10 Tecnologías De Construcción Futurista

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El aluminio transparente y el concreto autorreparable son solo dos de las 10 tecnologías de construcción futuristas de nuestra lista. Lea más en WordsSideKick.com.

Al principio, había barro. Las primeras viviendas humanas fueron construidas de nada más que ladrillos de barro y paja cocidos al sol. Los antiguos romanos fueron los primeros en experimentar con concreto, mezclando cal y roca volcánica para construir estructuras majestuosas como el Panteón en Roma, que sigue siendo la cúpula de hormigón sin armadura más grande del mundo [fuente: Pruitt].

A lo largo de los siglos, los ingenieros y arquitectos han ideado formas siempre nuevas de construir creaciones más altas, más fuertes y más bellas utilizando materiales que cambian el juego, como vigas de acero, cimientos a prueba de terremotos y muros cortina de vidrio.

¿Pero qué depara el futuro para la tecnología de la construcción? ¿Llegará el día en que los ruidosos equipos de construcción sean reemplazados por enjambres de nanobots autónomos? ¿Se curarán milagrosamente las grietas en los cimientos de concreto algún día, o se reemplazarán las estaciones de servicio por autos eléctricos que circulan en carreteras con carga automática?

Sigue leyendo para conocer nuestra lista completa de 10 de las innovaciones de construcción más emocionantes del futuro cercano. Algunos incluso están en uso hoy en día.

10. Hormigón autocurativo

10 Tecnologías de construcción futurista: futurista

Si el concreto del camino pudiera curarse a sí mismo, las ciudades podrían ahorrar mucho dinero. Justin Sullivan / Getty Images

El concreto es el material de construcción más utilizado en el mundo [fuente: Crow]. De hecho, es la segunda sustancia más consumida en la Tierra, después del agua [fuente: Rubenstein]. Piense en todas las casas de concreto, edificios de oficinas, iglesias y puentes construidos cada año. El concreto es barato y ampliamente adaptable, pero también es susceptible de agrietarse y deteriorarse bajo tensiones como el calor y el frío extremos.

En el pasado, la única forma de reparar el concreto agrietado era parchearlo, reforzarlo o derribarlo y comenzar desde cero. Pero ya no más. En 2010, un estudiante graduado y profesor de ingeniería química en la Universidad de Rhode Island creó un nuevo tipo de concreto "inteligente" que "cura" sus propias grietas. La mezcla de hormigón está incrustada con pequeñas cápsulas de silicato de sodio. Cuando se forma una grieta, las cápsulas se rompen y liberan un agente curativo tipo gel que se endurece para llenar el vacío [fuente: URI].

Este no es el único método de autocuración del concreto. Otros investigadores han utilizado bacterias, capilares de vidrio o microcápsulas de polímero para lograr resultados similares. Sin embargo, los investigadores de Rhode Island creen que su método es el más rentable.

Prolongar la vida del concreto podría tener enormes beneficios ambientales. La producción mundial de concreto actualmente representa el 5 por ciento de las emisiones globales de dióxido de carbono [fuente: Rubenstein]. El hormigón inteligente no solo haría más seguras nuestras estructuras, sino que también reduciría los gases de efecto invernadero.

9. Nanotubos de carbono

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Los nanotubos de carbono tienen la proporción más alta de resistencia a peso de cualquier material en la Tierra y pueden estirarse un millón de veces más que su espesor. © Arte digital / Corbis

Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro. Eso es increíblemente pequeño. Una sola hoja de papel es de 100.000 nanómetros. Su uña crece aproximadamente 1 nanómetro por segundo. Incluso una hebra de su ADN tiene 2,5 nanómetros de ancho [fuente: NANO.gov]. Parecería imposible construir materiales en la escala "nano", pero utilizando técnicas de vanguardia como la litografía por haz de electrones, los científicos e ingenieros han creado con éxito tubos de carbono con paredes que solo tienen un espesor de 1 nanómetro.

Cuando una partícula más grande se divide en partes cada vez más pequeñas, la proporción de su área de superficie a su masa aumenta. Estos nanotubos de carbono tienen la mayor relación de resistencia a peso de cualquier material en la Tierra y pueden estirarse un millón de veces más que su espesor [fuente: NBS]. Los nanotubos de carbono son tan ligeros y fuertes que se pueden incrustar en otros materiales de construcción como metales, concreto, madera y vidrio para agregar densidad y resistencia a la tracción. Los ingenieros incluso están experimentando con sensores a nanoescala que pueden monitorear las tensiones dentro de los materiales de construcción e identificar posibles fracturas o grietas antes de que ocurran [fuente: NanoandMe.org].

8. Aluminio transparente

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El aluminio transparente podría usarse para construir rascacielos de paredes de vidrio imponentes que requerían menos soporte interno. claser / E + / Getty Images

Durante décadas, los ingenieros químicos han soñado con un material que combina la resistencia y la durabilidad del metal con la pureza cristalina del vidrio. Tal "metal transparente" podría usarse para construir rascacielos elevados de paredes de vidrio que requieren menos soporte interno. Los edificios militares seguros podrían instalar ventanas metálicas transparentes delgadas impermeables al fuego de artillería de más alto calibre. ¡Y piensa en el monstruoso acuario que podrías construir con estas cosas!

En la década de 1980, los científicos comenzaron a experimentar con un nuevo tipo de cerámica hecha de una mezcla en polvo de aluminio, oxígeno y nitrógeno. Una cerámica es cualquier material duro, generalmente cristalino, que se fabrica mediante un proceso de calentamiento y enfriamiento. En este caso, el polvo de aluminio se coloca bajo una presión inmensa, se calienta durante días a 2.000 grados C (3.632 grados F) y, finalmente, se pule para producir un material de vidrio perfectamente transparente con la resistencia del aluminio [fuente: Ragan].

Conocido como aluminio transparente, o ALON, el material de la era espacial ya está siendo utilizado por los militares para hacer ventanas blindadas y lentes ópticas.

7. Hormigón permeable

10 Tecnologías de construcción futurista: tecnologías

El agregado más grande y la falta de arena en el asfalto permeable (que se muestra aquí) crea vacíos interconectados, lo que permite que el agua fluya a través de la superficie en lugar de salir de ella, lo que reduce la escorrentía de las aguas pluviales. BanksPhotos / E + / Getty Images

Durante una fuerte tormenta, se acumulan láminas de agua de lluvia en caminos, aceras y estacionamientos, se limpian los desechos y contaminantes de la superficie y se lavan productos químicos potencialmente tóxicos, como la gasolina, directamente en las alcantarillas y arroyos. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) identifica la escorrentía de aguas pluviales en áreas urbanas pavimentadas como una fuente importante de contaminación del agua.

La naturaleza tiene su propia forma de filtrar las toxinas del agua de lluvia. El suelo es un magnífico filtro para metales y otros materiales inorgánicos. A medida que el agua de lluvia pasa a través de los niveles del suelo, los microorganismos y las raíces de las plantas absorben el exceso de químicos [fuente: ESA]. Sabiendo esto, los ingenieros han creado un nuevo tipo de concreto permeable que permite que el agua de lluvia pase a través del pavimento y deje que la naturaleza haga su trabajo.

El concreto permeable o permeable se hace con granos más grandes de roca y arena, dejando entre 15 y 35 por ciento de espacio abierto en el pavimento [fuente: EPA]. Las losas de concreto permeable se colocan sobre grava u otro material de base poroso que permite que el agua de lluvia se asiente sobre el sustrato del suelo debajo. El concreto permeable es un excelente reemplazo para el asfalto en los estacionamientos. No solo disminuye significativamente la escorrentía, sino que también el color más claro del concreto refleja la luz solar y se mantiene más fresco en el verano.

6. Aislamiento de aerogel

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Sobre esta flor de cerezo descansa una esponja de carbón hecha de aerogel. Si bien es más liviano que el helio, puede absorber aceite 250-900 veces su propia masa. © Imaginechina / Corbis

Si la famosa estatua de mármol de David de Miguel Ángel estuviera hecha de aerogel, ¡solo pesaría 4 libras (2 kilogramos)! El aerogel es una de las sustancias menos densas de la Tierra, un material sólido similar a la espuma que mantiene su forma a pesar de ser casi tan ligero como el aire. Algunos tipos tienen densidades solo tres veces más pesadas que el aire, pero los aerogeles suelen ser 15 veces más pesados ​​que el aire [fuente: Aerogel.org].

Puede pensar en el gel como una sustancia húmeda, como el gel para el cabello. Pero el aerogel se hace eliminando el líquido de un gel. Todo lo que queda es la estructura de sílice, que es 90 a 99 por ciento de aire. El aerogel casi no pesa, pero se puede hilar en finas láminas de tejido de aerogel. En los proyectos de construcción, el tejido de aerogel demuestra propiedades "super-aislantes". Su estructura porosa dificulta el paso del calor. En las pruebas, el tejido de aerogel tenía de dos a cuatro veces el poder aislante de la fibra de vidrio tradicional o el aislamiento de espuma [fuente: LaMonica]. Una vez que el precio baja, podría ser ampliamente utilizado en la construcción.

5. Azulejos reactivos a la temperatura

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Esta tabla cambia de color cuando algo caliente descansa sobre ella, gracias a una superficie reactiva a la temperatura. Estudios de color en movimiento

Si estuvo vivo en 1991 y vivió en la superficie, es muy probable que haya tenido una camiseta de Hypercolor. Por algún milagro científico - un milagro llamado tinte termocrómico - la gente de Hypercolor hizo camisetas que cambiaron de color con la temperatura de tu cuerpo. Los comerciales hicieron que se viera super guay y sexy; Tu novia podría poner sus manos calientes en tu pecho y dejar una marca brillante. Pero en realidad, las partes más calientes de tu cuerpo suelen ser tus axilas. Las axilas brillantes = no super sexy.

Hoy en día, una empresa llamada Moving Color fabrica azulejos decorativos de vidrio recubiertos con pintura termocrómica que "cobran vida" al cambiar la temperatura de la superficie. A temperatura ambiente, las baldosas son de color negro brillante, pero cuando tocas las baldosas, o las golpeas con luz directa o agua tibia, los colores se transforman, como la aurora boreal, en azules, rosas y verdes iridiscentes. La aplicación más genial tiene que ser la ducha que cambia de color. La buena noticia para Moving Color es que las casas no tienen axilas.

4. Robot de construcción de enjambre.

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Kirstin Petersen, un académico en inteligencia artificial en la Universidad de Harvard, demuestra robots inspirados por las termitas en la reunión de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia en Chicago en 2014. KERRY SHERIDAN / AFP / Getty Images

Uno de los constructores más ingeniosos de la naturaleza es la humilde termita. Con un cerebro del tamaño de un grano de arena, funciona junto a cientos de miles de compañeros de monte para construir estructuras de lodo colosales y complejas. Las termitas atrajeron la atención de los investigadores de robótica de Harvard porque los insectos no reciben órdenes de algún arquitecto central de termitas. Cada termita trabaja sola según las reglas de comportamiento genéticamente programadas. Juntos, como un enjambre de individuos decididos, crean obras monumentales de barro.

Inspirados por las termitas, los investigadores del Grupo de Investigación de Sistemas Autoorganizados de Harvard han construido pequeñas robóticas de construcción programadas para trabajar juntas como un enjambre. Los robots de cuatro ruedas pueden construir paredes de ladrillo levantando cada ladrillo, escalando la pared y colocando el ladrillo en un lugar abierto. Tienen sensores para detectar la presencia de otros robots y reglas para alejarse de los demás. Al igual que las termitas, nadie las "controla", pero están programadas para construir colectivamente un diseño específico.

Imagine las aplicaciones: Robot de robots que construyen paredes de diques a lo largo de una costa peligrosamente inundada; Miles de pequeños robots construyendo una estación espacial en Marte; o profundas tuberías de gas submarinas que se ensamblan nadando enjambres de robots. Un experimento similar utilizó un enjambre de robots voladores autónomos para construir una torre de ladrillos ingeniosamente ondulante [fuente: Liggett].

3. Casas impresas en 3-D

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Ma Yihe (izquierda) muestra las paredes impresas en 3D para las casas que su compañía está construyendo en Shanghai, China. Su compañía planea construir 10 de estos en un día. © Pei Xin / Xinhua Press / Corbis

La impresión 3-D finalmente se ha convertido en la corriente principal. Makerbot está vendiendo máquinas de escritorio ingeniosas (y casi asequibles) que pueden imprimir juguetes de plástico en 3D, joyas, piezas de máquinas y extremidades artificiales.Pero, ¿y si quieres imprimir algo más grande que una caja de zapatos? ¿Podría realmente construir una impresora 3D lo suficientemente grande como para imprimir una casa de plástico?

La respuesta es sí." Una firma de arquitectura holandesa lanzó un ambicioso proyecto de arte público para construir una casa impresa en 3D. Pero primero, tuvieron que construir una de las impresoras 3D más grandes del mundo, llamada Kamermaker o "hacedor de habitaciones". Utilizando el mismo material de origen plástico que las impresoras 3D de pequeña escala, Kamermaker puede imprimir grandes componentes de plástico tipo LEGO que se ensamblarán en habitaciones individuales de la casa. Luego, las habitaciones se cerrarán juntas, una vez más, piense en LEGO, con los exteriores impresos de la casa diseñados para parecerse a una casa tradicional de un canal holandés.

Mientras tanto, una empresa de construcción china está construyendo casas usando una impresora 3D gigante que rocía capas de cemento y desechos de construcción para ensamblar las casas. La compañía dice que las casas costarán menos de $ 5,000 cada una, y puede producir hasta 10 de ellas en un día [fuente: Guardian].

2. Smart Roads

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No necesitamos un automóvil con paneles solares si encontramos carreteras que puedan suministrar energía a un automóvil eléctrico de forma inalámbrica. © Chris Rogers / Corbis

Google está acaparando toda la atención con su auto de auto, pero ¿de qué sirven los autos inteligentes si aún tienen que conducir en carreteras "tontas"?

Una de las ideas nuevas más emocionantes es una carretera que actúa como un cargador para vehículos eléctricos. Una empresa de Nueva Zelanda ya ha construido una gran "almohadilla eléctrica" ​​que puede cargar de forma inalámbrica un automóvil eléctrico estacionado [fuente: Barry]. El siguiente paso es integrar la tecnología de carga inalámbrica en la superficie real de la carretera para que los vehículos eléctricos puedan recargarse en movimiento. ¡No más estaciones de recarga!

Otras ideas intrigantes que pueden hacerse realidad algún día incluyen las superficies de las carreteras que absorben la luz solar para generar electricidad o, incluso, más frías, incrustar la carretera con cristales piezoeléctricos que capturan las vibraciones de los automóviles que pasan y los convierten en energía utilizable [fuente: cero a 60 veces ].

1. Construyendo Con CO2

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La cáscara dura del abulón inspiró a los investigadores del MIT a aislar la enzima que utiliza el abulón para mineralizar el C02 a fin de construir sus conchas. Un día, podríamos hacer ladrillos de carbono a partir de C02. Bill Brennan / Perspectivas / Getty Images

El dióxido de carbono (CO2) emitido por las centrales eléctricas y los automóviles es la fuente más grande de gases de efecto invernadero creados por el hombre. Cada año, bombeamos más de 30 mil millones de toneladas métricas (33 mil millones de toneladas) de CO2 a la atmósfera, donde acelera los efectos dañinos del calentamiento global [fuente: Trafton]. Mientras el sector energético experimenta con la captura o el "secuestro" de emisiones subterráneas de CO2, un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ha utilizado con éxito la levadura modificada genéticamente para convertir el CO2 en materiales sólidos de construcción a base de carbono.

Al igual que el equipo de termitas de Harvard, los investigadores del MIT también se inspiraron en la naturaleza, esta vez el abulón. Al igual que otros crustáceos, el abulón puede convertir el CO2 y los minerales transmitidos por el océano en carbonato de calcio para construir sus conchas duras como piedras. Los investigadores aislaron la enzima que el abulón utiliza para mineralizar el CO2 y diseñaron un lote de levadura para producirlo. Un vaso lleno de levadura modificada genéticamente puede producir 2 libras (1 kilogramo) de carbonato sólido de solo 1 libra (0.5 kilogramos) de C02 [fuente: Trafton]. Imagine cuántos ladrillos de carbono podrían fabricar con 30 mil millones de toneladas métricas de CO2.

Para obtener una lista mucho más de inventos que cambian el mundo y predicciones futuristas, consulte los enlaces relacionados de WordsSideKick.com en la página siguiente.

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Nota del autor: 10 materiales de construcción futuristas

Al mismo tiempo, hay algo emocionante y aterrador al ver a un enjambre de robots voladores autónomos construir algo hermoso, o a un auto robótico auto-conducido a la perfección en el drive-thru de Taco Bell. Estamos creando máquinas cuya inteligencia artificial pronto rivalizará con nuestra propia inteligencia "orgánica". En el 99 por ciento de los casos, esto será invariablemente algo bueno, hacer que las carreteras sean más seguras (los autos de Google aún no han tenido un accidente u obtener un boleto) y automatizar las tareas que solían requerir cientos de horas de trabajo humano peligroso. Pero si Hollywood nos ha enseñado algo, es que las máquinas inteligentes eventualmente se rebelarán contra nosotros y cosecharán nuestros órganos para obtener energía de la batería. Solo espero que nuestra carrera por el progreso científico se mantenga controlada por un fuerte interruptor de "apagado" ético. Solo para estar seguro, desconecto todos mis aparatos "inteligentes" por la noche. Me gusta mi bazo donde está, gracias.


Suplemento De Vídeo: 10 Tecnologías de construcción que cambiarán el mundo.




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