EEUU cree tener una solución a sus atascos y al mantenimiento de sus autovías: hormigón «parlante»

El conocimiento es poder, que decían Francis Bacon y Thomas Hobbes. Aunque seguro que ninguno de los dos filósofos pensaba en nada ni remotamente similar a los materiales de construcción modernos cuando la plantearon, la Universidad de Purdue, en Indiana (EEUU), ha decidido recoger su máxima justo para eso: crear hormigón. Y no uno cualquiera. Lo que sus científicos están desarrollando es un nuevo enfoque, un sistema que permita construir pavimentos de hormigón más duraderos y que evite reparaciones frecuentes. Con todo lo que ello implica.

¿Cómo? Pues en cierto modo a al estilo de Bacon y Hobbes: ampliando el conocimiento que los ingenieros tienen de las estructuras que construyen. Y para lograrlo han conseguido que su hormigón les «hable». Ni más, ni menos.

¿Un hormigón que «charla»? Así lo afirman en Purdue, que presentan su creación como un material «parlante». En realidad lo que han desarrollado en la Escuela de Ingeniería Civil de Lyles, organismo vinculado a la universidad, es un sensor que se añade al hormigón para que aporte a los ingenieros datos valiosos y en tiempo real sobre el material. «Permite que hable», ilustra el organismo.

El resultado parece tan prometedor como sencilla resulta su instalación. Los sensores se incrustan durante las obras, arrojándolos directamente al encofrado para enterrarlos luego en el hormigón. Cuando ya están listos se conectan a un dispositivo portátil que comienza a registrar diferentes datos sobre el material. Gracias a una app los ingenieros obtienen así información en tiempo real.

¿Y por qué es importante? Por lo que les cuenta. La información incluye aspectos como la resistencia del material. Quizás parezca una cuestión menor, pero gracias a esa ayuda, a ese «diálogo» constante con el hormigón, los expertos pueden saber cuándo está listo para soportar cargas tras unas obras o empieza a resentirse por el uso. Cualquiera de esos dos datos es crucial al planificar el mantenimiento o decidir, por ejemplo, en qué momento puede estrenarse un nuevo pavimiento.

Los ingenieros llevan tiempo realizando pruebas para conocer el estado del hormigón, pero con muestras que se analizan en laboratorio o instalaciones in situ, métodos con los que —recalcan en Purdue— se corre el riesgo de obtener lecturas erróneas. «Las discrepancias entre las condiciones de laboratorio y las del exterior pueden conducir a estimaciones inexactas de la resistencia del hormigón debido a las diferentes composiciones del cemento y las temperaturas del área circundante», abundan. Al echar mano de un sistema de sensores los ingenieros pueden monitorear directamente el firme, prescindiendo de las muestras.

¿Qué nos permitiría un hormigón así? En última instancia ahorrarle millones de euros al erario público y reducir de forma notable las emisiones de CO2. Al menos según los cálculos de la Universidad de Purdue, que reivindica que un mejor conocimiento del estado del hormigón permite recortar los tiempos de construcción o la frecuencia con la que requieren trabajos de mantenimiento.

Si se tiene en cuenta que su foco está centrado en el pavimiento de las calles, cualquiera de las dos ventajas es clave. Un firme mejor conservado se traduce en menos obras, lo que acarrea menos atascos, consumo de combustible y CO2.

¿Y planteado en cifras? En cifras lo plantea precisamente Luna Lu, de la Escuela de Ingeniería Civil Lyles y quien trabaja en el proyecto desde 2017: «Los atascos causados por las reparaciones de infraestructuras han desperdiciado 4.000 millones de horas y 3.000 millones de galones [equivalente a unos 11.300 millones de litros] de gasolina al año. Esto se debe sobre todo a un conocimiento y comprensión insuficientes de los niveles de resistencia del hormigón».

«Por ejemplo, no sabemos cuándo el hormigón alcanzará la resistencia adecuada necesaria para acomodar las cargas de tráfico justo después de la construcción —abunda—. Puede sufrir fallos prematuros que obliguen a reparaciones frecuentes».

¿Ya se está usando? He ahí una de las grandes novedades en las que acaba de incidir la Universidad de Purdue. Si bien solo el 2% del pavimento de las carreteras federales de EEUU está construido con hormigón, su uso es mucho más amplio en la red interestatal, donde representa alrededor del 20%. Y entre sus responsables el invento de Lu y sus colegas ha generado expectación. Según detalla, más de la mitad de los estados de EEUU con este tipo de firme se ha inscrito en un estudio financiado con fondos federales que se centrará en su hormigón «parlante».

«Los estados participantes son Indiana, Missouri, Dakota del Norte, Kansas, California, Texas, Tennessee, Colorado y Utah. Y se espera que se unan más a medida que el estudio comience en los próximos meses. Indiana y Texas ya han comenzado a probar los sensores en proyectos de pavimento», precisan desde la universidad. Que los esfuerzos del equipo se hayan centrado en las carreteras se explica —aclara Purdue— porque es el material «más difícil de reparar».

¿Es una propuesta aislada? No. ni mucho menos. Que la tecnología de la Universidad de Purdue haya atraído a las instituciones e incluso se esté enfocando ya al mercado demuestra cómo de interesante resulta la expectativa de desarrollar un hormigón mejorado, más resistente o capaz de reducir su huella contaminante. Y el organismo de Indiana no es el único que se ha dado cuenta. A lo largo de los últimos años se han lanzado propuestas que persiguen un material con mayores prestaciones, más sostenible o incluso capaz de regenerarse a sí mismo.

Quizás una de las propuestas más interesantes sobre la mesa, por su ambición y quiénes la respaldan, es el programa BRACE, respaldado por DARPA, la agencia de investigación avanzada del Departamento de Defensa estadounidense. Su objetivo: crear un hormigón capaz de reparar sus grietas y evitar que vayan a más, una meta para la que se fija en las capacidades de organismos vivos y los sistemas vasculares que se pueden encontrar en los humanos o las redes de hongos filamentosos.

Imágenes: Universidad de Purdue/Rebecca McElhoe y Luna Lu

En Xataka: Tenemos un problema con el hormigón: la misma tecnología que permitió construir el mundo moderno amenaza su futuro


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EEUU cree tener una solución a sus atascos y al mantenimiento de sus autovías: hormigón «parlante»

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por
Carlos Prego

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