El grafeno es un excelente conductor eléctrico y térmico, liviano y con propiedades mecánicas extraordinarias de resistencia y flexibilidad. En los laboratorios Italcementi, se han iniciado varios proyectos de investigación sobre aplicaciones con hormigones inteligentes. El último se centró en la posibilidad de combinar las propiedades conductoras del grafeno con el potencial de un material de uso común y muy utilizado, como el hormigón. El resultado ha sido la creación de un compuesto de cemento conductor eléctrico, un hormigón inteligente que allana el camino para aplicaciones revolucionarias en el sector de la construcción y múltiples soluciones inteligentes para hogares, infraestructuras y la movilidad del futuro, capaces de aumentar la eficiencia, y la seguridad en la vida cotidiana.
El estudio de sus propiedades y sus posibles aplicaciones en los laboratorios Italcementi se inició en 2014, cuando la empresa se convirtió en parte del Consorcio de Graphene Flagship, una de las iniciativas de investigación más importantes lanzadas por la Unión Europea sobre el desarrollo de nuevas tecnologías relacionadas con los materiales. El proyecto, que implica diez años de investigación y una financiación total de 1.000 millones de euros, se creó para coordinar la investigación científica sobre el grafeno y otros materiales bidimensionales recientemente descubiertos y fomentar el crecimiento de nuevas tecnologías en muchos sectores industriales.
Al incorporar el grafeno al hormigón, los investigadores de Italcementi han logrado modificar el comportamiento aislante típico de los compuestos de cemento, permitiendo el paso de la corriente eléctrica sin comprometer la eficiencia. Italcementi ha podido optimizar el comportamiento del compuesto y mantener las características de resistencia y fluidez del hormigón.
Utilidades del hormigón de grafeno
Las posibles aplicaciones y ventajas de un compuesto de cemento altamente conductor son muchas, especialmente si se considera que el hormigón es el material de construcción más utilizado en el mundo. El hormigón de grafeno se puede utilizar en calefacción de suelos o paredes. Gracias a la transformación de la energía eléctrica en energía térmica, una capa muy delgada de compuesto cementoso altamente conductor colocado debajo del piso o yeso puede ofrecer un sistema de calefacción eficaz y mínimamente invasivo, que aumenta el confort y optimiza el espacio. Una solución duradera, que requiere poco mantenimiento y contribuye al ahorro energético, con ventajas también desde un punto de vista económico.
A medio plazo, será posible realizar otras aplicaciones importantes para la monitorización estructural de edificios: la conductividad hace posible las soluciones de «autodetección» capaces de monitorizar el estrés, la deformación y el agrietamiento del hormigón en tiempo real sin la necesidad de sensores adicionales especiales (o integrándolos eficientemente). Estas son soluciones que permitirán intervenir rápidamente en el caso de fenómenos iniciales de degradación de la infraestructura, con grandes ventajas desde el punto de vista de la durabilidad de las obras.
Aplicaciones para eliminar el hielo
El compuesto de cemento se puede usar para calentar superficies externas, ofreciendo una solución segura y ecológica contra la nieve y el hielo. En un futuro cercano, las carreteras y los carriles para bicicletas, las rampas de los garajes de las casas, los muelles y las pistas de aterrizaje del aeropuerto pueden limpiarse de hielo y nieve sin la necesidad de productos químicos anticongelantes de sal y corrosivos, salvaguardando la seguridad de las personas, la durabilidad de los materiales y el impacto sobre el medio ambiente.
Otras posibles aplicaciones se enfocan en el pavimento antiestático, el blindaje de edificios frente a interferencias electromagnéticas (EMI) y la disipación de cargas electrostáticas. A largo plazo, la conductividad eléctrica del hormigón puede traer grandes innovaciones también en la movilidad, permitiendo la recarga de vehículos eléctricos, por ejemplo, directamente en movimiento mientras se conduce, un sector en el que la investigación de Italcementi ha estado activa durante algún tiempo.