Desde la época del imperio romano, el hormigón ha sido uno de los materiales más empleados en nuestras obras civiles. Su durabilidad y versatilidad lo hacen actualmente el material con mayor uso en la construcción a nivel mundial. Y una nueva receta de hormigón impulsada por IA promete aumentar aún más su relevancia en dicho sector.
El hormigón está principalmente compuesto por una mezcla heterogénea de cemento, agua y materiales pétreos. A estos se les añaden ocasionalmente pequeñas cantidades de otros materiales, tales como aditivos químicos o cal, para modificar algunas de sus propiedades.
El éxito del hormigón se basa en que es el complemento perfecto del acero: juntos forman el hormigón armado. Y mientras el primero es estupendo resistiendo la compresión, el segundo lo es resistiendo a la tensión y al corte.
Pero no todo es color de rosa con el hormigón. La fabricación del cemento que lo compone requiere mucha energía y libera considerable cantidad de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero.
La nueva receta de hormigón impulsada por IA
Desde hace décadas, se han empleado subproductos industriales como sustitutos de algunos componentes en la mezcla de hormigón, siendo la escoria (siderúrgica) y la ceniza volante (explotación del carbón) dos de los más usados. Recientemente, en China y Estados Unidos se desarrollan investigaciones para crear hormigones a partir de los neumáticos desechados. Y hay experiencia en diferentes países en la fabricación de hormigón empleando materiales tan disímiles como residuos cerámicos, vidrio reciclado, plástico e incluso hormigón reciclado.
La presencia de tantos y variados candidatos en la búsqueda de una nueva receta de hormigón supone un gran reto. Y lo es aún más cuando se considera que el cemento y los áridos también varían entre región y región. Así, el cemento de determinada zona puede interactuar positivamente con algún ingrediente, mientras que el de otra localización lo hace de forma negativa.
Con la finalidad de resolver la situación anterior, un grupo de científicos del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el Grupo Olivetti, incluyendo al postdocista Soroush Mahjoubi, desarrollaron una peculiar investigación. Entrenaron una inteligencia artificial para analizar el aporte, positivo o negativo, de variados materiales y sus combinaciones en las mezclas de hormigón.
En la investigación del MIT, los materiales se agruparon en 19 tipos, que incluyen desde la tradicional escoria hasta la novedosa biomasa. Luego, emplearon el modelo de IA previamente entrenado para analizar más de un millón de muestras de rocas y subproductos industriales. Y una inmensa data de investigaciones previamente efectuadas en diferentes partes del mundo.
Las dos principales características analizadas fueron la reactividad hidráulica y la pozolanicidad del cemento en la mezcla obtenida. La primera está relacionada con su capacidad de endurecerse y actuar como pegamento. Y la segunda con su capacidad de hacerse más resistente con el paso del tiempo. Equilibrar los materiales hidráulicos con los puzolánicos es la forma de crear hormigones útiles.
La señalada inteligencia artificial ha permitido identificar patrones que apuntan a desarrollar una nueva receta de hormigón impulsada por IA. Esta fórmula en realidad no es única, ya que se está desarrollando en función de grupos de materiales y no de materiales específicos. Esto implica que cada región del planeta puede fácilmente adaptarla a sus productos locales.
Como dato curioso, la investigación ha revelado que los materiales cerámicos incorporan alta reactividad a las mezclas de hormigón. Aparentemente, los ingenieros del antiguo imperio romano ya conocían este hecho, y por ello, usaban cerámicas para lograr concretos impermeables. Y este es, en parte, el secreto que ha permitido a sus obras perdurar en el tiempo.
El equipo del MIT sigue trabajando para perfeccionar esta tecnología y probar sus descubrimientos en el mundo real. La nueva receta de hormigón impulsada por IA se sigue desarrollando y, con ello, damos un paso adicional hacia una construcción más ecoamigable.
Imagen propia.