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4 de mayo de 2022
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Materiales e inteligencia

Meta con su IA está ayudando a crear hormigones más resistentes y ecológicos

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La empresa liderada por Mark Zuckerberg está colaborando el desarrollo de nuevos materiales cuya obtención tenga menor contaminación ambiental.

Puede que no sean capaces de gritar "¡Eureka!" como sus colegas humanos, pero los sistemas de IA/ML han demostrado un inmenso potencial en el campo del descubrimiento de compuestos, ya sea escudriñando montones de datos para encontrar nuevos compuestos terapéuticos o imaginando nuevas recetas utilizando los perfiles de sabor de los ingredientes. Ahora, un equipo de Meta AI, en colaboración con investigadores de la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign, ha creado una IA capaz de idear y perfeccionar fórmulas para un hormigón cada vez más resistente y con menos emisiones de carbono.

Los métodos tradicionales para crear hormigón, del que producimos miles de millones de toneladas cada año, están lejos de ser ecológicos. De hecho, se calcula que generan un 8% del total de las emisiones anuales de dióxido de carbono a nivel mundial. En los últimos años se han hecho avances para reducir la huella de carbono de la industria del hormigón (así como para que el material sea más robusto, más resistente e incluso capaz de cargar vehículos eléctricos), pero en general su producción sigue siendo una de las más intensivas en carbono de la construcción moderna.

Reducir la cantidad de carbono que se destina al hormigón podría ser tan sencillo como cambiar los ingredientes que lo componen. El material está formado por cuatro componentes básicos: cemento, áridos, agua y aditivos (que actúan como agentes dopantes). El cemento es, de lejos, el ingrediente más intensivo en carbono de los cuatro, por lo que se ha investigado para reducir la cantidad de cemento necesaria complementándolo con materiales más bajos en carbono, como cenizas volantes, escoria o vidrio molido.

Del mismo modo, los materiales agregados como la grava, la piedra triturada o la arena podrían sustituirse por hormigón reciclado. El problema es que hay docenas de posibles materiales ingredientes que podrían utilizarse y la proporción de sus cantidades interactúan para influir en el perfil estructural del hormigón resultante. En resumen, hay toda una serie de combinaciones posibles que los investigadores deben probar, seleccionar y perfeccionar; y trabajar con esa miríada de opciones secuencialmente, a velocidad humana, va a llevar una eternidad. Así que la gente de Meta ha entrenado a una IA para que lo haga mucho más rápido.

En colaboración con el profesor Lav Varshney, del departamento de ingeniería eléctrica e informática, y el profesor Nishant Garg, del departamento de ingeniería civil, ambos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, el equipo entrenó primero el modelo utilizando el conjunto de datos de resistencia a la compresión del hormigón. Este conjunto incluye más de 1.000 fórmulas de hormigón, así como sus atributos estructurales, incluidos los datos de resistencia a la compresión a los siete y 28 días. El equipo determinó la huella de carbono de la mezcla de hormigón resultante utilizando la herramienta de Declaración Ambiental de Producto (EPD) de la Iniciativa para la Sostenibilidad del Cemento.

De la lista generada de fórmulas potenciales, el equipo de investigación seleccionó las cinco opciones más prometedoras y las perfeccionó iterativamente hasta que cumplieron o superaron los parámetros de resistencia a los 7 y 28 días y redujeron los requisitos de carbono en al menos un 40%. El proceso de perfeccionamiento duró apenas unas semanas y acabó generando una fórmula de hormigón que superaba todos esos requisitos y sustituía hasta el 50% del cemento necesario por cenizas volantes y escoria. A continuación, Meta se asoció con la empresa de hormigón Ozinga, que recientemente construyó el nuevo centro de datos de Meta en Illinois, para perfeccionar la fórmula y realizar pruebas en el mundo real.

De cara al futuro, el equipo de Meta espera mejorar aún más los perfiles de resistencia de la fórmula a los 3 y 5 días (básicamente para asegurar que se seca más rápido para que el resto de la construcción pueda avanzar antes) y conseguir una mejor comprensión de cómo se cura en condiciones climáticas variables como el viento o la alta humedad.

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