Desarrollada en la Universidad Purdue, en Estados Unidos, esta innovación va más allá de las que se conocen actualmente en el análisis de la resistencia del hormigón y permitiría no sólo acelerar los procesos constructivos, mejorando la productividad de la obra, sino también, reducir la huella de CO2 del material al momento de establecer el diseño de mezcla del material.
Cuando se proyectan trabajos en carreteras o caminos de hormigón, sean estos construcciones nuevas o reparaciones, el tráfico vehicular agrega un estrés extra a estas obras. ¿Cuándo dar el paso a los vehículos? O ¿Cuál hora del día es ideal para reparar, sin afectar a los usuarios? Son sólo algunas de las preguntas que se deben hacer los mandantes cuando comienzan este tipo de proyectos.
Para la primera interrogante, el Método de Madurez es la alternativa más conocida y su obtención de datos se basa en la relación temperatura/resistencia del hormigón, la que se tiene gracias al uso de madurímetros y termocuplas, equipos que en la actualidad cuentan con tecnología Bluetooth para enviar datos.
Y si bien es cierto que la data que brindan estos sensores es precisa, depende de una serie de factores externos (por ejemplo, la distancia en que queden emebebidos los sensores en el hormigón fresco, su manipulación, entre otros) para que transmitan los resultados, los que pueden además verse afectados si se interrumpe la conectividad, lo que incide en la toma de decisiones de un proyecto. Por otro lado, una vez ya endurecido el hormigón, la extracción de testigos y los ensayos en laboratorio para determinar reparaciones son mandatorios. Nuevamente, esto afecta la puesta en marcha de un proyecto y prueba ser poco eficiente.
Para brindar una respuesta, académicos de la Universidad Purdue, en Estados Unidos, desarrollaron una nueva tecnología que permite que el hormigón “hable” en tiempo real, sin necesidad de ensayos externos y obteniendo datos de su resistencia en tiempo real gracias al uso de Inteligencia Artificial.
Un nuevo tipo de sensores para analizar la resistencia del hormigón
“En Estados Unidos, el desconocimiento y poca comprensión de la resistencia del hormigón provoca un alto costo en reparaciones, lo que se traduce en congestión vehicular y un aumento en las emisiones de gases”, comentó Luna Lu, académica Reilly de la Universidad Purdue, donde además es la actual década adjunta de la Facultad de Ingeniería de esa casa de estudios. “Por ejemplo, no sabemos cuando el hormigón alcanzará la resistencia adecuada que necesita para acomodar las cargas del tráfico justo después de su construcción. El material puede tener fallas prematuras, lo que lleva a reparaciones frecuentes”, agregó.
Ante eso, desde el año 2017 que la profesora junto a su equipo viene desarrollando una tecnología a la que bautizó como REBEL Concrete Strength Sensing System, que consiste en un “sensor piezoeléctrico emparejado con un sistema de análisis de impedancia electromecánica (EMI, en sus siglas en inglés). Esta tecnología permite convertir las propiedades mecánicas del hormigón en señales eléctricas que brindan información en tiempo real de la resistencia del hormigón”, explican desde WaveLogix, la startup creada por Lu y su equipo para escalar esta tecnología.
Con esta información, es posible determinar, por ejemplo, “el momento óptimo de apertura al tráfico de una carretera, cuándo tirar los tendones postensados y golpear el encofrado vertical sin necesidad de crear curvas de madurez u otros métodos de calibración, y sin tener en cuenta las mezclas del hormigón o las condiciones climáticas o cualquier cambio, ya sea en la mezcla o las condiciones, durante la realización del proyecto”.
Su instalación es simple: el constructor instala el sensor lanzándolo al piso del encofrado para el hormigón y cubriéndolo con el material. Luego, conectan el cable que viene con el sensor a un dispositivo portátil reutilizable, el que automáticamente comienza a registrar data de la resistencia del hormigón. Esa información se transmite a una aplicación y ahí, se pueden ver y analizar en tiempo real los cambios en la resistencia del hormigón. De ahí que se diga que el hormigón “habla” con el constructor para “contarle” sobre sus cambios de resistencia.
Además, con esta información, es posible adecuar la cantidad de cemento dentro de la mezcla para el hormigón y así, reducir las emisiones de CO2 del material. “Uno de los grandes inconvenientes que tenemos en la actualidad con las mezclas de hormigón es que se utiliza más cemento para aumentar su resistencia. Eso no ayudará a que una carretera se abra al tráfico más pronto”, destacó Lu.
El gran salto del “hormigón que habla”
Para muchos, los sensores que desarrolló la profesora Lu van un paso más allá de las que existen actualmente. Es por ello que, en septiembre de 2022, WaveLogix -la startup con la que se escaló a nivel industrial esta tecnología- recibió un financiamiento estatal para su funcionamiento, lo que permitió mejorar, por ejemplo, la plataforma en la que se recolectan los datos y “acelerar la fase de desarrollo de producto”, dijo en su momento la académica.
La evolución de la tecnología del “hormigón que habla” dio un nuevo salto en julio de 2023, cuando el Departamento de Transportes del estado de Indiana (EE.UU.) utilizó los sensores en las obras de la nueva carretera interestatal I-69 (el futuro intercambio de la carretera I-465 a I-69, en el lado sur, al sur de Indianápolis). La Universidad Purdue informó que otros estados también están participando de un estudio en el que se utilizará esta tecnología, que es impulsado por la Federal Highway Administration.
Desde su aparición, los reconocimientos a esta innovación tecnológica han sido varios. El portal Fast Company la reconoció como una de las “próximas grandes tecnologías” en 2022 y al año siguiente, la prestigiosa revista Time la nombró dentro de su ranking de mejores inventos. Ahora, está dentro de los finalistas para los Edison Award, considerados los “Oscar de la Innovación”, lo que demuestra el gran potencial que ofrece el “hormigón que habla” para el desarrollo de la infraestructura con hormigón.
