‘Cosmética’ para edificios históricos: un nanomaterial biodegradable que repele el agua

Grupo de investigación Tamices Moleculares y otros Nanomateriales de la Universidad de Cádiz.

El grupo de investigación Tamices Moleculares y otros Nanomateriales de la Universidad de Cádiz, en colaboración con la Universidad de Florencia, ha obtenido un nuevo revestimiento biodegradable destinado a la restauración del patrimonio histórico. El material combina ácido poliláctico, de origen vegetal, y nanopartículas de sílice para obtener un recubrimiento que repele el agua. La utilización de un componente biodegradable lo convierte en reversible, es decir, fácil de eliminar en futuras actuaciones arquitectónicas o patrimoniales.

Según apuntan los investigadores de la Universidad de Cádiz, los materiales destinados a las modificaciones en edificios históricos aspiran a ser respetuosos con el medio ambiente y reversibles, es decir, que se puedan retirar de manera fácil cuando se acometan futuras intervenciones. “El ácido poliláctico es una de las alternativas más prometedoras a los polímeros a base de petróleo, ya que se puede obtener a partir de fuentes renovables como maíz, remolacha, o trigo. Una aplicación innovadora de este material biodegradable es proteger el exterior de los edificios”, explica a la Fundación Descubre la investigadora, María Jesús Mosquera, de la Universidad de Cádiz.

Junto con la reversibilidad, la capacidad de repeler líquidos, es decir, su carácter hidrófobo, supone otra de las ventajas del nuevo material. Según los expertos, el agua se convierte en el principal agente de deterioro en los monumentos. Por un lado, contiene sales disueltas, sobre todo en entornos costeros y, por otro, es el medio donde habitan seres vivos. “Si utilizamos materiales que rechazan el agua evitamos compuestos como las sales y evitamos que haya colonización biológica”, precisa.

Una teja sin tratar, en la cual puede verse como el agua se extiende sobre la superficie y es parcialmente absorbida

Hasta ahora, los tratamientos hidrófobos suponen un obstáculo en futuras restauraciones, ya que no resultan aconsejables para consolidar superficies pétreas y son de carácter permanente. La novedad del material es que consigue ambos efectos: repeler el agua y retirarse si es necesario. “El recubrimiento utiliza como base es ácido poliláctico que puede eliminarse con la simple aplicación de disolvente orgánico, in situ con un algodón, en la propia fachada del monumento”, adelanta Mosquera.

En un artículo titulado ‘Obtaining SiO2–fluorinated PLA bionanocomposites with application as reversible and highly-hydrophobic coatings of buildings’, publicado en la revista Progress in Organic Coatings, los investigadores describen un procedimiento para crear recubrimientos hidrofóbicos y reversibles. “Demostramos que las gotitas de agua no se extienden, ni se absorben, ni interactúan con el material, ya que producen ángulos de contacto de aproximadamente 140 grados en un típico mármol de la fachada de un edificio. Esto se consigue por la acción combinada de la rugosidad creada por partículas de sílice y la baja energía superficial que conseguimos con el ácido poliláctico”, destaca la investigadora.

El trabajo, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad,  también demuestra que los recubrimientos preservan las propiedades estéticas del sustrato de piedra y que no alteran significativamente la transpirabilidad de la piedra. “Además, confirmamos la reversibilidad de los revestimientos, mediante el uso de un procedimiento simple que se puede emplear en mármol o cualquier otra superficie”, detalla Mosquera.

Evitar el agua

Los expertos del grupo Tamices Moleculares y otros Nanomateriales de la Universidad de Cádiz se centran desde hace décadas en una línea de investigación dedicada al desarrollo de materiales hidrofugantes con aplicaciones en el campo de la construcción. Su creación más reciente son tejas superhidrofóbicas, es decir, con alta capacidad para expulsar el agua.

Teja tras ser tratada con el superhidrofugante. Se puede ver que las gotas tienen una forma totalmente esférica, con lo que se reduce el área de contacto entre el agua y la teja, permitiendo que las gotas rueden.

En su trabajo titulado ‘Producing superhydrophobic roof tiles’, publicado en la revista Nanotechnology, los expertos describen un proceso de construcción de estas piezas destinadas a las cubiertas de los edificios. En concreto, los investigadores han añadido a las tejas un gel con nanopartículas de sílice para aportar rugosidad. “Estas estructuras nanoscópicas crean un revestimiento en la superficie teja que atrapa el aire y promueve la repulsión del agua. A continuación se añade un agente tensioactivo para prevenir la formación de grietas. Una característica fundamental en el caso de las tejas, sobre todo, por los fenómenos de hielo y deshielo”, adelanta.

El siguiente paso de este estudio, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, será comprobar el funcionamiento de estas tejas en edificios reales para verificar sus propiedades.

Referencias:

Andrea Pedna, Luís Pinho, Piero Frediani, María J. Mosquera. ‘Obtaining SiO2–fluorinated PLA bionanocomposites with application as reversible and highly-hydrophobic coatings of buildings’. Progress in Organic Coatings.  DOI: 10.1016/j.porgcoat.2015.09.024

Luis Carrascosa AM, Darío Sebastián Facio, María J. Mosquera. ‘Producing superhydrophobic roof tiles’. Nanotechnology .DOI: 10.1088/0957-4484/27/9/095604

Imágenes:

Grupo de investigación Tamices Moleculares y otros Nanomateriales de la Universidad de Cádiz.

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/26787929195/in/dateposted-public/

Una teja sin tratar, en la cual puede verse como el agua se extiende sobre la superficie y es parcialmente absorbida

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/26515568640/in/dateposted-public/

Teja sumergida en el superhidrofugante diseñado en la Universidad de Cádiz

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/26787929305/in/dateposted-public/

Teja tras ser tratada con el superhidrofugante. Se puede ver que las gotas tienen una forma totalmente esférica, con lo que se reduce el área de contacto entre el agua y la teja, permitiendo que las gotas rueden.

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/26694266732/in/dateposted-public/

Más información:

FUNDACIÓN DESCUBRE

Departamento de Comunicación

Teléfono: 954239422

e-mail: comunicacion@fundaciondescubre.es