Concedida la medalla Mario Giacomo Levi a Mapei

Durante la vigésima edición del Congreso Nacional de la División de Química Industrial de la Sociedad de Química Italiana (Società Chimica Italiana), que se celebró en Milán el 6 de septiembre se otorgó la Medalla Levi 2018 de Mario Giacomo.

Este premio se estableció para honrar la memoria del profesor Mario Giacomo Levi y se otorga a dos representantes del campo de la investigación pública e industrial que han trabajado juntos en un proyecto de investigación conjunto y lo han introducido en el mercado con éxito a escala industrial.

Este año, el premio se concedió a MAPEFAST ULTRA®, un aditivo de hormigón desarrollado por Mapei en colaboración con la Universidad de Padua (norte de Italia) que resulta una alternativa a la tecnología del hormigón secado al vapor.

El sector de la construcción requiere materiales con niveles cada vez más altos de rendimiento, durabilidad y compatibilidad ambiental. En el campo de la tecnología del hormigón, es el material más utilizado en el mundo (13 mil millones de m3 año), a menudo se agregan aditivos químicos para modificar sus características y lograr las propiedades de rendimiento deseadas. En el caso del hormigón prefabricado, se fabrican componentes.

utilizando ciclos de producción en los que las fases de secado y endurecimiento del hormigón húmedo se aceleran con vapor a una temperatura de 50-70 ° C. Usando este método, es posible eliminar los componentes de los moldes transcurridas 12 horas y continuar con la siguiente fase del ciclo de producción. Sin embargo, producir el vapor necesario para el secado es costoso, tanto en términos de energía como de mantenimiento de la planta. Además, los componentes secados con vapor se caracterizan por micro-grietas causadas por las tensiones inducidas por el vapor durante la fase plástica, que reducen las propiedades mecánicas y la durabilidad del hormigón.

Mapei, con el apoyo científico de la Universidad de Padua, ha desarrollado un nuevo aditivo, MAPEFAST ULTRA®, que ayuda a superar los problemas causados por el secado con vapor, mediante una suspensión acuosa que contiene nanopartículas de silicatos hidratados complejos que aceleran significativamente la hidratación y, por lo tanto, el endurecimiento del cemento, incluso sin vapor.

Con el 2,5% de MAPEFAST ULTRA® sobre el peso del cemento, es posible eliminar completamente el secado con vapor y obtener componentes caracterizados por mejores propiedades mecánicas y durabilidad en la misma cantidad de tiempo.

La eliminación del ciclo de secado con vapor conduce a una reducción neta en la cantidad de CO2 que se libera a la atmósfera a partir de las obras de hormigón prefabricado en aproximadamente un 12-15%. Una vez que las nanopartículas de silicato hidratado presentes en MAPEFAST ULTRA® se han introducido en la pasta, catalizan la fase de hidratación del cemento por medio de lo que se conoce como un mecanismo de "catálisis de semillas" y reduce el llamado "período de inducción" inicial en el que las reacciones de hidratación son realmente impedidas.

Este efecto está asociado con un mecanismo de hidratación diferente que pasa de la nucleación heterogénea a la nucleación homogénea, con un efecto positivo en la microestructura de la pasta de cemento hidratada, lo que la hace menos porosa y permeable al agua y a los agentes agresivos.

El proceso de síntesis del nuevo producto consiste en la precipitación de silicatos hidratados de una solución que contiene un polímero a base de poliéter carboxilato que dispersa los silicatos hidratados de tamaño nanométrico desde el momento en que se comienzan a formar (síntesis de abajo hacia arriba).

La introducción de iones de cobre, en combinación con el calcio, aumenta considerablemente el área de superficie específica de los nanocristales (de 250 a más de 400 m2 / g) y, como resultado, los hace extremadamente reactivos y efectivos para desencadenar el proceso de "siembra". El mecanismo de acción del nuevo producto se ha estudiado mediante técnicas analíticas avanzadas, como la tomografía Synchrotron XRD-μ.

La capacidad de producción nominal del nuevo producto en las instalaciones de producción de Mapei en Mediglia (cerca de Milán) es de 10.000 litros / día, que se puede aumentar aún más según la demanda del mercado. El producto se comercializa actualmente en países escandinavos, donde un retraso en el desarrollo de la resistencia mecánica del hormigón debido a las rígidas temperaturas puede ser crítico, pero otros países también han mostrado un gran interés. Se ha solicitado una patente internacional para el nuevo producto (WO 2015/086453), y tiene una patente específica en los Estados Unidos (US 9617185).

Las características del nuevo producto han sido objeto de numerosos estudios y los resultados han sido publicados en:
1. G. Artioli, L. Valentini, M.C. Dalconi, M. Parisatto, M. Voltolini, V. Russo y G. Ferrari, "Imágenes de nano-semillas" nucleación en pastas de cemento por tomografía de difracción de rayos X ”, Revista Internacional de Investigación de Materiales, 105, páginas 628-631, 2014.

2. L. Valentini, Favero, M., Dalconi, M.C., Russo, V., Ferrari,G, Artioli, G., "Modelo cinético de calcio-silicato-hidrato  Nucleación y crecimiento en presencia de sup. erplasticizers ”, Crystal Growth & Design, 16 (2), páginas 646-654, 2016.

3. L. Valentini, G. Ferrari, Russo, V., Stefancic, M., Serjun, V.Z., Artioli, G., "Uso de Nanocompuestos como aditivos reductores de la permeabilidad ”, Diario de la American Ceramic Society, https //: doi. org / 10.1111 / jace.15548, 2018.

Mario Giacomo Levi nacido en Padua en 1878, se graduó en química en 1900 en la Universidad de Padua, y luego continuó su investigación en el campo de la electroquímica, un asignatura que también impartió en padua. En 1909 fue nominado para la Cátedra de Tecnología Química y enseñó a estudiantes de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de palermo (sur de italia). En 1918 fundó el Instituto Superior Comercial y Colonial en Palermo, del cual fue director hasta 1920. En 1921 se convirtió en profesor de tecnología química en la Universidad de Bolonia. En 1922 fundó la Escuela Superior de Química Industrial. Su trabajo de investigación se centró en materiales combustibles líquidos y gaseosos, poniendo una especial atención a los recursos disponibles en Italia. Esto llevó a que el Ministerio de Economía de Italia abriera una Sección especial para estudiar materiales combustibles, encabezada por Levi.

En 1927, Levi fue llamado a Milán para enseñar Tecnología Química en el Instituto de Química Industrial del Politécnico de Milán. La Sección de Materiales Combustibles también se transfirió a Milán y se alojó en un nuevo edificio al lado del Instituto. Después de que Italia fuera invadida por las tropas alemanas en septiembre de 1943, Levi se refugió en Suiza, donde enseñó Química Industrial en la Escuela de Ingeniería de Lausana desde enero de 1944 hasta julio de 1945. Regresó a Italia en 1945 y reanudó la enseñanza en el Politécnico de Milán. En 1946 se convirtió en presidente de la sección de Lombardía de la Sociedad Italiana de Química y luego se convirtió en su presidente nacional en 1950. Murió en 1954.

Amilcare Collina, Giorgio Ferrari. Mapei SpA Investigación y Desarrollo

En la imagen de la entrega de premios. De izquierda a derecha: Gilberto Artioli (Universidad dePadua), Amilcare Collina (Mapei SpA), Francesco Pignataro (Società Chimica Italiana) y Giorgio Ferrari (Mapei SpA).