DISENO DE EDIFICIOS PARA INSTALACIONES DE NANOTECNOLOGIA….I

Nanotubo de Carbono

Podemos definir nano materia aquella cuyo tamaño esta cerca de un micrómetro; esto es una millonésima de un metro o una milésima de un milímetro que es el tamaño de los átomos y moléculas.

La nanotecnología, por tanto, se refiere a la que tiene relación con el uso y manipulación de la nano materia.

Normalmente se usa Hormigón Armado en las edificaciones dedicadas a la nanotecnología. En ellos interviene un subgrupo muy selecto y especializado de la *Dinámica Estructural. Estos espacios requieren ambientes de baja vibración ambiental. En salones de Reuniones y de trabajo el aislamiento requiere evitar vibraciones perceptibles al sentido humano, pero en el manejo de nanotecnología los límites son imperceptibles al humano y debe haber cumplimientos con criterios de vibración mucho más estrictos que buscar un lugar aislado y tranquilo.

En los quirófanos de microcirugía y las microscopias de baja a media potencia se requieren aislamientos mayores que los perceptibles para el sentido humano. En los microscopios de gran potencia y en las fotolitografías de semiconductores se requiere un orden de aislamiento más exigente. Pero cuando se habla de sondas moleculares y microscopia de sondas que es con lo que trata la nanotecnología las exigencias son aún mayores.

Veamos algunos rangos: Para la percepción humana la amplitud de oscilación es del orden de 500 m/s. En nanotecnología se considera lugares óptimos los que tienen 3-6 m/s, pero en algunas aplicaciones se requiere no más de 1-2 m/s y hasta menos  de 1 m/s.

Los componentes críticos de las instalaciones de nanotecnologías son construidos de concreto con sistemas estructurales muy conservadores: Espesores grandes y claros pequeños para minimizar los efectos vibratorios.

Se utilizan resortes de aire para absorber parte de las vibraciones pero en casos de trayectorias largas estos sistemas no satisfacen las expectativas por lo que hay que acudir a sistemas más estrictos.

A veces se requiere  instalar los laboratorios en los niveles bajos y sobre diafragmas pesados a fin de bajar el centro de gravedad de la edificación logrando una gran masa inercial aislada.

Los requerimientos metrológicos de la nanotecnología son muy exigentes por lo que se ha creado una mesa sin vibración (keel slab) cuya capacidad de amortiguamiento es superior a los resortes de aire. Su aislamiento es excelente a rangos de 8 Hz pero a partir de 30 Hz empieza a degradarse. La configuración molecular del concreto ayuda a este amortiguamiento y las resonancias internas de su masa. A algunas frecuencias el efecto de amortiguamiento se cancela. Esto se puede corregir modificando la geometría de la masa de aislamiento.

Hasta hace poco ninguna de las masas aisladas excedían los 4 m lo que llevaba a una resonancia a flexión muy por encima de 100 Hz que es el rango de frecuencia que más preocupa a los científicos.

Se ha demostrado que si podemos aumentar el amortiguamiento nominal de la estructura interna del concreto de 0.20% a 2% podemos aislar en 10 veces a las frecuencias de resonancia. Esto haría más eficientes los sistemas de aislamientos de tamaño de salón.

Además de los sistemas de aislamientos las investigaciones se han enfocado a aumentar el amortiguamiento propio del concreto.

El tema del amortiguamiento del concreto lo trataremos en el proximo articulo.