10 increíbles tecnologías de construcción que podrían cambiar el mundo

Los efectos de los humanos en la Tierra son cada vez más profundos. Nuestro consumo de energía es más alto que nunca y solo empeora. La población también está creciendo, lo que está ejerciendo una presión dramática sobre los recursos básicos como el espacio, el agua y los alimentos. Finalmente, el ambiente está cambiando rápidamente, lo que ha llevado a un clima extremo que ha tenido un efecto tremendo en las ciudades de todo el mundo.

Para abordar algunos de estos problemas, se están realizando cambios innovadores en las tecnologías de construcción antiguas para hacer que el futuro sea hermoso, limpio y (lo más importante) habitable.

10 ciudades de bambú

La mayoría de la gente en Occidente piensa en el bambú como un material decorativo. Pero en realidad es un recurso de construcción increíble. El bambú es de rápido crecimiento, más fuerte que el acero y más resistente que el cemento. Es por eso que Penda, un estudio de arquitectura en Beijing, China, quiere usar el bambú como el recurso principal para construir una ciudad completa.

La ciudad sería sostenible, respetuosa con el medio ambiente y económica. Los edificios se construirían juntando cañas de bambú para hacer una junta X y luego atándolas con una cuerda. Utilizando esta técnica, Penda cree que podrían construir una ciudad que albergaría a 200,000 personas en 2023.

Una vez que se completa una estructura, las adiciones se pueden instalar fácilmente tanto horizontal como verticalmente. Además, una habitación o incluso una estructura completa se pueden desmontar sin mucho esfuerzo, y como son solo varillas y cuerdas de bambú, se pueden reutilizar.

9 Nanothreads de diamante

Por lo que sabemos, los diamantes son los minerales más duros que se producen naturalmente en la Tierra. En la forma correcta, esa fuerza hace de los diamantes un excelente material de construcción.

En la Universidad de Penn State, los investigadores han creado nanotornillos de diamante innovadores que son 20,000 veces más delgados que una hebra de cabello humano. Aun así, los nanotreadores de diamante se consideran el material más fuerte en la Tierra (y posiblemente en el universo). Además de ser delgados y fuertes, son increíblemente ligeros.

Los investigadores pudieron crear estas cadenas de diamantes ultrafinos aplicando ciclos alternos de presión a moléculas de benceno aisladas que se encontraban en estado líquido. Esto creó anillos de átomos de carbono que se unieron en una cadena ordenada.

Es posible que estos nanohilos no se usen en la construcción cotidiana, pero podrían usarse en proyectos ambiciosos, como el cable para un elevador espacial, que podría generar un turismo espacial más barato.

Aislamiento de aerogel 8

El aerogel no es un material nuevo. De hecho, se investigó en la década de 1920, con hallazgos sobre el material publicado en 1932. Se crea eliminando el líquido del gel y reemplazando el líquido con gas. Al hacer esto, la sustancia se convierte en peso ultraligero porque es 90 por ciento de aire. Cuando se hace en una manta, es ideal para el aislamiento. El aerogel se ha utilizado para aislar tuberías en áreas industriales, e incluso se usó en el rover de Marte.

Una empresa que desea utilizar la tecnología de aerogel para el aislamiento doméstico es Aspen Aerogels. Crearon un producto llamado mantas Spaceloft con el que es fácil trabajar porque son muy ligeras y delgadas. A pesar de su peso ligero, las mantas tienen de dos a cuatro veces el valor de aislamiento por pulgada en comparación con el aislamiento tradicional de fibra de vidrio o espuma.

Las mantas Spaceloft también permiten que el vapor de agua pase a través de ellas, y quizás lo más impresionante, son resistentes al fuego. Aunque las casas envueltas en mantas de aerogel no serán incombustibles como las casas en Fahrenheit 451, este tipo de aislamiento ciertamente reduciría la cantidad de incendios residenciales.

El problema es que el aerogel es mucho más caro que el aislamiento tradicional, aunque a la larga ahorrará dinero en las facturas de energía. Además, no todas las casas se pueden adaptar fácilmente con el material. Las mantas funcionan mejor en casas antiguas o en casas nuevas que están específicamente diseñadas para ser aisladas con aerogel.

Impresora de 7 caminos

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Lleva mucho tiempo pavimentar una carretera. En promedio, un trabajador puede pavimentar 100 metros cuadrados (1,100 pies) por día de la manera tradicional. Las impresoras de carreteras, como la máquina de pavimentación Tiger Stone, que pueden "imprimir" 300 metros cuadrados (3,200 pies) de adoquines en un día, buscan acortar ese proceso.

Otra es la RoadPrinter de RPS, que puede hacer 500 metros cuadrados (5,300 pies) por día. Uno a tres operadores introducen ladrillos sueltos en la máquina. Luego el empujador clasifica los ladrillos en un patrón como una alfombra. En ese punto, la gravedad se hace cargo, y la máquina recorre el camino de ladrillos. Después, una apisonadora empuja los ladrillos en su lugar.

Las impresoras son eléctricas y no tienen muchas partes móviles, lo que las hace fáciles de usar y mantener. Además, no hacen mucho ruido, especialmente en comparación con los métodos tradicionales de pavimentación de carreteras.

Por supuesto, la principal diferencia entre la mayoría de las carreteras y las impresas a máquina es que las máquinas depositan ladrillos en lugar de asfalto. Sin embargo, los caminos de ladrillo también son mejores que el asfalto porque filtran el agua, se expanden cuando están congelados y duran más.

6 elevadores multidireccionales sin cables

Un gran problema con las grandes infraestructuras es cómo moverse de manera eficiente en ellas. Los humanos solo pueden caminar tan rápido y tan lejos. Además, cada hueco del ascensor tiene solo una cabina de ascensor. Si alguna vez ha tenido que usar un ascensor en un edificio grande, sabe que a menudo puede tomar mucho tiempo obtener un automóvil.

La empresa alemana de ascensores ThyssenKrupp está buscando remediar esos problemas. En lugar de usar cables, su elevador propuesto usaría tecnología de levitación magnética. Esto permitiría que sus autos viajen tanto vertical como horizontalmente. También permitiría más de un automóvil por eje, lo que reduciría los tiempos de espera. Así que habría menos necesidad de múltiples puertas de ascensor.

Finalmente, los ascensores magnéticos utilizarían mucha menos energía, lo que los haría mejores para el medio ambiente. En 2016, ThyssenKrupp planea probar el nuevo sistema de ascensores en un edificio en su campus de investigación.

5 pintura solar

Una de las mayores quejas sobre los paneles solares es que son llagas grandes y torpes que no son lo suficientemente potentes. Para cambiar eso, unos pocos investigadores están produciendo células solares que son tan pequeñas y flexibles que pueden pintarse sobre superficies. De hecho, un equipo de investigadores de la Universidad de Alberta ha creado una célula solar con nanopartículas de zinc y fósforo.

Si todos los propietarios pintaran su techo con este tipo de pintura solar, podría generar energía más que suficiente para la casa y reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles. No se necesitaría ninguna adaptación, lo que minimizaría los trabajos de construcción. Además, la pintura solar es mucho menos costosa de producir que los paneles solares tradicionales. Las células solares utilizadas en la pintura aún no son eficientes, pero los investigadores están trabajando para solucionar ese problema.

4 ciudades verticales

Según las proyecciones de las Naciones Unidas, habrá más de 9.6 mil millones de personas en la Tierra para 2050. Eso es 2.3 mil millones más de personas que tenemos hoy. Además, se estima que el 75 por ciento de la población mundial vivirá en ciudades, lo que agrava nuestros problemas con la falta de espacio en nuestras ciudades.

Una forma de superar ese problema es construir ciudades verticales. Ya hay algunas ciudades verticales propuestas que se construirán en el Sahara, los Emiratos Árabes Unidos (EAU) y China.

Estas ciudades verticales serían edificios gigantes que proporcionarían residencias, lugares de trabajo y compras. Por ejemplo, la firma italiana Luca Curci Architects construirá un edificio en los Emiratos Árabes Unidos que tiene 189 niveles. Albergará a 25,000 personas, junto con tiendas y negocios. Como la gente no tendría que abandonar el edificio, esto resolvería el problema del espacio y reduciría la huella de carbono de los residentes.

Las megaestructuras serían autosuficientes y verdes. Como son tan grandes, se podrían colocar paneles solares en todos los edificios. También usarían energía geotérmica y tendrían recolección de agua de lluvia.

3 Smart Concrete

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Cuando un área comienza a inundarse, no hay suficientes lugares para drenar el agua. Esto empeora en las zonas urbanas porque hay menos suelo para absorber el agua. Para reducir las inundaciones, la compañía británica Tarmac ha creado un producto de asfalto llamado Topmix Permeable.

La mayoría del concreto permite que un poco de agua penetre en el suelo, pero solo unos 300 milímetros (1 pie) de agua pasan por hora. Topmix puede permitir 36,000 milímetros (118 pies) de agua por hora, lo que equivale a unos 3,300 litros (880 gal) por minuto.

En lugar de usar arena como la mayoría del concreto, Topmix elabora su producto con piezas de granito triturado que se empaquetan juntas. El agua se drena a través de estas piezas de granito, donde puede ser absorbida por el suelo, conducida a un sistema de alcantarillado o recogida en una reserva de agua. Además de reducir las posibilidades de inundaciones, Topmix mantiene las calles más secas, lo que las hace más seguras. Además, el agua puede dirigirse a un depósito para su reutilización en cualquier número de formas.

El problema con el concreto permeable es que solo se puede usar en áreas donde no hace demasiado frío. El clima frío haría que el hormigón se expandiera, lo que lo destruiría. También es mucho más caro de instalar que el concreto tradicional, pero las ciudades pueden ahorrar dinero a largo plazo si el producto reduce las inundaciones.

2 ladrillos inteligentes

Con solo mirar los ladrillos inteligentes desarrollados por Kite Bricks, puedes ver que fueron inspirados por Lego. Estos bloques de construcción tienen perillas en la parte superior, y se conectan exactamente como lo hacen las piezas de Lego. Los ladrillos inteligentes se mantienen en su lugar utilizando barras de refuerzo, con piezas de diferentes formas en capas en el diseño.

En lugar de usar cemento, los ladrillos se mantienen unidos con un adhesivo fuerte de doble cara. En el interior del edificio, se pueden unir paneles intercambiables con patrones a los ladrillos. Estos paneles eliminarían la necesidad de paneles de yeso y pintura. También hay piezas para construir pisos y techos. Los centros de los bloques están vacíos, dejando espacio para el aislamiento, tuberías y cables eléctricos.

Los ladrillos conducirían a un mejor control de la energía térmica, una mayor versatilidad en la construcción y menores costos de construcción de alrededor del 50 por ciento.

1 Robot de construcción de enjambre

Para desarrollar métodos innovadores en el mundo de la construcción, los investigadores de Harvard recurrieron a la naturaleza en busca de inspiración, específicamente las termitas. Las termitas pueden construir grandes estructuras a pesar de no tener supervisión central. Para hacer esto, las termitas traen un pedazo de tierra al primer sitio de construcción. Si se toma ese lugar, simplemente se mueven al siguiente lugar.

El Proyecto TERMES usa la misma idea de construcción de enjambres, pero usan robots pequeños. Estos drones simples y económicos construyen estructuras siguiendo un diseño inicial y colocando un bloque en el siguiente espacio disponible hasta que la estructura esté terminada. Esto significa que el enjambre necesita poca intervención por parte de los humanos después del diseño inicial.

Los enjambres serían ideales para construir estructuras en lugares peligrosos, como los que se encuentran en el espacio o bajo el agua. También podrían hacer un trabajo de baja categoría que sería una pérdida de tiempo humano. Al ser autoguiados, pueden construir estructuras de manera más eficiente y efectiva que los humanos.