El hormigón es, sin duda, uno de los materiales más utilizados en la historia de la humanidad. Hasta ahora, sigue como un pilar de la construcción moderna. A pesar de que se han buscado alternativas más sostenibles, como la madera, el hormigón continúa siendo una opción viable, utilizada incluso en centrales nucleares gracias a su capacidad de aislamiento y resistencia estructural.
Ahora, un nuevo estudio ha revelado que la radiación nuclear puede tener un efecto “inusual” en este material: el bombardeo radiactivo podría actuar como un mecanismo de reparación interna.
Según los autores del estudio —un grupo de investigadores de la Universidad de Tokio—, la intención original no era crear un hormigón capaz de autorrepararse, sino entender cómo la radiación afecta su integridad, especialmente ante la preocupación por su capacidad para contener la radiación en instalaciones como las plantas nucleares.
El objetivo era analizar el impacto de la radiación en el cuarzo, un componente común en la roca utilizada para mezclar el hormigón. Medir esta influencia ayudaría a comprender mejor cómo se comporta la estructura del material frente a condiciones nucleares.
El hallazgo principal sugiere que, en teoría, las estructuras de hormigón son más estables a largo plazo de lo que se creía. La radiación parece relajar la estructura del cuarzo, permitiendo una ligera recuperación de su interior.
Cómo funciona el proceso de “autocuración”
En el estudio se analizaron los efectos de la irradiación de neutrones en distintos tipos de cuarzo: sintético, metacuarcita, arenisca y granodiorita. Estos materiales fueron irradiados a temperaturas de entre 45 y 62 °C, con niveles de daño por átomo desplazado que oscilaron entre 0.01 y 0.23 unidades.
Uno de los responsables de la investigación, Ippei Maruyama, explicó que el flujo de neutrones distorsiona la estructura cristalina del cuarzo, lo que provoca su amorfización y expansión. En principio, este fenómeno se consideraba negativo, ya que podría comprometer la estabilidad del material.
Sin embargo, los investigadores observaron que la interacción entre el silicio y el oxígeno dentro de los granos de cuarzo genera un proceso de curación que mitiga esa expansión. Al mismo tiempo, los cristales distorsionados muestran signos de recuperación, lo que depende del tamaño de los cristales minerales en el hormigón. Esto sugiere que el efecto de la radiación podría ser menos perjudicial de lo que se pensaba.
El estudio también revela que una tasa de radiación más baja permite un mayor tiempo de autorreparación. Esto representa una ventaja para las plantas de energía nuclear, ya que podría extender su vida útil operativa de manera segura.
Próximos pasos en la investigación
A pesar de estos avances, aún quedan varias preguntas por responder. Aunque el equipo de la Universidad de Tokio ha investigado los efectos de la radiación en el hormigón desde 2008, se trata de un campo de estudio costoso y difícil de explorar a gran escala.
No obstante, Maruyama espera que este descubrimiento impulse nuevas investigaciones sobre el impacto de la radiación más allá del cuarzo, para determinar si otros minerales presentes en el hormigón también presentan este efecto de autocuración. El objetivo a largo plazo sería identificar los materiales óptimos para diseñar hormigones más resistentes, especialmente pensados para las futuras generaciones de plantas de energía nuclear.
Cortesía de Xataka
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