Residuos de cáscara de coco aumentarían la durabilidad de puentes y edificaciones

Un residuo agrícola que habitualmente se desecha podría tener un nuevo uso en el sector de la construcción. Al ser convertido en nanotubos de carbono, estructuras microscópicas capaces de fortalecer el cemento y reducir su permeabilidad, contribuye a disminuir la corrosión del acero de refuerzo, lo que ayuda a extender la vida útil de puentes, edificios y otras infraestructuras.

Esta investigación surgió como una continuación del trabajo de grado del ingeniero físico Miguel Ángel Gómez, estudiante de la maestría en ciencias físicas de la Universidad Nacional sede de Manizales, quien durante el pregrado analizó el comportamiento de estos nanomateriales en mezclas de cemento.

Para la obtención de los nanotubos de carbono, el investigador optó por utilizar cáscaras de coco debido a que se trata de un residuo ampliamente disponible y con un alto contenido de carbono, componente indispensable para la fabricación de estos nanomateriales

El proceso comenzó con la transformación de las cáscaras mediante pirólisis, una técnica que consiste en calentarlas sin presencia de oxígeno para producir biocarbón. Posteriormente, este material se combinó con sales metálicas que funcionan como catalizadores, es decir, favorecen las reacciones químicas, y fue expuesto a radiación en un horno microondas convencional, lo que permitió sintetizar los nanotubos de carbono.

Antes de integrarlos a la mezcla de cemento, los nanotubos fueron sometidos a un tratamiento superficial con el fin de mejorar su dispersión en el agua. Este paso resultó clave para evitar la formación de aglomerados y asegurar un comportamiento homogéneo del material durante las pruebas experimentales.

“Queríamos ampliar el estudio porque en el pregrado el tiempo era muy corto. Además, nos propusimos aprender a sintetizar los nanotubos aquí mismo en la Universidad, ya que no existía una ruta definida para producirlos”, afirmó Gómez.

Una vez obtuvo los nanotubos de carbono, el investigador los incorporó en distintas mezclas de cemento con agua. Las muestras permanecieron durante 60 días en una solución salina diseñada para simular el ambiente al que están expuestas numerosas construcciones cercanas a zonas costeras.

Al finalizar el ensayo, se evaluó el desempeño de tres tipos de muestras: unas sin nanotubos, otras con nanotubos comerciales y un tercer grupo con nanotubos producidos a partir de cáscaras de coco.

Los resultados evidenciaron que los nanotubos elaborados con este residuo agrícola lograron disminuir entre 50% y 70% la velocidad de corrosión del acero durante las primeras fases del experimento.

Aunque los nanotubos comerciales presentaron un rendimiento superior al inicio de las pruebas, la investigación confirmó que las cáscaras de coco pueden aprovecharse como materia prima para desarrollar nanotubos de carbono, lo que representa una alternativa con potencial para la fabricación de estos materiales.

El siguiente paso será verificar si estos beneficios se conservan al incorporar los nanotubos en mezclas de concreto, donde además del cemento participan materiales como arena y grava, junto con otros factores característicos de las estructuras y proyectos de construcción.