Desarrollan un asfalto que se autorrepara usando aceite de cocina reciclado

Un tipo de asfalto autorreparable, fabricado a partir de residuos de biomasa y diseñado con ayuda de la inteligencia artificial, podrían ofrecer una solución prometedora al problema de baches y grietas y hacer más sostenible el transporte por carretera.

Un equipo de científicos de la Universidad de Swansea y el King’s College de Londres, en Reino Unido, y en colaboración con científicos de Chile, está diseñando un nuevo tipo de asfalto autorreparable capaz de restaurar sus propias grietas sin necesidad de mantenimiento ni intervención humana.

Las grietas se forman cuando el betún -el material negro y pegajoso de la mezcla asfáltica- se endurece por oxidación, pero no se conocen con exactitud los procesos que subyacen a este fenómeno.

El equipo de investigadores ha encontrado una forma de invertir el proceso de agrietamiento y desarrollar métodos para «coser» el asfalto, creando carreteras más duraderas y sostenibles.

Durante la investigación, se utilizó un tipo de inteligencia artificial (IA) conocido como aprendizaje automático para estudiar moléculas orgánicas en fluidos complejos como el betún. El equipo desarrolló un nuevo modelo basado en datos para acelerar las simulaciones atomísticas y avanzar en la investigación de la oxidación del betún y la formación de grietas. También están colaborando con Google Cloud para simular el comportamiento del betún en un ordenador.

Para que el asfalto se «autorrepare», el equipo incorporó unos materiales diminutos y porosos conocidos como esporas, que son más pequeños que un mechón de pelo y los producen las plantas. Estas esporas están llenas de aceites reciclados, que se liberan cuando el asfalto empieza a agrietarse, ayudando a invertir el proceso.

En experimentos de laboratorio, se demostró que este material asfáltico avanzado remediaba completamente una microfisura en su superficie en menos de una hora.

El Dr. José Norambuena-Contreras, profesor titular del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Swansea y experto en asfalto autorreparable, explica que «como parte de nuestro estudio interdisciplinar, hemos reunido a expertos en ingeniería civil, química e informática, combinando estos conocimientos con las herramientas de IA de última generación de Google Cloud».

«Estamos orgullosos de avanzar en el desarrollo del asfalto autorreparable utilizando residuos de biomasa e inteligencia artificial -añade-. Este enfoque posiciona nuestra investigación a la vanguardia de la innovación en infraestructuras sostenibles, contribuyendo al desarrollo de carreteras con emisiones netas cero y mayor durabilidad».

Imitar a la naturaleza

Una parte sustancial de las emisiones de carbono de las carreteras está vinculada a la producción de asfalto. A medida que el sector de las carreteras da cada vez más prioridad a la reducción de las emisiones de carbono, el avance de materiales bituminosos innovadores para carreteras asfaltadas se ha convertido en una prioridad clave de la investigación.

Aunque aún está en fase de desarrollo, la investigación del equipo tiene un enorme potencial para mejorar las infraestructuras y hacer avanzar la sostenibilidad en todo el mundo.

En palabras del Dr. Francisco Martín-Martínez, experto en química computacional del King’s College de Londres, «en nuestra investigación queremos imitar las propiedades curativas observadas en la naturaleza. Por ejemplo, cuando se corta un árbol o un animal, sus heridas se curan de forma natural con el tiempo, utilizando su propia biología. La creación de un asfalto capaz de ‘curarse’ a sí mismo aumentará la durabilidad de las carreteras y reducirá la necesidad de rellenar baches.

«También estamos utilizando materiales sostenibles en nuestro nuevo asfalto, incluidos residuos de biomasa -explica-. Así reduciremos nuestra dependencia del petróleo y los recursos naturales. Los residuos de biomasa están disponibles localmente y en todas partes, y son baratos. Producir materiales para infraestructuras a partir de recursos locales como los residuos reduce la dependencia de la disponibilidad de petróleo, lo que ayuda a las zonas del mundo que tienen un acceso limitado al asfalto derivado del petróleo».

La investigación actual del Dr. Norambuena-Contreras sobre soluciones encapsuladas de base biológica para la autorreparación del asfalto también incluye la creación de cápsulas a partir de biopolímeros derivados de algas pardas y aceites de cocina reciclados, así como el desarrollo de renovadores mediante la conversión térmica de neumáticos fuera de uso.