Publicado: 
14 de junio de 2019

Cimentando nuestro lugar en el espacio

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Mientras tu perro te arrastra por la calle durante su caminata matutina, probablemente no estás pensando en lo maravilloso de las aceras del vecindario. Pero el hormigón es bastante genial. Junto con el agua, es el material más utilizado en la Tierra. En el futuro, el hormigón será igualmente útil fuera de nuestro planeta, cuando los seres humanos construyan una base permanente en la Luna. Se necesitarán materiales fuertes que puedan soportar los bombardeos de la radiación solar y de los meteoritos. ¡Nadie quiere una grieta en la base lunar!

La clave para fabricar hormigón “extraterrestre” puede ser estudiarlo... fuera de este mundo. Se realizaron dos experimentos a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI) para hacer precisamente eso: la Investigación en Microgravedad sobre la Solidificación del Cemento (MICS, por su acrónimo en inglés) y la Instalación de Procesamiento de Variable-g de Usos Múltiples (MVP Cell-05). Investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania y del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA están analizando los resultados de los estudios.

El hormigón es una mezcla de arena, grava y rocas “pegadas” entre sí por una pasta de cemento hecha con agua y cemento en polvo. Y no es tan mundano como parece. Debajo de la superficie, es bastante complejo. Lo que sucede allí es clave para su resistencia y durabilidad. Sin embargo, los científicos todavía no comprenden todos los detalles de la química y la estructura microscópica del hormigón. Los métodos de procesamiento no son inmodificables, hay mucho para mejorar.

Aleksandra Radlinska, investigadora principal de ambos experimentos, dice: “Nuestros experimentos se enfocan en la pasta de cemento que mantiene unida la mezcla de hormigón. Queremos saber qué crece en el interior de hormigón basado en cemento cuando no se da un fenómeno impulsado por la gravedad, como la sedimentación”.

Todo comienza cuando se agrega agua al cemento. Para explicarlo de manera sencilla, la estructura molecular del cemento cambia cuando se disuelven los granos de cemento.

Radlinska explica: “A medida que las moléculas ‘viejas’ se disuelven, el hidrato de silicato de calcio y el hidróxido de calcio comienzan a cristalizarse”.

En la mezcla, se forman miles de estos diminutos cristales, que se entrelazan entre sí y con los demás componentes del hormigón, como la grava. Mediante los experimentos en la EEI se está investigando cómo sucede todo esto en el espacio.

Radlinska señala: “Podría cambiar la distribución de la microestructura cristalina y, básicamente, las propiedades del material”.

La proporción de agua y cemento en polvo es fundamental para que los componentes del hormigón se combinen de manera efectiva y también para determinar la resistencia y durabilidad del hormigón final. ¿Será necesario que esta relación sea diferente en la Luna, donde la gravedad es aproximadamente una sexta parte la de la Tierra? Esa es la clase de pregunta que los experimentos aclararán.

Para el experimento de la MICS, los astronautas agregaron agua a una serie de paquetes que contenían polvo de cemento seco; luego, añadieron alcohol a algunos de los paquetes para detener el proceso de hidratación en momentos específicos. Para la MVP Cell-05, los astronautas también hidrataron el cemento seco, pero utilizaron una centrífuga a bordo de la EEI para simular la gravedad a diversas potencias, incluidas la gravedad lunar y la gravedad marciana. En ambos experimentos, las muestras fueron enviadas a la Tierra para su análisis.

“Ya estamos viendo y documentando resultados inesperados”, dice Richard Grugel, el co-investigador principal de la MVP Cell-05, en el centro Marshall.

Y Radlinska agrega: “Lo que descubrimos podría llevarnos a mejoras en el hormigón tanto en el espacio como en la Tierra. Como el cemento se utiliza mucho en todo el mundo, incluso una pequeña mejora podría tener un impacto tremendo”.

Y hasta podríamos terminar teniendo mejores aceras para sacar a pasear a nuestro perro.