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El grafeno, beneficios en el hormigón Laura Carolina Muñoz, Miguel Gonzales, Brayan Estiven Garzon Universidad Francisco Jose De Caldas- Tec. Construcciones Civiviles

RESUMEN En el siguiente articulo hablamos del grafeno, sus propiedad y cualidades, los benéficos de la implementación de este en las construcciones, más específicamente en el hormigón y también las causas del porque no se ha implementado hasta ahora. El grafeno es un material extremadamente bueno, ya que tiene unas propiedades excelentes y la naturaleza contiene mucho de él, pero no se había encontrado una manera de extraerlo, hasta que los científicos rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov lo consiguieron de manera sencilla y a temperatura ambiente, por este descubrimiento ellos ganaron un premio nobel en el 2010. La manera de encontrarlo es en la última capa de grafito, esta es una lámina demasiado delgada y ligera, tiene un pero muy bajo pero una resistencia muy alta, también es flexible y buena con el medio ambiente, en conclusión, este es un material “milagroso” que hasta si sufre algún tipo de daño el mismo se recupera. Por esto nosotros queremos saber los beneficios que traería ala construcción la implementación de este material en el hormigón, como si le agregamos grafeno podría utilizarse menos material y sería más liviano y flexible por ende más fácil de manejar al momento de construcción, también ayudaría con todas la enfermedades del hormigón que se han presentado hasta ahora, ya que el grafeno se auto repara lo cual sería de gran ayuda a la hora de una falla ahorrando así millones de pesos que tendrían que ser invertidos para el arreglo de obras, también al ser bueno con el medio ambiente. Las razones por las cual no se a implementado hasta ahora el grafeno en las construcciones y otros ámbitos es porque su producción es demasiado costosa ya que normalmente se encuentra en pequeñas cantidades por lo que se necesita mucho trabajo para tener grandes cantidades d es este material, según estudios se están encontrando maneras más baratas y factibles para la elaboración de este materias en cantidades industriales pero hasta ahora no se ha encontrado una manera que haga comercial al grafeno.

Palabras claves: Nanotecnología, grafeno, Nanoteriales, hormigón, patologías

ABSTRACT In the following article we talk about graphene, its properties and qualities, the benefits of the implementation of this in buildings, more specifically in concrete and also the causes that has not been implemented so far. The graphic is an extremely good material, because it has excellent properties and nature contains a lot of it, but has not found a way to extract, but also the Russian services, Andre Geim and Konstantin Novoselov. , for this discovery they won a Nobel Prize in 2010.

The way to find it is in the last layer of graphite, this is too thin and light, it has a very low but very high resistance, it is also flexible and good with the environment, in conclusion, this is a material " miraculous "that even if it suffers some kind of damage it recovers. For this we want to know the benefits that the construction of this material in the concrete would bring to the construction, as if we added graphene could use less material and it would be lighter and flexible therefore easier to handle at the time of construction, it would also help with all the diseases of the concrete that have appeared until now, since the graphene repairs itself which would be of great help at the time of a failure thus saving millions of pesos that would have to be invested for the repair of works, also to be good with the environment. The reasons why graphene has not been implemented so far in buildings and other areas is because its production is too expensive because it is usually in small quantities so it takes a lot of work to have large quantities of this material, According to studies, cheaper and more feasible ways are being found for the elaboration of this material in industrial quantities, but until now it has not found a commercial way to make graphene.

El grafeno es un muy interesante y moderno material, el cual debe ser estudiado y aprovechado por la humanidad, para así seguir avanzando, contaminar menos y dejar un legado arquitectónico y tecnológico importante.

INTRODUCCIÓN El ser humano, desde sus inicios ha precisado la mejor manera de sobrevivir, y para ello se debe garantizar el alimento, el agua y un refugio que pueda proteger del clima y los animales. Así ha sido desde los tiempos remotos, y para el refugio el ser humano cada siglo avanzo más y más desarrollando nuevas técnicas con materiales cada vez más resistentes. Uno de los materiales que revolucionó la construcción es el concreto, actualmente el material más empleado para las estructuras más imponentes, ya que posee alta resistencia a compresión, es duradero y económico. Sin embargo, como todo en la vida, no es perfecto, cuando se enfrenta a la fuerza de la naturaleza en huracanes o sismos en ocasiones no logra resistir lo suficiente, también es un material que en ciertos climas extremos puede presentar problemas de porosidades, corrosión, entre otras patologías. A cientos de estudios se ha sometido el hormigón, consiguiendo así aditivos que poseen propiedades, que al ser mezclados con el concreto en estado líquido logran afrontar alguna falencia, dependiendo de las necesidades en una obra, por ejemplo, un clima frío, donde el concreto fragua mucho más rápido y es necesario añadir un aditivo retardante para que fragüe en el mejor momento. Así también, hay variedad de contratiempos y necesidades en diferentes obras, para las cuales es necesario seguir mejorando los aditivos. es aquí donde entra el material conocido como grafeno, que es un derivado del grafito, con la misma composición de carbono que el diamante y similar dureza en la escala Mohs, este es un material aún en estudios y desarrollo, para poder hallar una mejor manera de producción y así abaratar su costo, a día de hoy se le han atribuido muchas cualidades, como su alta dureza, flexibilidad, retención de calor, su buena conductividad, su permeabilidad, su resistencia corrosión, su adaptación a silicio, entre otras. Estas cualidades en sí, pueden ser muy útiles en una edificación, al mezclarse con el hormigón y enfrentar los clásicos problemas de este como, la baja resistencia a la torsión, la baja resistencia a tracción, problemas de porosidad en climas fríos, gracias a la retención del calor del grafeno y su permeabilidad, y por supuesto su alta resistencia y bajo peso, para así realizar estructuras menos pesadas y más fuertes, lo que las optimizaría en gran manera. También su flexibilidad a la hora de un temblor, por ejemplo con las juntas de dilatación, para así permitir un movimiento uniforme y menos caótico en una emergencia.

I.

LA NANOTECNOLOGIAn A.

HISTORIA DE LA NANOTECNOLOGIA

La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas que se encarga de estudiar y analizar los materiales en un nivel molecular y atómico. Es decir es el estudio de las propiedades y fenómenos de los objetos a una escala manométrica. Para lograr entender la nanotecnología se deben comprender sus dimensiones, la medida utilizada para éstas es nanó-metros (nm), un nanó-metro equivale a 10 - 9 metros que serían igual a 0,0000001 metros. A pesar de que el concepto de nanotecnología no es algo fijo, sino que por el contrario se va construyendo a medida que se van realizando nuevos experimentos, el origen de la nanotecnología si es bastante claro para varios estudiosos del campo, sugiriendo el origen de esta ciencia en una conferencia impartida en la Universidad Tecnológica de California, el 29 de diciembre de 1959, por el prestigioso físico Richard Feynman - Premio Nóbel de Física en 1965 -, titulada "There is plenty of room at the bottom" ("Hay mucho sitio al fondo") Feynman hablaba de la posibilidad de crear materiales desde una nueva perspectiva, basada en la manipulación y el control de los objetos tan pequeños como los propios átomos y dijo: “No me gusta considerar la pregunta final de si en el futuro, podremos colocar los átomos como queremos, ¿Cuáles serían las propiedades de alguna forma favorable? No puedo saber que pasaría, pero no tengo la menor duda de que si controlamos la colocación de objetos a una pequeña escala, tendríamos acceso a un amplio rango de propiedades que los materiales puedes presentar y podríamos hacer una gran cantidad de cosas” finalizó. [1] B. NANOTECNOLOGIA EL PRIMER CONCEPTO El primer concepto de nanotecnología surge oficialmente en el año 1974 cuanto el profesor de la Universidad De ciencias de Tokio Norio Taniguchi (figura 1), decide formular el termino Nanotecnología, obteniendo más tarde en el mayo de 1999, el premio a la trayectoria en Bremen,

dado por la Sociedad Europea de Ingeniería de precisión y Nanotecnología. La definición dada por Norio Taniguchi decía: “La nanotecnología consiste en el procedimiento de separación, consolidación y deformación de materiales átomo por átomo o molécula por molécula”. [2]

partículas y diversas hipótesis futurísticas, que cada día que pasa ya dejan de ser hipotéticas. Todos estos productos son de grandes beneficios a la sociedad, al medio ambiente y a la industria. Los campos de aplicación de la nanotecnología dependen directamente de la forma y procedimiento y fin para lo que se da la manipulación de la materia en la escala nano. Estos materiales utilizados son llamados nano-materiales, los cuales pueden obtenerse del medio ambiente con sus características naturales o pueden ser generados de forma sintética a los cuales se les atribuye características especiales. A su vez los nano-materiales pueden ser subdivididos en nano-partículas, nano-capas y nano-compuestos. Las nano-partículas son porciones de materia diferenciadas del medio donde se encuentran y cuya longitud, al menos en unas de sus dimensiones, esta entre 1 y 100 nanómetros, las cuales pueden ser clasificadas en tres grandes categorías.

Figura 1. Profesor Norio Taniguchi Tomado: https://alchetron.com/Norio-Taniguchi Después de la defunción dada por Yamaguchi, desde ese mismo año la nanotecnología empezó a tomar fuerza, llamando la atención de varios científicos que empezaron a trabajar con empeño en distintos temas. Surgiendo en los años 80 la teoría de que en algún sentido podíamos tocar los átomos y moléculas, cuando estudiosos apoyados por la teoría del Dr. K. Eric Dexlex lograran manipular los átomos y moléculas, con lo cual causo gran controversia y pánico entre varios sectores, dando motivos para que la justicia interviniera, por el temor a que fuera utilizado de manera ilícita u objetivos ilícitos. C. NANO-MATERIALES Como hemos visto antes, los primeros hombres que se atrevieron a explorar y estudiar un campo que en aquella época parecía algo de ciencia ficción, supuso un cambio total en la forma como pensaban los científicos, y ocasiono desde esos momentos la aparición de distintos temas de estudio. Con el transcurrir de los años surgieron las más distintas investigaciones en las más diversas áreas de estudio. Esto posibilitó el desarrollo de diversos nano-materiales, nano-

De Origen natural: existen nano-partículas de origen biológico (virus, bacterias) de origen mineral (polvo de arena del desierto) o de origen medio ambiental (nieblas y humos derivados de fuegos forestales o actividad volcánica). Generadas por la actividad humana de forma involuntaria las cuales son producidas en procesos industriales como las partículas de óxido de titanio o en actividades domésticas como el humo de barbacoas, y finalmente las que nos interesan en este artículo, las generadas por la actividad humana de forma voluntaria que son básicamente las creadas mediante la nanotecnología. [3] D. NANOTUBOS, Y EL DESCUBRIMIENTO DEL C60. En 1985 fue la primera vez que se encontró el Fullereno o C60, el cual cuenta con excelentes características físicas, químicas, matemáticas y estáticas es la tercera forma molecular más estable del carbono. El descubrimiento de la existencia de esta molécula con forma de balón de futbol que contenía 60 átomos de carbono fue el resultado de investigaciones realizadas sobre la naturaleza de la materia en el espacio sideral. Este descubrimiento dio origen al nacimiento de estudio sobre la transmisión de la luz a través del polvo interestelar, para así conocer que ocurre cuando la luz de una estrella lejana atraviesa el cosmos. En cuanto a aplicaciones prácticas, los fullerenos se están usando hoy en día en la fabricación de prototipos de células fotovoltaicas orgánicas, donde se utilizan compuestos de carbono en lugar de silicio. “En dichas células, un polímero

orgánico se encarga de la absorción de luz y excitación de cargas positivas y negativas. Estas últimas son captadas preferentemente por los fullerenos, iniciando así el transporte de electricidad.” [4] Tiempo después, en el año 1991 a partir del descubrimiento de los fullerenos C60, Sumio Lijima descubrió en 1991 el nanotubo de carbono, el cual es un bloque de construcción constituido por una hoja de carbono enrollada de modo que conecta sus extremidades formando un tubo. Los nanotubos revolucionaron la nanotecnología por mostrar la resistencia mecánica altísima y propiedades para aplicaciones singulares como conductividad eléctrica y térmica. Luego en 1996 Richard Smalley desarrolló un método de producción de nanotubos de diámetros uniformes y en el 2000, científicos de la universidad de Rice desarrollaron un método para transformar nanotubos de carbono en estructuras rígidas. Con el descubrimiento de los fullerenos y de los nanotubos se inicia una nueva era de materiales y estructuras. El nanotubo de carbono es una de las estructuras que hoy por hoy se encuentra establecido como el mayor avance resultante y de mayor aplicabilidad de la nanotecnología. Los nanotubos son 50 a 100 veces más fuertes que el acero y 1/6 de su peso. En determinados materiales con sólo agregar 0,5% de nanotubos se puede aumentar su resistencia en 20 veces.

II. EL HORMIGON, EL MATERIAL DE LAS CONSTRUCCIONES

usarlo asociado al acero recibiendo el nombre de hormigón armado o concreto reforzado El hormigón cuyas características de resistencia, versatilidad, durabilidad y economía, lo han convertido en el material de construcción más utilizado en todo el mundo. En este caso el hormigón es perfecto para la construcción de viviendas y edificaciones. “El hormigón debido a su fácil maleabilidad puede adaptarse a una gran cantidad de formas que lo hacen más versátil y además cuenta con resistencia al fuego es económico y puede crearse ahí mismo donde se tiene la construcción y es más fácil para los trabajadores utilizarlo.”[6] Esto muestra que la importancia del concreto radica especialmente es su versatilidad, ya que por medio de las tecnologías, estas lo han llevado a muchos lugares insospechados para su uso y aplicación. Actualmente el concreto es el material más utilizado en el mundo, ya que anualmente se generan una producción de trece mil millones (13’000.000) de metros cúbicos de este material. Por lo tanto es importante mencionar las ventajas que hacen del concreto, un material imprescindible para la construcción los cuales le permiten responder ágilmente a los principales desafíos de la infraestructura, los cuales son: 1.

Capacidad de resistir una gran variedad de condiciones de exposición extremas durante su vida útil, gracias a su alta durabilidad y resiliencia.

2.

Es un material local y de alta disponibilidad que puede ser fabricado en cualquier parte del mundo, lo que ayuda a optimizar los costos y reducir la huella de carbono.

3.

Sus propiedades estéticas permiten innovaciones arquitectónicas y flexibilidad en su diseño.

4.

En aplicaciones de infraestructura (cimentaciones, túneles, etc.) el uso del concreto es insustituible [10]

A. ¿QUE ES EL HORMIGON? El hormigón, también denominado concreto, es el material resultante de la mezcla de cemento con áridos (grava, gravilla y arena) y agua. “El cemento se hidrata en contacto con el agua, iniciándose complejas reacciones químicas que lo convierten en un producto maleable con buenas propiedades adherentes, que en el transcurso de unas horas, derivan en el fraguado y endurecimiento progresivo de la mezcla.” [5] Una de las principales características del hormigón es que puede adoptar formas distintas a voluntad del proyectista, además de que es capaz de resistir los esfuerzos de compresión, pero lastimosamente no tiene un buen comportamiento con respecto a otros tipos de esfuerzos como lo son la tracción y flexión, por lo cual es necesario

B. FACTORES QUE AFECTAN LA DURABILIDAD Y RESISTENCIA DEL CONCRETO. Según el Ing. Vergara Lovera la durabilidad del concreto no solo lo determina el tipo de mezcla con el que se crea, sino que también depende de la exposición ambiental, de las reacciones químicas que actúan en el interior y las condiciones de trabajo a las cuales se someten el concreto. “En este sentido, no existe un concreto durable por sí mismo, ya que las características físicas, químicas y mecánicas que actúan constantemente en el provocan su deteriora miento”.

[7] . Como podemos ver el concreto no es un material indestructible, por el contrario existen varias causas que hacen del concreto un material vulnerable, las cuales mencionaremos a continuación:

agresividad, se concluye excepcionales.

3.

1.

Congelamiento y Deshielo:

Este proceso es considerado como el factor de intemperismo (desintegración o alteración de la roca en su estado natural o posición natural a través de procesos físicos, químicos o biológicos. Estos procesos son inducidos o modificados por el aire, el agua o el clima) más destructivo en un concreto, debido al aumento de volumen del agua al convertirse en hielo dentro de la pasta. Este factor genera daños por congelación en el concreto; cuando, se produce migración del agua hacia las ubicaciones en la que ella es capaz de congelar, tales como los grandes poros o superficie exterior. Este proceso produce desecación parcial de la pasta y acumulación de hielo en las cavidades y grietas. La presión hidráulica que pue desarrollarse durante la congelación del agua en los poros del agregado dependen de la cantidad, distribución por tamaños y continuidad de los poros; grado de saturación; velocidad de conversión del agua en hielo.

2.

en que

estos

casos son

Abrasión:

“La resistencia a la abrasión del concreto se define como la capacidad de una superficie para resistir el desgaste por frotamiento y fricción” [8] La abrasión pertenece a los factores de deterioro imputables a las acciones mecánicas, como también; las deformaciones impuestas, impactos, vibraciones excesivas (terremotos) y la fluencia. Este fenómeno se origina de varias maneras, siendo las más comunes las atribuidas a las condiciones de servicio, como son el tránsito de peatones y vehículos sobre veredas y losas, el efecto del viento cargado de partículas sólidas y el desgaste producido por el flujo continuo de agua. En la mayoría de los casos, el desgaste por abrasión no ocasiona problemas estructurales, sin embargo, puede traer consecuencias en el comportamiento bajo las condiciones de servicio o indirectamente propiciando el ataque de algún otro enemigo de la durabilidad (agresión química, corrosión etc.) siendo esto último más evidente en el caso de las estructuras hidráulicas.

Ambiente químicamente agresivo:

Estas acciones físicas provocan cambios volumétricos por; cambios de humedad, cambios de temperatura, variaciones de la masa del concreto. El concepto básico reside en que el hormigón es químicamente inalterable al ataque de agentes químicos que se hallan en estado sólido. Para que exista alguna posibilidad de agresión el agente químico debe estar en solución en una cierta concentración y además tener la opción de ingresar en la estructura de la pasta durante un tempo considerable, es decir debe haber flujo de la solución concentrada hacia el interior del hormigón y este flujo debe mantenerse el tiempo suficiente para que se produzca la reacción. Los ambientes agresivos usuales están constituidos por aire, agua y suelos contaminados que entran en contacto con las estructuras de concreto. Se puede decir pues que el hormigón es uno de los materiales que demuestra mayor durabilidad frente a ambientes químicamente agresivos, ya que si se compara estadísticamente los casos de deterioro con aquellos en que mantiene sus condiciones iniciales pese a la

Figura 2. Factores que afectan la Durabilidad Tomado: http://brigithquiroga.blogspot.com/2012/05/patologias-delconcreto-el-concreto-es.html C. FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA A LA ABRASIÓN DEL CONCRETO El factor principal reside en qué tan resistente es desde el punto de vista estructural o mecánico, la superficie expuesta al desgaste.

“Se han desarrollado varias maneras de medir el desgaste o la resistencia a la abrasión tanto a nivel de laboratorio como a escala natural, pero los resultados son bastante relativos pues ninguna de ellas puede reproducir las condiciones reales de uso de las estructuras, ni dar una medida absoluta en términos numéricos que pueda servir para comparar condiciones de uso o concretos similares, por lo tanto el mejor indicador es evaluar principalmente factores como la resistencia en compresión, las características de los agregados, el diseño de mezcla, la técnica constructiva y el curado”. [9] Como hemos visto varias de estas situaciones son posibles recrearlas en los laboratorios, los cuales nos van a dar datos que aunque son casi 100% confiables, no hay que desestimar la posibilidad de algún factor cambiante que pueda influir de buena manera en los procesos de deterioro del concreto D.

LA VIDA MEDIA DEL CONCRETO

Conforme al CEB/FIP Model Code 1990, se entiende por Vida útil el periodo de tiempo durante el cual la estructura es capaz de desempeñar las funciones para las cuales fue proyectada, sin necesidad de intervenciones no previstas [4]. La tendencia actual es preocuparse por la durabilidad de las estructuras, pero ya no solamente en forma cualitativa, sin establecer un lapso como referencia, sino estableciendo desde el proyecto el mismo. A pesar de que esta preocupación es una constante en el medio técnico desde los inicios de los años 90 del siglo XX, la misma no se ha podido transformar en una metodología ampliamente aceptada, con resultados cuantitativos predeterminados. Incluso en las actualizaciones de las normativas de los países más avanzados, entre ellas la NBR 6118 (2003), si bien ya son más abarcantes e incluyen tópicos antes ausentes, como garantía de calidad y durabilidad de las estructuras, y afirman que la estructura debe mantener la seguridad, estabilidad y aptitud en servicio durante el período correspondiente a su vida útil, pero sin especificar cuál debería ser esta vida útil. Lo mismo pasa con el ACI 201.2R (2001) que define como hormigón durable aquel que posee la capacidad de resistir el intemperismo, ataques químicos, desgaste por abrasión y cualquier otro proceso de degradación, reteniendo su forma original, calidad y capacidad de utilización, cuando expuesto al ambiente de trabajo. Tampoco se menciona el factor tiempo en la definición. Evidentemente que la complejidad de los fenómenos de deterioro envueltos en la durabilidad de las estructuras de hormigón presenta una gran dificultad a la hora de consensuar acerca del modo de introducir el factor tiempo en la normativa técnica

Como consecuencia de esas falencias observadas en las normas, el medio técnico se ha movilizado para avanzar en la conceptualización objetiva de la vida útil de las construcciones. Entonces se empiezan a definir varios tipos de vida útil o de servicio, como la vida útil desde el punto de vista técnico, funcional o económico. Asimismo, en el ACI 365.1R - 00, se habla de que se necesita un enfoque más holístico para el diseño de las estructuras cuando se basan en consideraciones relativas a la vida útil o de servicio, debiéndose considerar los efectos del medio ambiente sobre el hormigón, las consideraciones de diseño y de cargas, las interacciones entre los efectos del medio ambiente y de las cargas, aspectos relativos a la construcción y al mantenimiento a lo largo de su vida de servicio Uno de los trabajos pioneros en América Latina sobre la previsión de la vida útil fue el de Paulo Helene [4], en el cual se mencionan los cuatro métodos para la previsión de la vida útil, a saber: 1) Con base en las experiencias anteriores, lo que ha dado resultados dispares, sobre todo en el caso de la experiencia brasileña, debido a la adopción de recubrimientos muy inferiores a los estipulados en las normas americanas y europeas, y sin mayores consideraciones sobre la agresividad del ambiente, aunque es justo decir que tanto el Código Modelo CEB/FIP de 1990 y el ACI 318/95 también adoptan el mismo método de asegurar durabilidad. 2) En base a ensayos acelerados, introducido por los norteamericanos en la ASTM E 632 de 1978, método más fácilmente aplicable al estudio de productos orgánicos y no tan directamente aplicable al proyecto de estructuras de hormigón, por su heterogeneidad y complejidad. Aunque últimamente ha habido un gran avance en los métodos de ensayos acelerados de fundamento electroquímico, en cámaras de carbonatación y de avance de cloruros. 3) Por métodos deterministas , basados científicamente en los mecanismos de transporte de los fluidos e iones a través de los poros del hormigón en el caso del periodo de iniciación del proceso de degradación, y en la ley de Faraday en el caso del periodo de propagación, siempre que se trate de corrosión de las armaduras. En realidad, solo existen modelos numéricos y deterministas satisfactorios en temas relacionados a la corrosión de las armaduras, ya que en el caso del deterioro del hormigón por lixiviación, por sulfatos, por reacción árido-álcali o por otros casos, aún no existen métodos satisfactorios de predicción. 4) A través de métodos estocásticos o probabilistas, a su vez los más modernos y realistas, introducen para los principios de diseño para la durabilidad conceptos similares a los ya clásicos principios de introducción a la seguridad en el

proyecto de estructuras de hormigón, muy discutidos en la década del 70 del siglo XX. Se habla entonces de distribución normal para las acciones agresivas y para las resistencias de la estructura a esas acciones de deterioro. Lo más sencillo y recomendable es combinar métodos deterministas con probabilistas.

ondulaciones, esta característica física le otorga la forma de panel de abejas, formado por átomos de carbono y enlaces covalentes que se forman a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados (Enrique Montero, 2013). El grafeno es un nuevo material manométrico bidimensional obtenido de la exfoliación micromecanica del grafito con un grosor de un átomo de carbón (0.1 nm). (Clara María Gonzales, 2008).

A. DESCUBRIMIENTO DEL GRAFENO El término grafeno se usó por primera vez en 1987 para describir láminas singulares de grafito usadas como constituyentes de los compuestos de intercalación de grafito (CIGs). En principio no se podían producir moléculas o láminas mayores de grafeno. Desde el decenio de 1970 se empezaron a crear epitaxialmente mono-capas de grafito encima de otros materiales. Este “grafeno epitaxial” estaba constituido por una mono-capa de átomos de carbono en una red hexagonal unida por enlaces sp2, como en el grafeno libre. Casi 30 años después, en el 2004, los científicos e investigadores de la Universidad de Manchester; Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov. Dieron a conocer el resultado inesperado de su último trabajo; buscando hacer láminas muy delgadas de materiales a partir del grafito, consiguieron cortarlas tan finas que llegaron a hacerlas de un solo átomo, midieron su comportamiento y empezaron a descubrir que tenía unas propiedades inesperadas y portentosas. Fue en ese mismo año donde después de los inesperados resultados dieron a conocer la lista de sus asombrosas cualidades; entre algunos de los más recordadas se encontraban; que era el sólido más ligero y más fino, muy flexible y elástico, pero al mismo tiempo muy resistente, que era anticorrosivo, inerte y un buen conductor, tanto eléctrico como térmico. (Ignacio Fernández Bayo, 2010). Más tarde Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov recibirían el premio nobel de física en el año 2010 otorgado a su investigación y descubrimiento del grafeno. Estas asombrosas cualidades, estructurales y funcionales, lo consolidan como un material idóneo para estar presente dentro y fuera de todo tipo de aparatos y productos. Aunque el grafeno aún es poco conocido, es considerado por algunos como uno de los grandes descubrimientos de los últimos tiempos. A. ¿QUE ES EL GRAFENO? El grafeno es un alótropo del carbono caracterizado por una estructura de teselado hexagonal plano, tiene la apariencia de una hojuela casi plana con pequeñas

El grafeno surge a partir del desarrollo experimental del grafito, por lo tanto es necesario entender que es el grafeno y como es su desarrollo estructural. El grafito es un carbono natural, se crea por la presión de la tierra sobre la madera en estado de descomposición. El carbono se forma sólo por la presión, pero una combinación de presión y calor hace cristalizar el carbono amorfo en láminas de cristales de grafito. Estos cristales están ligeramente unidos por capas, lo que proporciona al grafito su suavidad (Margarita Buron, 2012). Siendo el grafito la forma más estable del carbono. Es la modificación hexagonal del carbono y según el estudio en su estructura, pertenece a la clase di-piramidal dihexagonal, una imagen real computarizada de la estructura del grafeno, muestra su parecido estructural con la estructura típica del grafito

ESTRUCTURA DEL GRAFENO Tomado: http://blog.funcas.es/una-tesis-sobre-el-uso-degrafeno-para-el-desarrollo-de-nuevos-sensores-yherramientas-analiticas-premio-enrique-fuentes-quintanaen-ciencias-de-la-salud/ B. PROPIEDADES DEL GRAFENO El grafeno ha despertado el interés de la comunidad científica mundial y es considerado el material del futuro aunque las investigaciones que lo comprometen sean escasas; algunas de las características más llamativas son: Cada capa de anillos hexagonales del grafeno tiene una altura aproximadamente de un sólo átomo de carbono. Estas

dimensiones permiten obtener capas de grafeno extraordinariamente delgadas, proporcionando flexibilidad y transparencia al material. (Augustin Arnedo, 2012). El grafeno presenta propiedades que corresponden a los metales. Se comporta como semiconductor gap superficial. Esto permite que los conductores de carga puedan ser modulados continuamente convirtiendo al grafeno en un excelente conductor. (Carlos Jorge Saldivar Larre, 2008). Los electrones en el grafeno se comportan como partículas sin masa en reposo y viajan a 106 m/s por lo tanto requieren ser descritas como partículas relativistas llamadas fermiones de Dirac carentes de masa. Estas partículas pueden ser visualizadas como electrones que han perdido su masa en reposo o como neutrinos que adquirieron la carga electrónica. Esto les da mayor velocidad. (R Gómez Puerto, 2010) En el grafeno, los electrones o huecos se comportan como partículas que se mueven a una velocidad constante, viajando distancias del orden de micras (1×10-6m) sin sufrir dispersión, esta característica lo convierte en un material óptimo para la producción de transistores con señales rápidas y eficientes. (Imanol Gaskue, 2012).

C. OBTENCION DEL GRAFENO El verdadero problema no radica en la obtención de este material; como ya se describió, es un material de fácil alcance, pues se desarrolla a partir del grafito. El verdadero problema de la utilización del grafeno es el mismo desconocimiento de este, pues al ser un material nuevo las investigaciones y desarrollos tecnológicos también lo son. Esto junto con la gran demanda de los últimos tiempos, ha dado como resultado el excesivo precio al que se vende el grafeno, haciendo que sea inalcanzable para muchos interesados. Las investigaciones de desarrollos con el grafeno muestran la importancia de la pureza del material para poder aprovechar sus mejores características, el problema con ello es que el grafeno normalmente viene mezclado con algunos minerales de las minas. Esto logra disminuir sustancialmente la pureza del material, lo que conlleva a más gastos pues se necesita procesarlo y purificarlo primero. El método más usado para la obtención de grafeno es por medio de celo y pegamento, que se pone sobre el grafito para conseguir múltiples capas. (Mundo del grafeno, 2012)

III. EL PROBLEMA A ANALIZAR El concreto ha pasado de ser un elemento estructural sin importancia a convertirse gracias a sus características de resistencia, versatilidad, durabilidad y economía, como el material de construcción más utilizado en todo el mundo. Actualmente, es el material de construcción más ampliamente utilizado en el mundo con una producción mundial cercana a los 13,000 millones de m3 por año. Las ventajas que hacen del concreto un material imprescindible para la construcción de los grandes proyectos. Sabiendo la importancia de este material se desea realizar un escrito para que se conozca alguna de las causas que deterioran este importante material de construcción. Por lo tanto nuestro artículo estará enfocado a un problema que es evidentemente afecta al concreto, es decir las patologías o enfermedades que afectan lo afectan, para así poder entender como la inclusión del grafeno como un aditivo del concreto nos puede ayudar a prevenir estas patologías, que tanto afectan al concreto. A. PATOLOGIA ESTRUCTURAL “La Patología Estructural se define como la disciplina de la Ingeniería Forense que detecta, trata y previene las patologías o daños que se presentan o se podrían presentar en los sistemas de concreto.” [10] En las estructuras en servicio, el estudio comienza con la detección de las causas y consecuencias del deterioro (diagnóstico), luego se realiza un diseño correctivo tomando en cuenta los requisitos de durabilidad y por último se establecen los procesos de reparación, control de calidad y mantenimiento de la reparación. En el caso de estructuras nuevas, la Patología Estructural establece recomendaciones y especificaciones de diseño preventivo por durabilidad, control de calidad durante el proceso constructivo y protección de los elementos después de construidos. Uno de los estudios realizados para estudiar esta patología fue hecho por Edward Hernando Velasco Gonzales el cual nombraremos a continuación. Su estudio se titula “determinación y evaluación del nivel de incidencia de las patologías del concreto en edificaciones de los municipios de Barbosa y puente nacional del departamento de Santander” El cual tiene como objetivo diagnosticar el estado de la estructura de la edificación del Colegio Instituto Técnico Industrial Francisco de Paula Santander del municipio de

Puente nacional y del Colegio Interamericano del Municipio de Barbosa Santander, con el propósito de establecer el origen de los daños y presentar propuesta económica eficiente y técnicamente adecuada para su prevención y corrección.

suelo. En la etapa de diagnóstico se basó en la historia clínica y las lesiones observadas, para de esta manera tomar la decisión de la necesidad de conocer la resistencia del concreto que formaba parte de la estructura, por lo tanto se realizaron extracciones de núcleos y se determinó su resistencia para posteriormente hacer un cálculo estructural y determinar el grado de vulnerabilidad.

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Realizar la inspección visual, a las edificaciones objeto del presente estudio para así seleccionar los elementos y equipos más apropiados para adelantar el diagnostico.

De acuerdo a los resultados del diagnóstico se realizó una propuesta de intervención, la cual garantizará la rehabilitación total de la edificación, permitiendo ampliar su vida útil.

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Identificar las patologías que presentan las construcciones como degradación, posible insuficiencia estructural (fisuras, cambios de aspecto superficial, etc.), previsión de aumento de cargas, entre otras.

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Identificar las patologías que presentan las construcciones como degradación, posible insuficiencia estructural (fisuras, cambios de aspecto superficial, etc.), previsión de aumento de cargas, entre otras.

Al final de este estudio se concluyó que la edificación de aulas y administrativo de los colegios Instituto Técnico Industrial Francisco de Paula Santander (Puente Nacional) y Colegio Evangélico Interamericano (Barbosa) los cuales fueron objeto del presente estudio, presentan un riesgo latente para la comunidad debido a que tienen una estructura que en cuanto a su configuración estructural no es adecuada para resistir fuerzas horizontales en la eventualidad de un sismo de diseño debido a que el sistema estructural es aporticado en dos dimensiones.

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Analizar posibles causas y soluciones a las patologías halladas. Realizar registro fotográfico de la tipología de daños de las construcciones en estudio mediante la metodología expuesta por la Asociación Colombiana de Productores de Concreto (ASOCRETO) en estudios de patología, con el fin de realizar un inventario de daños para así evaluarlas.

Al determinar y Evaluar las patologías del Concreto en edificaciones, más específicamente en los municipios de Barbosa y Puente Nacional del Departamento de Santander, estas edificaciones presenta unos síntomas de fallas, las cuales se manifiestan mediante fisuras y grietas en diferentes muros, lo que ha generado tal preocupación por los directivos del colegio e Instituto los cuales han tomado la determinación de desalojar la edificación y prohibir el ingreso de cualquier tipo de personal. El estudio patológico se desarrolló en tres etapas principales denominadas Historia Clínica, Diagnóstico y Propuesta de intervención. En la historia clínica se aborda una investigación de la región, del entorno y del Paciente en estudio en cuanto a tipo de construcción, reglamentación, datos y documentos relacionada con la construcción, se hizo un estudio de suelos y apiques en el Instituto Técnico Industrial de Puente Nacional para determinar el tipo de

Los materiales utilizados en la edificación son de baja resistencia debido a que el concreto presentó resistencia de 2000 psi lo cual lo convierte en un material muy vulnerable ya que adicional a su baja resistencia, esta misma condición lo convierte en un material poroso siendo proclive al ingreso de fluidos

B. PATOLOGIAS DEL CONCRETO ESTRUCTURAL Las patologías que sufre una estructura de concreto se pueden clasificar según la etapa del proyecto en donde se originan: "Patologías durante la etapa de diseño: El diseño de cualquier estructura, no sólo debe contemplar las consideraciones mecánicas de resistencia, sino también las condiciones ambientales que rodean a la estructura”. [11] En la actualidad, por el avance en los códigos y en los métodos e instrumentos de cálculo estructural, se tiende a optimizar los recursos disponibles para la construcción (materiales), logrando estructuras más eficientes con un adecuado comportamiento estructural, pero en algunos casos más vulnerables a sufrir problemas de durabilidad. Dentro de las principales razones por las que se originan patologías durante la etapa de diseño se tienen las siguientes:

Dejar de considerar las condiciones ambientales y de servicio que soportará la estructura. Omitir el diseño de juntas de contracción, dilatación o construcción. El concreto es un material que cuenta con muy baja resistencia a la tensión y se fisura o se agrieta fácilmente, por lo que los elementos deben contar con el acero necesario para controlar la retracción por temperatura y con el diseño adecuado de juntas. Omitir o diseñar inadecuadamente sistemas de drenaje que disminuyan o eviten el contacto entre el agua u otros fluidos con el concreto. Se deben reducir o evitar los ciclos de humedecimiento y secado. Omitir en los planos constructivos o en los documentos de especificaciones técnicas, las indicaciones de resistencia y las características requeridas de los materiales, tales como las características del concreto, del acero, los recubrimientos y sistemas de tratamiento o protección superficial. Realizar un diseño de mezcla de concreto sin tomar en cuenta los requerimientos de durabilidad para la exposición y el uso que va a sufrir el elemento estructural. Dimensionar inadecuadamente los elementos, con una deficiente distribución del acero de refuerzo, recubrimientos insuficientes y no revisar las deformaciones del modelo estructural. Omitir detalles claros y específicos en los planos constructivos sobre aspectos críticos de durabilidad, como los recubrimientos y la distribución del acero de refuerzo

puede verse disminuido significativamente condiciones en las que opere la infraestructura.

por

las

Las patologías producidas durante la etapa de operación generalmente se presentan por las siguientes circunstancias: - Cambio de uso o abuso de la estructura: se incrementan los requerimientos de resistencia por el aumento en las cargas de servicio, las vibraciones, los impactos y los cambios de configuración estructural por remodelaciones sin control; además por otro lado se producen cambios en las condiciones ambientales o de exposición de los elementos. Los cambios que son provocados por la acción del usuario y administrador del inmueble, traen consigo deterioros irreversibles en la estructura, ya que imponen condiciones que no fueron tomadas en cuenta en el diseño. - Desastres naturales o accidentes: entre los desastres que provocan más daño a una obra civil se encuentran incendios, explosiones, choques o impactos, inundaciones, terremotos y huracanes. Falta de mantenimiento: no se establece un manual con procedimientos de mantenimiento y protección, con base en las condiciones de operación de la estructura. El mantenimiento es necesario para impedir el deterioro y conservar las condiciones originales de desempeño por resistencia y durabilidad. En los casos de deterioros del tipo mecánico y físico, las causas pueden ser debidas a sobrecargas, impactos y cambios de temperatura y de humedad. La penetración, la velocidad del deterioro o los efectos de un agente agresivo, depende tanto del concreto y microclima, como de los mecanismos de transporte e 25 interacciones que se dan en el sitio. Entre los mecanismos de transporte de sustancias agresivas, se tiene: el transporte por aire cargado de humedad, por agua de lluvia, salpicaduras y por inmersión.

IV. EL GRAFENO MEJORARA LAS CONDICIONES DEL HORMIGON.

PATOLOGIA DEL CONCRETO ESTRUCTUAL Tomado:http://www.cienciacierta.uadec.mx/2016/06/29/ide ntificacion-y-evaluacion-del-riesgo-de-la-corrosion-enestructuras-de-concreto-armado-en-plantas-industrialessometidas-a-un-ambiente-acido/ Patologías durante el período de operación: El comportamiento y desempeño de una estructura durante su vida útil, depende de los procesos de diseño, elección de materiales y de la construcción. Este período de vida útil

Como hemos visto a lo largo del articulo el grafeno es un material flexible que contiene varias propiedades las cuales pueden ayudar al hormigón, una de estas es su rigidez, la cual evitará que el concreto pueda llegar a fallar o sufrir alguna de las patologías anteriormente mencionadas, causadas por los movimientos sísmicos o algún otra situación ambiental.

Hemos tomado varios estudios que en estos momentos se están realizando, que comprenden la inclusión del grafeno

como un aditivo del concreto para así lograr prever las patologías del concreto que hemos estado investigando Tomando en cuenta que un aditivo de grafeno supone una mejora en las prestaciones mecánicas de los materiales en cuanto a resistencia, dureza, flexibilidad, mayor impermeabilidad y protección contra agentes externos, así como un mejor rendimiento de las materias primas necesarias. Todo ello sumado a otras propiedades innovadoras como la conductividad térmica y eléctrica o su comportamiento bactericida. El resultado: son construcciones más duraderas, sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. La empresa llamada Graphenano Smart Materials ha desarrollado una gama de aditivos de grafeno, Smart Additives, capaces de aumentar las prestaciones técnicas de los hormigones al reducir la demanda de cemento necesaria hasta en un 30% para un mismo uso y una resistencia característica. A su vez, Smart Additives permiten aumentar la vida útil de los hormigones, haciéndolos prácticamente invulnerables ante posibles agresiones de agentes externos. “Todo esto se traduce en una optimización de los recursos naturales y en una reducción de CO2 a la atmósfera procedente de la extracción, manipulación, producción y transporte de las materias primas necesarias, consiguiendo que los hormigones mejorados por los aditivos de Graphenano Smart Materials sean más eficientes y sostenibles.” [13] Algunos de los beneficios que han mostrado los ensayos realizados en condiciones controladas en laboratorio son:

1.

2.

Costes de mantenimiento: Se minimizan al aumentar la vida útil de las obras e infraestructuras. Costes de producción: Al incrementar la resistencia característica media en un 30%, se consigue reducir las necesidades de material, tanto de hormigón como de acero, lo que puede suponer un ahorro de hasta un 10% del presupuesto total de ejecución de la estructura.

3. 4.

Costes de mano de obra: Reducir los tiempos de ejecución de obra supone un abaratamiento de los costes.

5.

Hormigones ecológicos: Debido a las reducciones en las emisiones de CO2 a la atmósfera, consecuencia de los ahorros de hasta un 30% en cementos y otras materias primas.

6.

Soluciones arquitectónicas antes inimaginables: Construcciones y edificaciones con secciones estructurales más esbeltas y ligeras que soporten las mismas cargas y acciones

7.

Aumentos a la seguridad antes sismos y fenómenos naturales: Los aditivos de Graphenano Smart Materials incrementan sustancialmente la resistencia a compresión, flexión y tracción del hormigón, dotando de una mayor ductilidad a la estructura de la edificación.

8.

Aumento de la vida útil de los hormigones: Hormigones que pueden llegar a duplicar su vida útil. Gracias a las propiedades que aporta el grafeno, se reduce la porosidad y aumenta su impermeabilidad.

Además de esto Graphenano Smart Materials se ha centrado en desarrollar para el mercado, varias líneas de hormigón con grafeno, para los distintos tipos de hormigones utilizados en la industria de la construcción.

La línea de aditivos Smart Additives consigue mejorar la matriz del hormigón, incrementar sus características mecánicas y aumentar su vida útil, dando lugar a hormigones 2.0 y haciendo posible construcciones más resistentes y duraderas. Dentro de Smart Additives se pueden encontrar 7 gamas de aditivos, dependiendo del tipo de hormigón a utilizar y de las características que se esperen conseguir de él: Otra investigación que podemos tomar como referencia es la realizada por unos científicos de la Universidad de Exeter ubicada en Reino Unido los cuales han desarrollado una nueva técnica pionera que utiliza tecnología de nanoingeniería para incorporar el grafeno a la producción de hormigón tradicional. Este nuevo material compuesto, es más del doble de resistente y cuatro veces más resistente al agua que los hormigones existentes, puede ser utilizado directamente por la industria de la construcción en las obras. Todas las muestras de hormigón probadas están de acuerdo con los estándares británicos y europeos para la construcción.

El equipo de investigación insiste en que la nueva técnica podría allanar el camino para que otros nano-materiales se incorporen al hormigón, y así modernizar aún más la industria de la construcción en todo el mundo. La investigación se publica en la revista Advanced Functional Materials. La profesora Mónica Craciun, coautora del trabajo y del departamento de ingeniería de Exeter, dijo en un comunicado: “Este nuevo material compuesto es un cambio absoluto en términos de refuerzo del hormigón tradicional para satisfacer estas necesidades. No solo es más resistente y duradero, sino que también es más resistente al agua, por lo que es especialmente adecuado para la construcción enáreas que requieren trabajos de mantenimiento y son difíciles de acceder. Sin embargo, quizás lo más importante es que, al incluir el grafeno, podemos reducir la cantidad de materiales necesarios para fabricar hormigón en aproximadamente un 50 por ciento, lo que lleva a una reducción significativa de 446 kg / tonelada de las emisiones de carbono” Prof. Mónica Craciun [12]

HORMIGON CON GRAFENO Tomado: https://www.libertaddigital.com/cienciatecnologia/tecnologia/2018-04-24/inventan-un-nuevohormigon-dopado-con-grafeno-mas-resistente-y-duradero1276617629/ El trabajo previo a este nuevo estudio, se había centrado principalmente en modificar los componentes existentes del cemento, el cual es uno de los principales productos que se utilizan en la producción del hormigón, así este nuevo estudio ha logrado suspender atómicamente el grafeno fino en agua con un alto rendimiento, bajo costo y compatible con los requisitos de fabricación a gran escala.

Dentro de Smart Additives se pueden encontrar 7 gamas de aditivos, dependiendo del tipo de hormigón a utilizar y de las características que se esperen conseguir de él: 1.

Solid MECHANIC, está pensado para su uso en hormigones en planta u hormigones preparados. El resultado son hormigones de altas prestaciones, con gran calidad, resistencia y acabado superficial.

2.

Solid PRECAST, ideal para el mundo del prefabricado. Estos aditivos mejoran la calidad y el proceso productivo, reduciendo los costes y aumentando al máximo la eficiencia de los hormigones.

3.

Solid HARD, indicado para hormigones expuestos a agresiones extremas. Los hormigones resultantes son altamente durables y con permeabilidad reducida.

4.

Solid SUPPORT, productos complementarios para el ajuste y modificación de las líneas de Smart Additive.

Según estudios realizados al material conocido como grafeno, se ha llegado a la conclusión mediante la observación de que el grafeno es un material sumamente resistente, con capacidad de soportar cargas y fuerzas ya que presenta una dureza superior incluso a la del diamante, superando así lo propuesto en la escala de Mohs. Según dice el blog tendencias21 ´´Las pruebas han sido llevadas a cabo por Jaffrey Kysar y James Hone, profesores de ingeniería mecánica de la Universidad de Columbia, y consistieron en la medición de la fuerza que se necesita para romper el grafeno. Para ello tuvieron que utilizar –como no podía ser de otro modo– diamante, asimismo alótropo del carbono y mineral natural de extrema dureza, con un 10 asignado en la clásica escala de dureza de Mohs´´. Esto sumado a la gran capacidad de movilidad y elasticidad del grafeno, lo convierten en un material muy interesante a la hora de fabricar hormigón, utilizando este como refuerzo, en lugar del acero o junto con este. Ya que para poder realizar una buena mezcla de concreto hay propiedades que deben tener los materiales, entre ellos, la finura, la manejabilidad, la dureza y la resistencia, encontramos en el grafeno un material que aporta mucho a estas características y que puede brindar una durabilidad mayor a las estructuras. El hormigón ha sido y es el material por excelencia en la construcción debido a su precio y resistencia, pero se ve

limitado por factores como el ambiente, el clima, la procedencia de sus agregados gruesos y finos, y demás variables que hacen muy probable que la durabilidad no cumpla realmente con lo esperado en malas situaciones. Para aportar propiedades especiales al concreto en obras que requieren características específicas, existen los aditivos, que pueden brindar según se desee, mayor o menos velocidad de fraguado, control de temperatura ya que el concreto ejerce una reacción exotérmica al fundirse, control de acides del agua empleada, entre otras características. En el grafeno encontramos un material, que, si bien aún no se fabrica de la manera más óptima para bajar sus costos, nos puede aportar alginas características que harían un concreto más duradero, sano, sin fisuras y más resistente a sismos, esto, debido a que el concreto no es bueno para enfrentar situaciones de fuerza que impliquen torsión o estiramiento, es un material muy resistente a compresión, pero a estos otros tipos de fuerza no los resiste eficientemente, estos tipos se presentan en terremotos principalmente, y el grafeno, con su gran elasticidad y dureza, aportaría estas características al hormigón justo donde este material no es tan bueno. Es por esto que un refuerzo de grafeno nos daría un hormigón varias veces más fuerte de lo que es hoy en día. Otra característica interesante del grafeno que puede ser aprovechada en una construcción de concreto, la radiación ionizante no le afecta, es decir, que no presenta perdida de electrones de sus átomos, lo que es fundamental para mantener la salud de las personas, ya que la radiación ionizante si se presenta en un material en el cual realizamos nuestras residencias y demás edificaciones donde están las personas día y noche, sería fatal para la salud. También el grafeno es muy denso y no deja pasar al helio en forma gaseosa, sin embargo, si deja pasar al agua, la cual, encerrada en un recipiente de grafeno, muestra una velocidad de evaporación similar a la que muestra en un recipiente abierto. En el concreto en agua es fundamental para realizar el fraguado al momento de la mezcla del concreto, y es importante también al realizar el curado del concreto por varios días o semanas posteriores de su colocación. Esto implica que el agua debe poder circular sin ningún tipo de obstrucción para que la humedad en la mezcla sea uniforme, y para que en el curado el agua cumpla con su función en todo el concreto sin ser retenida u obstaculizada. Uno de los mayores problemas que presentan las estructuras de hormigón se da en las fábricas, donde por algunas sustancias que surgen de los diferentes procesos de

fabricados industriales, causan una contaminación en la estructura, por sales, cenizas, altas temperaturas, sustancias acidas y demás, en grafeno es un material sumamente resistente al oxido y a la corrosión, por lo que sería de gran utilidad en estos edificios protegiendo al hormigón de muchas patologías que son comunes hoy en día y hacen perder mucho tiempo y dinero. La contaminación es un gran problema actualmente y el mundo está empezando a tomar medida y a adaptarse a este fenómeno, uno de los principales aportes a los métodos de energía limpia son los paneles solares, que, como su nombre lo indica se encargan de convertir el calor en energía eléctrica y la almacenan. El grafeno es un material conductor por excelencia, y al ser parte de la estructura en el concreto, sería sumamente fácil emplear estos paneles para así abastecer las edificaciones, con una conductividad eficiente y muy resistente. El grafeno también es muy ligero, lo que beneficia al concreto, ya que un menor peso facilita la construcción y optimiza la resistencia del material, si se reemplaza total o parcialmente el acero en las construcciones con concreto reforzado, se disminuye el peso del material ya fabricado y fundido, lo que mejora la resistencia de la edificación. En conclusión, con los ejemplos enumerados, se puede concluir que implementar grafeno en obras civiles, al ponerlo como refuerzo o aditivo del concreto, mejoraría su eficiencia, su resistencia, su durabilidad y su elasticidad, lo que revolucionaria la construcción y obtendríamos edificios más seguros y resistentes. CONCLUSIONES Se concluyo que la nano-tecnología a pesar de ser un campo que estudia los materiales a niveles microscópicos, será una de las áreas que complemente todos los campos de investigación en un futuro, gracias a las múltiples aplicaciones que tiene en la vida diaria, y que con el pasar de los avances tecnológicos ocupara un lugar en cualquier disciplina. Agradecer a todas las personas que con el pasar de los años han dedicado su vida a la nano-tecnología y han visto en ella, los beneficios que puede traer al mundo, ya que sin esto no seria posible la redacción de este artículo. Con los resultados expuestos en el presente articulo se logro concluir que el grafeno en un material novedoso que esta en proceso de ser utilizado en los diferentes campos de la tecnología. Para los fines de este articulo en la industria de la construcción, específicamente en la implementación como un aditivo para el hormigón, con los resultados expuestos en este artículo, podemos decir que esto es casi un hecho, el cual beneficiara varias características del

hormigón Y dará unos cambios importantes, para las nuevas construcciones que están por venir. Finalmente podemos decir que los avances tecnológicos en esta área que esta tomando la empresa Grapheno Smarth Materiales, y en los cuales basamos nuestro estudio para la creación de este artículo, son uno de los primeros avances que están por venir y que beneficiarán en un futuro, no solo esta sino cualquier disciplina a la que la nano-tecnología y el grafeno pueda llegar, las posibilidades son infinitas y creemos que vamos por buen camino.