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Temas de investigación

2. Materiales para construcciones sostenibles

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  • Materiales para construcciones sostenibles:
    • Geopolímeros: Los geopolímeros son polímeros inorgánicos que forman redes tridimensionales muy estables. Por lo general, se forman por reacciones en medios alcalinos de fuentes ricas en aluminosilicatos, como las cenizas volantes (fly ash), ceniza volcánica, catalizadores para craqueo del petróleo usados, escoria del processamento del acero y de desechos de demoliciones, entre otros. Una vez formados, producen materiales con mayor durabilidad y resistencia mecánica que el concreto y con resistencia al fuego. Son una alternativa sostenible frente al concreto y cemento ordinarios, generadores importantes de gases de efecto invernadero.
      • Proyecto financiado-1:  Eranet Development of eco-friendly composite materials based on geopolymer matrix and reinforced with waste fibers (Contrato N° ELAC2015/T02-0721)
      • Proyecto financiado-2: GeoBloque: Desarrollo de bloques de construcción ultraligeros con geopolímeros (Contrato N° 105-2017-FONDECYT)
      • Referencias relacionadas:
        • “Alkali-Treated Agave Americana Fiber for Reinforcement of Fly Ash-Based Geopolymers” Melanie Rojas, Guido Silva, Javier Nakamatsu, Rafael Aguilar, Suyeon Kim.  Journal of Natural Fibers, vol. 19, 12647–12663 (2022)
        • “Optimization of a reinforced geopolymer composite using natural fibers and construction wastes” Guido Silva, Suyeon Kim, Bruno Bertolotti, Javier Nakamatsu, Rafael Aguilar. Construction and Building Materials, vol. 258, 119697 (2020)
        • “Production of a lightweight masonry block using alkaline activated natural pozzolana and natural fibers” David Castañeda, Guido Silva, Jorge Salirrosas, Suyeon Kim, Bruno Bertolotti, Javier Nakamatsu, Rafael Aguilar. Construction and Building Materials, vol. 253, 119143 (2020)
        • “Natural fibers as reinforcement additives for geopolymers – A review of potential eco-friendly applications to the construction industry” Guido Silva, Suyeon Kim, Rafael Aguilar, Javier Nakamatsu. Sustainable Materials and Technologies, vol. 23, e00123 (2020)
        • “Mechanical characterization of a masonry system made of alkaline activated pozzolana blocks” Jorge Salirrosas, Guido Silva, Suyeon Kim, Javier Nakamatsu, Bruno Bertolotti, Rafael Aguilar. Materials Science Forum, 1007, 111-117 (2020)
        • “Evaluation of fire, high-temperature and water erosion resistance of fiber-reinforced lightweight pozzolana-based geopolymer mortars” Guido Silva, Jorge Salirrosas, Gaby Ruiz, Suyeon Kim, Javier Nakamatsu, Rafael Aguilar. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 706, 012016 (2019)
        • “Synthesis of a geopolymer binders using spent fluid catalytic cracking (FCC) catalyst” Gaby Ruiz, Rafael Aguilar, Javier Nakamatsu, Suyeon Kim. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 660, 012009 (2019)
        • “Effect of curing conditions on the compressive strength of spent fluid catalytic cracking catalyst (SFCCC)-based geopolymers” Gaby Ruiz, Rafael Aguilar, Javier Nakamatsu, Suyeon Kim. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 660, 012008 (2019)
        • “Analysis of the production conditions of geopolymer matrices from natural pozzolana and fired clay brick wastes” Guido Silva, David Castañeda, Suyeon Kim, Alvaro Castañeda, Bruno Bertolotti, Luis Ortega-San-Martin, Javier Nakamatsu, Rafael Aguilar. Construction and Building Materials, vol. 215, 633-643 (2019)
        • “A comparative study of linen (flax) fibers as reinforcement of fly ash and clay brick powder based geopolymers” Guido Silva, Suyeon Kim, Alvaro Castañeda, Reynaldo Donayre, Javier Nakamatsu, Rafael Aguilar, Kinga Korniejenko, Michal Lach, Janusz Mikula. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 416, 012107 (2018)
    • Suelos estabilizados con biopolímeros y fibras naturales:  La tierra, desde el punto de vista económico y de sostenibilidad, tiene muchas ventajas frente al cemento pues se encuentra en todas partes (reduce el costo de transporte), no genera gases de efecto invernadero, puede ser reutilizada fácilmente y tiene un bajo costo. Por otro lado, no es muy resistente mecánicamente y es vulnerable a la erosión del agua y viento. Sin embargo, la tierra puede ser estabilizada con polímeros naturales como, por ejemplo,  la quitosana, que pueden hacerla un mejor material de construcción, tanto aglomerando mejor sus partículas como haciéndola impermeable. Además, estas mezclas de tierra estabilizada están siendo formuladas para poder fabricar elementos de construcción con impresoras 3D.
      • Proyecto financiado-1: Economía circular en la industria de la construcción con impresión 3D: Reuso de desechos de conchas de abanico, concreto de demolición y PET como agregados para construcción aditiva con concreto. (Contrato N° -2022-Prociencia)
      • Proyecto financiado-2: WasiTek – Desarrollo de un sistema de construcción robótico autónomo para reconstrucción de viviendas post-desastre utilizando materiales locales mejorados con polímeros naturales extraídos de residuos industriales (Contrato N° 178-2020-FONDECYT)
      • Proyecto financiado-3: Estudio del mejoramiento de las propiedades mecánicas, químicas y biológicas del adobe utilizando biopolímeros extraídos de fuentes locales (Contrato DGI-70242.3061)
      • Referencias relacionadas:
        • “Eco-friendly additive construction: Analysis of the printability of earthen-based matrices stabilized with potato starch gel and sisal fibers” Guido Silva, Robert Ñañez, Diana Zavaleta, Valeria Burgos, Suyeon Kim, Gaby Ruiz, Miguel A. Pando, Rafael Aguilar, Javier Nakamatsu. Construction and Building Materials, vol. 347, 128556 (2022)
        • “Development of a stabilized natural fiber-reinforced earth composite for construction applications using 3D printing” Guido Silva, L Quispe, Suyeon Kim, Javier Nakamatsu, Rafael Aguilar. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 706, 012015 (2019)
        • “Eco-friendly improvement of water erosion resistance of unstable soils with biodegradable polymers” Alonso Donayre, Luis Felipe Sánchez, Suyeon Kim, Rafael Aguilar, Javier Nakamatsu. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 416, 012044 (2018)
        • “Eco-friendly modification of earthen construction with carrageenan: Water durability and mechanical assessment” Javier Nakamatsu, Suyeon Kim, Jorge Ayarza, Eduardo Ramírez, Mariela Elgegren, Rafael Aguilar. Construction and Building Materials, vol. 139, 193-202 (2017)
        • “The potential use of chitosan as a biopolymer additive for enhanced mechanical properties and water resistance of earthen construction” Rafael Aguilar, Javier Nakamatsu, Eduardo Ramírez, Mariela Elgegren, Jorge L. Ayarza, Suyeon Kim, Luis Ortega, Miguel A. Pando. Construction and Building Materials, vol. 114, 625-637 (2016)