegetación, etc, dando mayor impacto visual.

Fuente:

http://www.saint-gobain-sekurit.com/es/glosario/propiedades-del-vidrio
http://www.bia.com.uy/index.php/composicion-y-caracteristicas-generales
http://blog.presupueston.com/azulejos-y-baldosas-de-vidrio-reciclado/
http://ecologiaactual.com/baldosas-con-vidrio-reciclado/





Fuente:
http://www.technologyreview.com/view/516766/redesigned-window-stops-sound-but-not-air-say-materials-scientists/
http://www.tested.com/science/physics/456700-prototype-window-blocks-out-sound-not-air/
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2948367/The-magic-hi-tech-window-block-noise-let-fresh-air-in.html