Tratamientos anti edad para carreteras por medio de materiales inteligentes

Probablemente te has conectado a esta web a través de tu teléfono móvil, como ya hacen la mayoría de los cibernautas. Esta mañana lo desconectaste del cargador y empezaste el día. Hoy sigue funcionando. Y mañana también. Pero dentro de tres meses quizá notes cómo se va reduciendo la autonomía de tu batería. En la pantalla ha aparecido un rayajo. Y a veces, aunque por el momento no será grave, el botón del volumen no responde de inmediato. Al igual que tú, tu dispositivo está envejeciendo. Y por las mismas razones: el principio de entropía, por el que la energía aprovechable de un sistema cada vez es menor en cada transformación. Puede que sea una estrategia de obsolescencia programada pero, sobre todo, se debe al segundo principio de la termodinámica, que predice el desorden creciente en sistemas aislados, como puede verse en el cuarto de un adolescente.

Los materiales que utilizamos en nuestra civilización tampoco escapan a ese deterioro irreversible. El hormigón se resquebraja y las carreteras se van poblando de baches. Así, pues, el santo grial de las infraestructuras sería el desarrollo de materiales inteligentes de construcción que puedan combatir el desgaste y el paso inexorable del tiempo. Un poco tal y como nuestro organismo regenera sus propios tejidos. Este fenómeno es especialmente acusado en las carreteras, que pueden llegar a soportar el tránsito de miles de coches a diario, así como bruscos cambios de temperatura que dilatan y contraen el firme. Por suerte, investigadores holandeses y suizos ya están trabajando en el desarrollo de asfaltos capaces de combatir su propio deterioro.

Carreteras inteligentes

En la Delft University of Technology están desarrollando un asfalto autorreparable con propiedades muy singulares. Se trata de un material eléctricamente conductivo a la introducción de fibras y materiales de relleno que operan como circuitos cerrados. Cuando empiezan a aparecer las primeras grietas, en lugar de enviar a una apisonadora y un camión cargado de asfalto, basta con aplicar una corriente eléctrica en el área afectada para que, el calor generado por los circuitos, funda el material bituminoso −esa brea que a veces se derrite en los días de verano de calor extremo− y se vuelvan a sellar las grietas.

Por su parte, los investigadores de la universidad ETH Zurich (Suiza), en colaboración con Empa (una empresa suiza), se han decantado por el electromagnetismo y la nanotecnología para dar una solución alternativa al mismo problema. Su sistema de carretera inteligente se basa en la inclusión de nanopartículas magnéticas en el material asfáltico que, al ser sometidas a un campo electromagnético, se calientan y funden el material bituminoso, sellando las microgrietas que van apareciendo con el paso del tiempo. Por supuesto, este sistema no es capaz de enmendar un bache de grandes proporciones, pero sí atajar los primeros síntomas de deterioro.

Estos materiales son más caros que los actuales, pero se pueden combinar con un enfoque preventivo, introduciendo el concepto de la carretera inteligente. Ahora mismo, detectar y solventar la aparición de baches es un proceso caro y costoso, que a veces requiere el examen de material en vídeo de kilómetros de calzada para evaluar el estado de la carretera. Así, Bob Bennet, responsable de innovación en Kansas City, ha creado un sistema que combina sensores y algoritmos predictivos para anticipar los puntos más susceptibles de deterioro. Su promotor asegura que el nuevo enfoque tiene una tasa de acierto del 85%.

El hormigón también tiene algo que decir

Recientemente hablamos de Lorcenis, un hormigón autorreparable con propiedades autocurativas diseñado para resistir las condiciones más extremas como las de las granjas eólicas offshore. En una línea parecida, los científicos de la Binghamton University (NY, EEUU) y la Rutgers University han presentado una propuesta para las avejentadas infraestructuras del país. En el caso del hormigón, la principal fuente de deterioro son las grietas por las que se va filtrando el agua y que, en última instancia, llega hasta la malla metálica de refuerzo, que se va oxidando.

Esta vez, sin embargo, no han recurrido a ninguna nanotecnología de última generación, sino a uno de los seres más fascinantes y antiguos de la naturaleza que cuenta entre sus representantes con el mayor organismo del mundo. Por si no lo habías adivinado, nos referimos a los hongos. Congrui Jin, el profesor que ha encabezado la investigación, explica que las esporas del hongo Trichoderma reesei, introducidas en la mezcla del hormigón, constituyen un aliado formidable para la reparación de microgrietas. Normalmente, estas esporas se encuentran en un estado latente. Sin embargo, cuando se abren las primeras grietas y el agua y el oxígeno se infiltran en el material, las esporas se activan y, al desarrollarse, precipitan carbonato cálcico, que sella las fisuras. Técnicamente, este proceso podría repetirse casi ad infinitum. Por ahora, no obstante, este material inteligente se encuentra en una fase temprana de desarrollo, ya que los investigadores aún deben encontrar la forma de adaptar la variedad del hongo a un entorno tan inhóspito como el hormigón.   

Fuente: Architect Magazine, Techxplore