Línea 1: Materiales Sustentables para la Infraestructura
La construcción es uno de los sectores económicos de mayor crecimiento, lo cual ha demandado un constante desarrollo tecnológico. En Chile, se estima que la industria de la construcción aporta un promedio del 7,8% del producto interno bruto nacional (Banco Central, 2012) y representa un 8,46% de los empleos (INE, 2012). No obstante, el sector es también responsable de una cantidad importante de emisiones, tanto por generación de residuos sólidos, como por el 33% de las emisiones de gases efecto invernadero (MMA, 2012) que son generadas por el sector residencial – publico – comercial, ligado íntegramente a edificaciones. Este mismo sector es responsable, sólo considerando la etapa de operación, del 26% del uso final de energía en el país (CNE, 2010). En este contexto, la transformación de la industria de la construcción hacia el desarrollo sustentable es un enorme desafío, pero a la vez constituye una oportunidad para Chile de convertirse en líder en la materia, situándose en una posición ventajosa a nivel latinoamericano como polo regional de la industria de la construcción sustentable.
En Chile existe una gran brecha para llegar a contar con un sistema de infraestructura sustentable. La Cámara Chilena de la construcción ha estimado que la oportunidad de negocio para el desarrollo de infraestructura sustentable es del orden de 2 mil millones de dólares al año, lo cual representa una gran oportunidad para que se potencie la investigación y desarrollo en este ámbito.
Un factor que impacta directamente en la sustentabilidad de la infraestructura son los materiales. Existe de hecho, un programa de innovación en construcción sustentable entre la Cámara Chilena de la Construcción y CORFO para el desarrollo de materiales sustentables. Estos materiales se definen como materiales reciclados, es decir, que se obtiene mediante la reutilización de otros productos, o bien son materiales en que se utiliza una baja cantidad de energía para su elaboración.
Debido al contexto presentado, la primera línea de investigación de CIMAT son los materiales sustentables para la infraestructura. En la Facultad de Ingeniería se viene realizando una serie de proyectos en esta línea, por ejemplo:
- Mejoramiento de las características de cloruros utilizados para la supresión de polvo en caminos mineros.
- Investigación sobre la cohesión, resistencia y deformación de materiales de pavimento reciclados tratados con asfalto espumado.
- Caracterización mecánica de suelos estabilizados químicamente para la construcción de pavimentos.
- Desarrollo de un semáforo para indicar la fricción en caminos tratados con Bischofita
- Desarrollo de bloques para la construcción de superficies y viviendas de bajo consumo energético
- Evaluación de la ceniza volante como reemplazo del cemento para producir hormigón de menor impacto ambiental
- Caracterización física de los suelos salinos del norte de Chile.
Línea 2: Materiales Inteligentes
Esta línea de investigación se separará en dos líneas: materiales inteligentes para la infraestructura y materiales inteligentes para otras áreas. El área de materiales inteligentes tiene por objetivo desarrollar materiales que puedan cambiar sus propiedades o adaptarse a su entorno mientras se encuentran en servicio, y a su vez ser seguros, confiables y sustentables. En particular se buscará el desarrollo de:
- materiales con sensores,
- auto-reparación de materiales,
- materiales que tengan una segunda función además de cumplir su objetivo principal.
La ventaja de los materiales inteligentes es que poseen algún medio para detectar las condiciones del ambiente, procesamiento de la información recibida por el material y capacidad de reaccionar, ya sea mediante movimiento o un cambio de propiedad para adaptarse al cambio.
Los proyectos en desarrollo en la Facultad de Ingeniería en esta línea son los siguientes:
- Desarrollo de una señal con pintura higrocromática para indicar la condición superficial de caminos tratados con Bischofita
- Optimización de los contenidos de cloruros utilizados como riego supresor de polvo en caminos de la gran minería
- Estudio de la evolución del módulo elástico de materiales reciclados tratados con asfalto espumado y filler activo
- Utilización de cables de fuerza controlada por electricidad para el mejoramiento de las propiedades de materiales
- Optimización de pinturas termocrómicas
- Aplicación de pinturas termocrómicas a la señalética vial.