El concreto que de forma habitual emplea la industria de la construcción tiene como uno de sus elementos esenciales al cemento, compuesto que fue mejorado mediante nanotecnología de cerámicos avanzados por investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN), quienes lograron un producto de alta resistencia, fraguado rápido y súper fluido.

El cemento, en su variante Portland, posee una formulación físico-química que le confiere una mayor reactividad, lo que mejora su desempeño y propiedades estructurales, de manera que se sugiere como idóneo para la construcción de pistas de aeropuertos, túneles, pavimentación, bacheo, banquetas, rampas de acceso, muros de contención, edificios de gran altura y para la industria minera.

Sebastián Díaz de la Torre, especialista del Centro de Investigación e Innovación Tecnológica (Ciitec) del IPN, explicó que al usar este cemento en la preparación de concreto alcanza en el primer día una resistencia de 550 kilogramos por centímetro cuadrado, y de mil 50 kilogramos por centímetro cuadrado a los 28 días.

El investigador precisó que respecto a la resistencia a la compresión, el cemento tradicional desarrolla aproximadamente entre 250 y 400 kilogramos por centímetro cuadrado, mientras que el inventado en el IPN resiste más de mil.

De manera tradicional la mezcla hecha de cemento y arcilla se rompe fácilmente, en tanto que la cerámica avanzada ofrece mayores beneficios tanto en la creación de infraestructura como para otras aplicaciones, ya que se trata de partículas nano y micrométricas acondicionadas.

“Lo que hicimos en el laboratorio de Síntesis y Procesamiento de Polvos del Ciitec es que al cemento comercial ordinario o tradicional le dimos un mayor valor agregado, mecano-activándolo mediante HEM y mezclándolo con otros agregados finos, de tal forma que se logre una distribución de tamaño de partículas efectiva”, dijo el profesor-investigador.

De esta manera, resaltó, es posible conseguir un material que incluso le permite ser bombeado o lanzado, ya que por sus características reológicas y químicas, la pasta de cemento logra rellenar los espacios más finos de un determinado molde con una alta resolución de los detalles.

México es conocido por ubicarse entre los primeros lugares en el mundo en la producción de cemento y el IPN está produciendo personal innovador en este campo. El doctor Díaz de la Torre puntualizó que además en el laboratorio del Ciitec se trabaja en el desarrollo de materiales avanzados e ingenieriles, como aleaciones especiales y compósitos cerámicos, mediante diversas técnicas de la metalurgia de polvos (como la molienda mecánica de alta energía HEM y sinterizado por arco eléctrico SPS, por sus siglas en inglés).

“Nuestro país cuenta con muchos yacimientos minerales no-metálicos propicios para desarrollar la industria del cemento tradicional y avanzado como en Chihuahua, Durango, Monterrey, Hidalgo, Torreón, Zacatecas y Querétaro, sin embargo, lo que no hay son suficientes recursos humanos con conocimiento innovador que puedan transformar la materia prima y/o los recursos naturales para convertirlos en empresas de transformación que generen empleos”, sostuvo Díaz de la Torre. (Agencia ID)

Un dispositivo para reducir el consumo de gasolina a través del uso de agua fue diseñado por un grupo multidisciplinario de alumnos de ingeniería del Instituto Tecnológico de Atitalaquia, del estado de Hidalgo, que actualmente se encuentra en vía de patentamiento.

Se trata de un mecanismo que separa las moléculas del agua para obtener gas de hidrógeno, el cual es utilizado como aditivo para maximizar el rendimiento de la gasolina. “Hay muchas dudas respecto al daño que se puede hacer la composición de hidrógeno con gasolina a los motores automotrices, pero las pruebas hechas en la NASA comprueban que la mezcla funciona”, detalla la doctora Blanca González Monroy, coordinadora del equipo multidisciplinario de ingenieros hidalguenses.

El prototipo fue presentado en el primer Congreso Interinstitucional de Jóvenes Investigadores 2014, como una caja de acero de 20 centímetros de alto por 30 de ancho y 30 de largo. Al interior se ubica una celda de hidrógeno y un depósito para aproximadamente un litro de agua, donde se realiza el proceso de electrólisis que disocia las moléculas del líquido mediante un pulso eléctrico y esto favorece la generación del hidrógeno en gas.

Las moléculas del gas se inyectan a la cámara de combustión a través de un circuito que controla los niveles de temperatura y consumo, conformado por electroválvulas que abren y cierran el flujo del mismo, y que fue diseñado para la total seguridad de operación a partir de una serie de logaritmos específicos. Es así que al entrar este gas de hidrógeno a la cámara de combustión se reduce la entrada y consumo de gasolina.

La doctora González Monroy explica que el proyecto Inicio en 2014 con un grupo de estudiantes que diseñó una celda generadora de hidrógeno y que si bien la noticia circuló por el país, la propuesta del equipo científico fue no quedarse en la fabricación de un aparato común como del que hay varios en el mercado, se trató de dar mayor sustento científico en cuanto a investigación. Actualmente se tiene el cuatro prototipo sobre el que se iniciarán pruebas de eficiencia, también se avanza en la obtención de la patente y en diálogos con inversionistas de Estados Unidos y Canadá.

Asimismo, señala la académica-investigadora que el equipo de ingenieros sigue integrado, pese a que dos de ellos estudian en el Tecnológico de Tijuana un posgrado, pero que el grupo de asesores, que ella encabeza desde Atitalaquia se mantiene trabajando con los jóvenes, pues no es un proyecto menor.

“Debemos terminar con la idea de que somos todólogos, pues los problemas que hasta hoy no han encontrado solución deben abordarse desde la interdisciplina, pues sin lugar a dudas se trata de problemas complejos. Es por ello que decidimos integrar ingenieros químicos, mecatrónicos e industriales, además de otros perfiles distintos con la finalidad de que se pudiera favorecer los distintos aspectos del proyecto.

“México y otros países enfrentan los mismos problemas y no se resuelven porque solo se ven desde una sola óptica. Por otra parte, hay quienes critican a las instituciones de educación superior de hacer ciencia entre cuatro paredes, de no ser socialmente responsables, por eso nosotros involucramos a los jóvenes estudiantes y los resultados son impresionantes”.

En relación a la participación estudiantil ahonda en que hay mucho por hacer todavía y que en gran medida académicos e investigadores deben encontrar las formas de hacerlo. “En nuestro país hay un doctor por cada mil mexicanos, cuando en otros como es el caso de Finlandia son 16 por cada mil habitantes. A nosotros nos corresponde involucrarlos en proyectos científicos y tecnológicos con un sentido social”, enfatiza la doctora González Monroy.

El proyecto forma parte del programa de Liderazgo en Energías Renovables y Eficiencia Energética, del que forman parte la fundación estadunidense InTrust Global Investments y el Centro de Salud Pública y Medio Ambiente de la Universidad de Harvard, además de ser financiado por las secretarías de Energía y de Educación Pública del país.

De los 300 proyectos resultado de este programa productos de diversas instituciones de nivel nacional, tres de ellos fueron elegidos para dar seguimiento personalizado, además con ellos se filmó un documental que ahora recorre el país.

Hasta el día de hoy “Hemos recibido asesoría científica y empresarial por parte de Harvard, y de Intrust y de esta forma hemos podido entrar en contacto con posibles inversionistas altamente exigentes, ya que no puedes ofrecer un producto como el que hay en el mercado, pues te someten a pruebas exhaustivas que comprueben la calidad de propones”. (Agencia ID)

A fin de fusionar la participación ciudadana con el uso de nuevas tecnologías para lograr el cuidado del medio ambiente, un grupo de investigadores egresados de la UNAM, con el apoyo de la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Ciudad de México (SECITI) implementaron un sistema en el que comerciantes del mercado público situado en la Delegación Milpa Alta de la Ciudad de México separan y recolectan sus residuos orgánicos para llevarlos a una planta de tratamiento que, a partir de estos, genera energía eléctrica, biogás y composta utilizable en cultivos de la zona.

El ingeniero industrial Rubén Jahir Mojica Hernández, director del proyecto científico-social denominado “laboratorio viviente” explicó que éste se conforma por diversos procedimientos. Primeramente, los productores realizan la correcta separación de los residuos orgánicos generados dentro del Centro de Acopio Nopal Verdura de Milpa Alta.

Posteriormente, los desperdicios recaudados son enviados a un contenedor de trituración, para luego pasar a un digestor que es un recipiente hermético de cuatro metros de diámetro y ocho metros de altura que a través del uso de una sepa de microorganismos realiza el procesamiento biológico de los residuos.

Para que el dispositivo trabaje correctamente se necesitan ciertas condiciones de presión, así como nivel de acidez (pH), y debido a que el digestor es considerado termofílico, requiere de 50 a 70 grados centígrados de temperatura para funcionar adecuadamente y que las bacterias alojadas en el recipiente puedan degradar los residuos para generar biogás.

“El sistema cuenta con un mecanismo de calentamiento que obtiene energía de dos fuentes, la primera es de unos colectores en forma de cilindro que permiten guardar la energía del Sol y transportarla hacia el digestor para hacerlo funcionar. Además, cuenta con un respaldo que consiste en una caldereta que quema el biogás que genera la misma máquina para mantener la temperatura en días sin luz solar”, subrayó Mojica Hernández.

Cabe señalar que el digestor crea dos productos, uno es el biogás, el cual se canaliza a un moto-generador que lo quema y produce electricidad para dosificarla al mismo centro de acopio y que además se piensa aprovechar para utilizarlo en una tortillería.

El segundo es un lodo biológico que se crea gracias a que las bacterias alojadas en el digestor se alimentan de la parte sólida de los desechos y dejan un “caldo de nutrientes”, tipo composta, que después de someterse a un proceso de deshidratación, está listo para usarlo en el mejoramiento de los suelos en cultivos de productores de la misma entidad.

Finalmente, Sustentabilidad en Energía y Medio Ambiente (SUEMA), que es la empresa que implementó el “laboratorio viviente” está integrada por un equipo multidisciplinario de sociólogos, ingenieros, biólogos, químicos que permiten atender desde los aspectos tecnológicos hasta los de inclusión social.

Actualmente la empresa cuenta con veinte solicitudes de protección para los proyectos desarrollados, registradas ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial, de las cuales cuatro de ellas se encuentran en la etapa de examen de fondo, por lo que en próximas fechas se estarán otorgando los títulos de concesión de estas. Además, se ingresarán otras ocho solicitudes de sus proyectos más recientes. (Agencia ID)