27May2022

Infraestructuras capaces de curarse a sí mismas

Los materiales autorreparables que incorporan grafeno, hongos o bacterias permiten soñar con infraestructuras o ciudades más útiles, longevas y baratas de mantener.

Infraestructuras capaces de curarse a sí mismas
Los materiales capaces de repararse a sí mismos hasta cierto grado tienen buena prensa por su potencial transformador.  Es comprensible. Si un producto de uso tan masivo como el hormigón se mejora con el salto tecnológico de reparar sus grietas espontáneamente, sin intervención humana, y así alargar su vida útil en buenas condiciones, entonces hablamos de un impacto masivo en cualquier sector que use dicho material, como la arquitectura, el urbanismo o las infraestructuras de transporte o hídricas.    Ese salto tecnológico en ciernes avanza con pasos cada vez más llamativos. Hasta ahora los materiales autorreparables, como el hormigón, el cemento o el asfalto, se han basado por ejemplo en microesferas que al romperse liberan la sustancia reparadora. Pero otras versiones van mucho más allá, especialmente las de materiales con seres vivos en su fórmula: los Engineered Living Materials (ELM) no solamente imitan la naturaleza en su capacidad de regenerar y restañar heridas, sino que directamente la integran. Y además, por diferentes mecanismos, como reflejo de la diversidad natural. Por ejemplo incorporan bacterias encerradas en microcápsulas que al quedar expuestas y mojarse con agua generan una especie de pegamento para rellenar la fisura. Otros laboratorios proponen un mecanismo similar, y en teoría más barato de producir, a base de hongos.    La inspiración en la naturaleza —la biomímesis o el diseño biofílico hacen lo propio al servicio del diseño regenerativo— también inspira materiales basados en el comportamiento de la anhidrasa carbónica, una enzima presente en los glóbulos rojos de la sangre. ¿Sus ventajas? Si llegasen a producirse industrialmente y a precios competitivos imitarían la eficiencia lograda por la evolución natural en la reparación de tejidos: con un mínimo uso de energía desencadenarían reacciones rápidas para reparar algunas grietas en pocas horas o incluso en minutos. Esta capacidad implica un enorme ahorro: la reparación autónoma e inmediata impediría la degradación hasta convertirse en daños mucho más profundos, peligrosos y caros. Automantenimiento preventivo, podría llamarse.   Los ELM no son, ni mucho menos, las únicas promesas en este sector. Otras investigaciones apuntan al material multiusos por excelencia: el famoso grafeno integrado en asfaltos que podría duplicar su duración con menor coste de mantenimiento. Y algunas trabajan en otro de los materiales masivos de nuestra era, los plásticos, como la iniciativa Smartpol y su poliuretano con capacidad de auto-enlazarse de la misma forma que los aminoácidos. Sus promotores aseguran que podría restañar grietas en menos de un día y resistir temperaturas extremas sin degradación. Por su parte, el proyecto europeo Smartincs quiere aplicar hormigones autorreparables en las infraestructuras hídricas para eliminar las enormes pérdidas de caudal por fugas y roturas.   Si unimos todos estos avances y damos por sentado que algunos alcanzarán su madurez comercial en las próximas décadas podremos imaginar transformaciones a gran escala. Entre ellas, la visión de ciudades auto-programables gracias a innovaciones como las partículas organometálicas que se ensamblan de manera espontánea. El diseño a la carta de sus cualidades permitiría nuevas aplicaciones programables, como cristales que cambian de tono en función de las condiciones climáticas —o de color para usos decorativos— y superficies que captan energía solar contribuyendo a la generación de electricidad. Hoy ya tenemos materiales que ayudan a purificar el aire, por ejemplo.   Su posible impacto disruptivo estaría más cerca gracias a la alianza con otras disciplinas tecnológicas. Es decir, las infraestructuras no solo podrían fortalecerse con los nuevos materiales, sino con técnicas especialistas en diagnóstico y reparación. Por ejemplo la sensórica avanzada que mediante Internet de las Cosas y 5G ausculta de forma permanente un puente, una presa o una autopista y reconoce en tiempo real un inusual nivel de vibraciones, un bache que esta mañana no existía o una tensión anormal porque se ha desplazado un talud.    En ese ámbito, el programa Self Repairing Cities proyectaba el uso de drones para escanear y mapear infraestructuras o edificios, detectar desperfectos y enviar robots equipados con pequeñas impresoras 3D que aplican capas del material reparador. De hecho, ya existen prototipos de impresoras voladoras.  
EMILIO ANTONIO CARRIZOSA

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