Moléculas un millón de veces más delgadas que un cabello humano y elaboradas en laboratorios mexicanos se han incorporado a la industria de la construcción en los últimos trece años para hacer más resistentes casas y edificios. La nanotecnología ha generado concretos y recubrimientos funcionales que soportan la corrosión y otros daños provocados por la lluvia ácida, la exposición a gases contaminantes y las agresiones vandálicas.
Científicos mexicanos de instituciones como la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH) o investigadores de algunas empresas apoyadas por la Fundación México Estados Unidos para la Ciencia (Fumec), como LuminaKret, han desarrollado nuevos materiales para la construcción reforzados con nanomoléculas.
Ejemplos de productos ya concluidos son los concretos funcionales, cementos luminiscentes y pinturas antigrafitti. Otros productos que ya se prueban en laboratorio, y se espera que pronto se ofrezcan al mercado, son las vigas nanoreforzadas con hierro o los marcos para ventana capaces de desviar la radiación ultravioleta (UV).
PRIMEROS ALUMBRAMIENTOS. El primer gran proyecto concluido en materiales para la construcción elaborados con nanotecnología fue la pintura antigrafitti de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), que incorporó a la pintura de acrílico, usada comúnmente, nanoesferas de un material polímero que, una vez colocadas sobre un muro, evitaban la adherencia de otra capa de pintura con aerosol.
Debido al problema que representaban las pintas realizadas durante marchas o manifestaciones, y que usualmente afectan monumentos o edificios históricos, el Instituto de Física de la UNAM desarrolló la pintura antigraffiti. Ésta fue una innovación que comenzó a desarrollarse desde 2001 por investigadores del Departamento de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, ubicada en el Campus de Juriquilla, en el Estado de Querétaro.
El resultado fue la fabricación de la pintura o recubrimiento antigrafitti Deletum 3000, capaz de aplicarse en cualquier superficie y adquirir cualquier color para no modificar la apariencia de los muros u objetos. Está hecha con materiales oleofóbicos e hidrofóbicos, es decir, repelentes al agua y a sustancias grasas. Esta solución se aplica a la pared.
Mientras se seca, los componentes moleculares se separan. Al fondo se ubica la parte hidrofílica, mientras que al frente permanece la hidrofóbica, lo que impide la entrada de la pintura de graffiti, escurriendo la pintura de la pared.
El proceso para "eliminar" el graffiti se realiza en unos días, ya sea mediante el lavado o utilizando una cinta adhesiva.
Ese invento se registró como marca Deletum 3000, pero no fue protegido por medio de una patente y sólo se conserva como "secreto industrial". La tecnología fue transferida a la compañía Comex y actualmente se comercializa en México y en Estados Unidos.
ÁTOMO POR ÁTOMO. Un nanómetro es una medida de tamaño que significa un milímetro dividido un millón de veces. La nanotecnología es la habilidad de entender, controlar y manipular la materia a nivel de átomos y moléculas individuales, así como incorporar grupos de estas moléculas para la elaboración de nuevos materiales, dispositivos y sistemas con nuevas funciones. Ésta es la definición que adoptó desde el año 2001 la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos (NSF por sus siglas en inglés).
Ese año, la nanotecnología atrajo la atención de numerosas universidades, institutos y empresas de todo el mundo, cuando el Presidente de Estados Unidos, William Clinton, aprobó un presupuesto de 442 millones de dólares para que su país creara la Iniciativa Nacional de Nanotecnología y acelerara la incorporación de nuevos materiales desde los laboratorios hacia el mercado, con el fin de apoyar a la economía estadunidense. Dos años después, su sucesor, George W Bush casi duplicó el presupuesto para esa iniciativa, destinándole 849 millones de dólares.
En México, grupos separados trabajaban en el campo de la nanotecnología desde los años 90 y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) ya había financiado con 15 millones de dólares a 152 proyectos de investigación en 58 instituciones, entre los años 1998 y 2004.
LUZ EN LA OSCURIDAD. La creación de un material para la construcción que durante el día captura luz del Sol y durante la noche emite un suave brillo luminiscente durante más de diez horas, detonó todo un cambio en las acciones para registro y transferencia de patentes en la Universidad Michoacana de San Nicolás Hidalgo (UMSNH).
El nuevo material para la construcción llamado geopolímero fotoluminiscente, pero conocido coloquialmente como cemento luminiscente, trazó una ruta para ir más allá del laboratorio e incursionar en los procesos de protección a la propiedad intelectual. El doctor José Carlos Rubio Ávalos, creador del nuevo material, trabajó en colaboración con la doctora Elia Mercedes Alonso Guzmán, el maestro Wilfrido Martínez Molina y el doctor Fernando Velasco Ávalos.
El material, creado 100 por ciento en laboratorios michoacanos, fue presentado en noviembre de 2015, después de obtener una patente internacional, pero uno de sus efectos paralelos es que fue el detonante de un proceso al interior de la UMSNH que ha llevado a la creación de un reglamento y una oficina especializados en transferencia de tecnología.
Actualmente la Universidad Michoacana trabaja en la obtención de patentes y posible transferencia tecnológica de otros materiales nanoestructurados para la construcción. Las nuevas normas y la nueva oficina de transferencia beneficiarán a todas las facultades de la Universidad Nicolaita.
Hoy en día, empresas de Europa y Asia han manifestado su interés en vender internacionalmente el invento de la Universidad Michoacana San Nicolás Hidalgo (UMSNH), que está a punto de ser transferido a la industria, una vez que se publiquen las nuevas reglas de transferencia tecnológica.
"Algunas empresas de Europa y de Asia ya se han acercado a nosotros. En México ha generado el interés de microempresarios pero no se han acercado los grandes productores de materiales. Lo que estamos haciendo actualmente en la universidad es definir cuál va a ser el mejor mecanismo para poner el producto en el mercado, por medio de un nuevo reglamento de transferencia de tecnología y un centro de transferencia", dijo el doctor José Carlos Rubio Ávalos, miembro del Sistema Nacional de Investigadores.
El investigador mexicano reconoce que el trabajo de desarrollo y transferencia de tecnología implica muchas horas de trabajo adicionales a la investigación. Esto significa un esfuerzo doble para, por un lado, cumplir con los requisitos que se exigen para mantenerse dentro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), y adicionalmente convertir el nuevo conocimiento en desarrollos prácticos y útiles para la población.
"De cualquier modo me siento muy satisfecho porque desde estudiante quería desarrollar tecnología que tuviera impacto social. Actualmente tengo 11 años en el SNI y trabajo para cumplir las metas que ellos me piden y de manera paralela me involucré en el trabajo de desarrollo tecnológico y productivo. Es un esfuerzo muy grande, pero me encanta lo que es la innovación tecnológica y de productos, por lo que independientemente de cómo se evalúa la ciencia nacional, lograr que un producto llegue al mercado nacional e internacional vale mucho la pena", dijo el investigador de la UMSNH.
Rubio Ávalos, ha sido reconocido por la Secretaría de Economía, la Embajada de la Gran Bretaña a través de la Fundación Newton, el Centro de Transferencia de Tecnología ISIS-Innovation de la Universidad de Oxford y la Royal Academy of Engineering en coordinación con la Red de Oficinas de Transferencia de Tecnología de México.
El geopolímero fotoluminiscente mejora las cualidades de adhesividad del cemento tradicional y permite aplicar nuevas posibilidades de fotoluminiscencia. Puede ser utilizado en la construcción de carreteras y señalamientos ya que su emisión de luz generaría carreteras o calles auto-iluminadas pues el cemento absorbería luz durante el día y emitiría la misma en condiciones de oscuridad.
Otro aspecto de gran importancia de este cemento son sus cualidades de adherencia al metal. En este caso supera con creces al cemento comercial, lo cual abre perspectivas muy innovadoras para nuevas técnicas de construcción.
MATERIALES INTELIGENTES. En el año 2014, la empresa mexicana de base tecnológica Concreto Poliamídico LuminaKret, fundada en Tijuana, Baja California, inventó un nuevo tipo de concreto hidráulico capaz de degradar o desvincular moléculas de gases contaminantes que lo tocan, gracias a que genera un proceso fotoactivo, es decir, una reacción química inducida por la luz.
El efecto ocurre gracias a que la mezcla de concreto fue enriquecida con filamentos metálicos semiconductores de pequeñas dimensiones, fabricados en escala de nanómetros.
El invento se considera una innovación disruptiva y ya presentó una solicitud de registro de patente ante el Instituto Mexicano de Propiedad Industrial (IMPI), con apoyo de la Fundación México Estados Unidos para la Ciencia (Fumec) y Nacional Financiera (Nafin).
El material obtenido ofrece diferentes ventajas para la industria de la construcción: 1) impide el envejecimiento prematuro del concreto; 2) disminuye la cantidad de gases de efecto invernadero en el entorno de los edificios con este material y 3) evita la lluvia ácida. Gracias a estas ventajas obtuvo el Tercer Lugar en el concurso de Líderes de Innovación 2016-2017, de la Real Academia de Ingeniería del Reino Unido.
El producto, concebido por el fundador de la compañía Jesús Cervantes Herrera, ha sido cuidadosamente incubado y fortalecido desde 2014 con apoyo de la aceleradora de empresas de base tecnológica TechBA, que forma parte de Fumec, fundación que cuenta con apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), miembro de la Mesa Directiva del Foro Consultivo Científico y Tecnológico (FCCyT).
"Los elementos del concreto poliamídico reaccionan permanentemente, a nivel molecular, permitiendo la eliminación natural de los agentes contaminantes que chocan contra la superficie del concreto como son: hidrogeno, nitrógeno y carbono, liberándolos en su forma más natural y amigable con el medio ambiente. Con el desarrollo de esta mezcla de manera natural hemos logrado reducir la contaminación en ambientes controlados hasta en un 60%", afirmó el empresario en el libro Aceleramos el paso. 30 empresas exitosas apoyadas por TechBA.
"Ya hemos presentado nuestra primera solicitud de patente con ayuda de Fumec y vamos a presentar la segunda. También esperamos internacionalizarnos con el impulso de la Fundación", comentó Jesús Cervantes.
Además de la pintura antigrafitti Deletum 3000, el geopolímero fotoluminiscente y el concreto poliamídico LuminaKret existen otras innovaciones para la construcción, basadas en nanotecnología, que actualmente se prueban en laboratorios, para dar mayor resistencia y flexibilidad a metales, mejorar la conducción de electricidad o suavizar la radiación solar. Todas buscan mejorar la calidad de vida en las ciudades y favorecer la adopción de nuevos estándares de construcción, respetando el medio ambiente y fomentando la aplicación de nuevas tecnologías.
