Cápsulas bioinspiradas hechas de residuos de biomasa prometen alargar vida útil de carreteras

Una inédita iniciativa de investigadores del Laboratorio de Materiales, LabMAT, de la UBB, apuesta por lograr la autorreparación de los pavimentos. Usando productos 100% sustentables y biodegradables, ingenieros producen cápsulas que podrían alargar en un 30% la vida útil de nuestros pavimentos asfálticos.

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Baches, grietas, hoyos o “eventos”. Más allá del nombre, lo cierto es que los ya más comunes tipos de daños en los pavimentos asfálticos son parte del paisaje cotidiano de nuestras calles y carreteras, y responsables de más de un dolor de cabeza para nuestros automovilistas.

Decir adiós a este desagradable problema está más cerca de lo que creemos y detrás de esta solución encontramos a un grupo de jóvenes investigadores pertenecientes al Laboratorio de Materiales, de la Universidad del Bío-Bío y creadores de una iniciativa pionera en nuestro país: el asfalto autorreparable por la acción de cápsulas biopoliméricas.

El Dr. José Norambuena, académico del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad del BÍO-BÍO y director del LabMAT, es la cabeza pensante detrás de esta innovadora investigación.

Norambuena se vinculó con la línea de investigación de los materiales de construcción autorreparables en 2012, y en 2014, asegura, introdujo esta línea de conocimiento en Chile.

El desarrollo de cápsulas para la autorreparación de los pavimentos, surge gracias a la bioinspiración, pues lo que se ha intentado imitar con las cápsulas es el proceso natural de los sistemas biológicos que reparan los daños en nuestro organismo, es decir similar al fenómeno de cicatrización que podría vivenciar una persona que sufre una herida producto de un corte en la piel.

José Norambuena explica que “la línea de investigación de los materiales autorreparables en pavimentos asfálticos busca aminorar el impacto del daño de una forma autónoma y más eficiente, es decir que cuando en el interior del pavimento se genere una microgrieta, autónomamente la cápsula se accionará sellándola, deteniendo así la aparición de daños en la superficie del pavimento por efecto de la reparación autónoma del material”.

Es decir, una apuesta que tendría un impacto directo en aumentar en hasta un 30% la vida útil del pavimento, a diario afectado por el desgaste propio del incremento del tráfico vial, las altas temperaturas y las lluvias. En Chile, los pavimentos hechos de asfalto representan el 80% de la red vial.

Mario Vidal, jefe de conservación de la oficina provincial de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas, dijo que la iniciativa del investigador de la UBB, es “súper interesante tanto por lo innovador como por las ventajas que tiene alargar los tiempos de mantención de las vías, esto significa que la vía va a estar más tiempo con un tránsito expedito, y exponemos menos a que nuestros trabajadores estén en una faena donde existe la probabilidad de accidentes a través del tránsito”.

Junto con destacar que las posibilidades que genera la autoreparación de pavimentos, que podrían abarcar rutas de carácter público y carreteras concesionadas, Vidal recalca que “se le da un estándar a la carretera, evitando la generación u ocurrencia de baches lo que significa una conducción más segura”.

Funcionalidad de las “cápsulas bioinspiradas”

El director del LabMAT, José Norambuena, cuenta que este proyecto de investigación en curso incluye el desarrollo de cápsulas biopoliméricas, de un tamaño menor a dos milímetros, que se mezclan con el cemento asfáltico y los áridos (piedras), y que mezclados y compactados a altas temperaturas generarán el pavimento. Se trata de cápsulas 100% sustentables desarrolladas usando biopolímeros procedentes de la biomasa lignocelulósica y marina, como la lignina de pino y otros biopolímeros sintetizados de las algas y las cáscaras de los camarones.

El contenido de las cápsulas incluye aceites vegetales, minerales y de uso comestible que fueron usados y que, en vez de terminar en la basura o el desagüe, son reciclados contribuyendo a la economía circular.

“En este proyecto estamos desarrollando unas cápsulas que tienen en su interior un líquido rejuvenecedor, que es liberado y reacciona químicamente con el asfalto envejecido, reduciendo su viscosidad, lo que permite que el asfalto rejuvenecido fluya y se mueva libremente, ese movimiento en el interior de una micro grieta hace que ésta se autorrepare”, dice el investigador UBB y director del proyecto, Dr. José Norambuena.

Esta primera etapa del proyecto, centrada en el desarrollo de nuevas cápsulas, ha dado paso a una segunda, que pretende perfeccionar los métodos y materiales de fabricación para obtener cápsulas 100% procedentes de residuos y biodegradables. El director del LabMAT, dice que “estamos haciéndonos cargo de los residuos de la biomasa valorizándolos con innovación, comprobando además que puede servir como una inédita solución para extender la vida útil de nuestros pavimentos de carreteras”.

Según detalla el Doctor en Ingeniería Civil y Postdoctorado por la Universidad de Nottingham, Reino Unido, los recursos para el desarrollo de este innovador proyecto, de 4 años de duración y que está en su primer año, fueron adjudicados a través del proyecto Fondecyt Regular 1190027, financiado por la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica, CONICYT.

Patricio Álvarez, Director del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la UBB, destaca que la importancia de este proyecto para la universidad es que responde a la voluntad de la facultad de transformarse en un factor de competividad en la región, y además “nuestra expectativa es hacer la transferencia al aparato productivo, en particular al MOP. Entendemos que son ellos quienes tienen la mayor demanda para darle mayores propiedades al sistema de transporte”.

Actualmente ya iniciaron conversaciones con actores públicos y privados para demostrar empíricamente los resultados de una creación con sello regional.

“Semanas atrás tuvimos en Concepción una mesa de trabajo sobre innovación en pavimentos, invitamos a empresas concesionarias, al gobierno regional, también estuvo presente el director del manual de carreteras y vieron de forma positiva las tecnologías, mostrándose abiertos a la gestión de tramos de prueba. Hay una buena sensación en la atmósfera en el desarrollo de nuevas tecnologías aplicadas a los pavimentos”, concluyó el Dr. José Norambuena.