La construcción de carreteras y puentes es un factor clave en el desarrollo de la infraestructura de un país. Por ello, las tecnologías y sistemas novedosos están siendo aplicados en la ejecución de estos proyectos de infraestructura vial, lo cual está permitiendo obtener estructuras con mayor durabilidad y resistencia, con la minimización de costos y plazos.
En los últimos años, la construcción de carreteras ha experimentado importantes avances gracias al empleo de las innovaciones tecnológicas. Uno de ellos es el uso de drones en este tipo de proyectos, práctica que se está convirtiendo cada vez más en un factor común.
Estos aparatos son empleados para inspeccionar y mapear el terreno antes de realizar la construcción de las vías. Ello debido a que están equipados con sensores que apuntan hacia abajo, como RGB, multiespectrales, térmicos o LIDIAR, y captan gran cantidad de información aérea en muy poco tiempo.
El empleo de los drones en la construcción de carreteras no solo brinda una gran cantidad de fotografías aéreas detalladas, los mismos datos recopilados por el aparato en un solo vuelo proporcionan un mapa completo del lugar con puntos GPS, en 2D y 3D. Estos mapas permiten medir con precisión distancias, superficies, elevaciones y volúmenes. De tal manera que toda esta data registrada desde diversos ángulos les permite a los constructores tener una visión más detallada del lugar de la obra y planificar la construcción de una manera más eficiente.
Utilización de materiales reciclados
Otra innovación importante en la construcción de vías y carreteras es el uso de materiales reciclados, como el plástico, el asfalto reciclado y las llantas trituradas, cuyo empleo reduce los costos y el impacto ambiental de la obra. Con ello se apunta a la sostenibilidad del sector en este tipo de proyectos.
Estos materiales reciclados pueden ser tan resistentes como los que convencionalmente se utilizan en la construcción de carreteras. En ese sentido, la calidad no se ve comprometida.
Un ejemplo de ello es lo que está haciendo la empresa neerlandesa PlasticRoad que, para abordar tanto la contaminación por plástico como el cambio climático, empezó a producir carreteras hechas con plástico reciclado.
Los sensores y sistemas de monitoreo también están siendo implementados en estos proyectos viales, a fin de detectar y prevenir daños en la infraestructura. Igualmente, los sistemas de información geográfica (SIG) son implementados para el análisis y gestión de datos geográficos, a fin de optimizar la planificación de las infraestructuras
Considerando que uno de los desafíos que enfrenta Países Bajos es la constancia de las inundaciones, estas carreteras hechas de plástico son huecas para evitar estos estragos a causa de las intensas lluvias. Además, permiten el almacenaje temporal del agua de lluvia, para después ser canalizada por medio de un aliviadero que lleva a un desagüe y de esta manera drenar el agua de manera lenta y controlada. Todo bajo la superficie de la carretera.
Otras de las ventajas que experimenta PlasticRoad al emplear plástico reciclado para la construcción de vías son la rapidez de la obra, mayor durabilidad y produce 72 % menos emisiones de dióxido de carbono que las carreteras convencionales. De igual manera, los materiales reciclados, el diseño prefabricado, el bajo peso y la construcción modular ayudan a ahorrar una gran cantidad de materiales y mano de obra.
Estas carreteras tampoco necesitan excavaciones intensivas ni cimientos pesados o losas de concreto, ni sistemas de drenaje. Su instalación consiste en el ensamblaje de cada parte como si fuera un lego.
Carreteras inteligentes
Por otro lado, los sensores y sistemas de monitoreo también están siendo implementados en estos proyectos viales, a fin de detectar y prevenir daños en la infraestructura. Igualmente, los sistemas de información geográfica (SIG) son implementados para el análisis y gestión de datos geográficos, a fin de optimizar la planificación de las infraestructuras, la gestión de su mantenimiento y el mismo control del tráfico.
En este aspecto, las llamadas “carreteras inteligentes” son uno de los proyectos más interesantes en la industria. Las innovaciones implicadas en este tipo de carreteras son los pavimentos con sistemas de carga, lo cual considera la implementación de paneles solares que permitan que los autos puedan cargarse mientras transitan en la carretera.
También están los semáforos inteligentes, cuyo concepto refiere la utilización de semáforos que, conectados con los sensores instalados en el pavimento, funcionan de acuerdo al número de vehículos que transitan la carretera.
Algunos ejemplos de estas carreteras inteligentes que ya han sido puestas a prueba se ubican en Holanda, donde en el 2020 se probó la primera carretera fotoluminiscente del mundo. Esta vía tenía la capacidad de absorber la luz del día y proporcionar 8 horas de iluminación en la noche.
Otro caso si sitúa en Hamburgo (Alemania), donde en el 2021, se anunció la primera carretera inteligente, que incorporaba el IoT y mejoras estructurales. Esta vía cuenta con iluminación inteligente y sensores que monitorean el estado estructural de la infraestructura y las condiciones ambientales. La data es transmitida a conductores y autoridades con la finalidad de hacerles saber sobre el tráfico, accidentes y cambios meteorológicos.
TECNOLOGÍA APLICADA A LA CONSTRUCCIÓN DE PUENTES
Las innovaciones en la construcción de puentes están transformando radicalmente la industria y abriendo paso hacia un futuro de movilidad sostenible y eficiente. La aplicación de diferentes tecnologías y sistemas, como el uso de softwares de modelado tridimensional y sistemas de monitoreo en tiempo real, han permitido un mejor control y seguimiento de la construcción, lo cual genera que la ejecución de estos proyectos de infraestructura vial se realice en menores tiempos, minimizando costos y recursos, obteniendo como resultado una estructura de alta calidad.
Las novedosas formas de construir los puentes son testimonio de la capacidad de la ingeniería para adaptarse a las nuevas tecnologías y abrazar la innovación en busca de soluciones más seguras y sostenibles que generen un alto impacto positivo en la sociedad en la que vivimos.
De hecho, según el informe de la MIT Technology Review titulado “Cinco ejemplos que han revolucionado la construcción de puentes”, actualmente, el avance de la tecnología de estas infraestructuras viales y técnicas de construcción le permiten hoy a la sociedad contar con puentes más grandes, seguros y duraderos. Y es que los ingenieros civiles “se han centrado últimamente en mejorar la seguridad; por ejemplo, intentando que los puentes sean más resistentes al fuego, a los terremotos y a los fuertes vientos.
Pero la atención de los especialistas ha ido más allá. Según la MIT Technology Review, los ingenieros también exploran cómo la tecnología puede ayudar a monitorear los puentes nuevos y conservar los que ya están construidos.
Sensores y sistemas de información en puentes
La media general de vida del diseño de un puente durante el siglo pasado era 50 años. Empero, para superar este límite, muchos puentes construidos en los últimos años cuentan con sensores y dispositivos de comunicación que los han convertido en “puentes inteligentes”. Esto debido a que tienen implementados sistemas de monitoreo remoto y en tiempo real, que permiten recopilar y enviar la información sobre el estado del puente, comportamiento estructural, las condiciones climáticas, el peso de los vehículos que lo transitan y los niveles de vibración.
En el caso de los sensores, los tipos más comunes son los de vibración que miden la actividad sísmica, y los de deformación, que pueden medir la fuerza y tensión en las diferentes partes de la infraestructura. También son utilizados los sensores de temperatura, humedad y presión, que se emplean para el monitoreo de las condiciones climáticas y ambientales alrededor del puente. Toda esta data registrada es y será de gran utilidad a los ingenieros para anticipar problemas y planificar el mantenimiento preventivo de estas estructuras.
Las novedosas formas de construir los puentes son testimonio de la capacidad de la ingeniería para adaptarse a las nuevas tecnologías y abrazar la innovación en busca de soluciones más seguras y sostenibles que generen un alto impacto positivo en la sociedad en la que vivimos.
Un ejemplo notable del empleo de este tipo de tecnologías en la construcción de puentes es el Viadotto San Giorgio en Italia, el cual fue construido –en reemplazo del Ponte Morandi que colapsó en 2018− en poco más de un año y fue implementado con sistema digital de monitorización y tecnología de deshumificación para protegerse contra la corrosión que contribuyó al derrumbe de su predecesor.
Puentes modulares
Por otro lado, otras de las innovaciones más notables en este tipo de proyectos es la construcción de puentes modulares, los cuales se fabrican en talleres altamente especializados, cumpliendo altos niveles de calidad, para luego ser ensamblados en el lugar de la obra. Este sistema de construcción acelera significativamente el proceso de ejecución del proyecto, reduciendo los tiempos de inactividad y mejora la calidad y precisión de la obra.
La construcción modular es otra forma de construir puentes que se ha ganado la aceptación del sector. Este sistema de construcción permite adaptar los puentes a diferentes ubicaciones y necesidades. Facilita una instalación más rápida y eficiente, lo que se traduce en minimización de costos y plazos.
Además, gracias al diseño modular, el puente es fácil de reubicar y adaptar a diferentes necesidades. Por ello, es considerada por muchos como una solución ideal para una movilidad sostenible y adaptable a las necesidades cambiantes de las ciudades.
Impresión 3D aplicada a la construcción de puentes
De igual manera, la impresión 3D hoy también ya es aplicada a la construcción de puentes, lo cual ha marcado un hito en la ingeniería civil. Gracias a esta avanzada tecnología, se pueden crear estructuras de alta complejidad y con formas tan diversas y únicas, difíciles de lograr con la construcción tradicional.
Ya hay muchos ejemplos de este tipo de puentes en el mundo. Uno de ellos es el puente ubicado en la ciudad de Gemert, considerado el primer puente de hormigón impreso en 3D en los Países Bajos, el cual mide 8 metros de largo y 3.5 m de ancho. Su construcción demandó solo 3 meses.
Pero, así como la impresión 3D aplicada a la construcción fue primero ensayada en diversos laboratorios del mundo, hoy también se estudian otras tecnologías e innovaciones, como los nuevos diseños ecológicos, que están surgiendo como una solución sostenible a los desafíos que implica la construcción de puentes.
Por ello, en la actualidad, se están construyendo puentes en los que se ha incorporado la tecnología de captura de energía solar y eólica. Esta particularidad les permite generar su propia energía y disminuir su dependencia de la red eléctrica.
Uso de materiales alternos
La incorporación de materiales avanzados, como la fibra de carbono, también ha generado un gran cambio en la construcción de estas infraestructuras viales. Este material se caracteriza por su ligereza y extremada resistencia, lo cual lo hace ideal para la ejecución de puentes de larga duración y alto rendimiento. Otra de sus cualidades es su larga longevidad. Por ello, con el uso de este material se reduce la necesidad de mantenimiento y reemplazo de estructuras en los puentes, permitiendo la reducción de costos y recursos al largo plazo.
Con la fibra de carbono se puede lograr construir estructuras más delgadas y estéticas sin comprometer la seguridad o la capacidad de carga de la infraestructura.
