El término de asfalto 4.0, en ocasiones acompañando a las carreteras 4.0, es un concepto relativamente nuevo que busca agrupar una serie de técnicas de diseño y constructivas basadas en la tecnología y la digitalización. Su objetivo es mejorar las prestaciones y durabilidad del firme, reduciendo los costes de mantenimiento y mejorando las condiciones de sostenibilidad de la vía.
Esta forma de trabajar aún no está generalizada, pero se basa en un tipo de innovación circular que usa los datos de todo el proceso constructivo para descubrir nuevos materiales y técnicas que puedan ayudar a construir mejores carreteras. Así se digitalizan los ensayos y la construcción de autopistas.
¿Qué es el asfalto 4.0?
Lejos de lo que pudiera parecer, el asfalto 4.0 no es un tipo de pavimento, sino una forma de estudiar, diseñar, construir y mantener el mismo de cara a unos menores costes en la vida total de la infraestructura, así como una disminución en el impacto medioambiental de la construcción. Es el equivalente gastronómico de una buena receta que, además, ayuda a encontrar mejores ingredientes gracias al uso de datos y la innovación.
Según el número 34 de la revista especializada Asfalto y pavimentación, “la transformación digital de la pavimentación de carreteras, o asfalto 4.0, es la automatización, sensorización, captura de datos y mejora de las actividades convencionales de gestión, fabricación, suministro, puesta en obra, etc… a través de la utilización de la tecnología digital para mejorar la forma en que la organización desarrolla su actividad y de esta manera ayudar también a quienes trabajan en ella”.
Imagen | Jose Javier Garcia Pardenilla
El asfalto 4.0 es la aplicación de la cuarta revolución industrial a la construcción de carreteras. Sin embargo, no debe confundirse asfalto 4.0 con carreteras 4.0, ya que estas últimas también incluyen otros elementos como pueda ser la señalética o la carga de vehículos; e incluirán en el futuro lejano la generación de energía o la capacidad de autorreparación.
Como recoge el ensayo ‘Cómo serán las infraestructuras viarias del futuro: carreteras 4.0’, escrito por el experto divulgador en infraestructura Javier R. Ventosa para la Revista del Ministerio de Fomento, “las carreteras del futuro se perfilan cada vez mejor en su elemento principal, la superficie de rodadura”. Esto es, el asfalto. Es su componente más importante.
¿Por qué se caracteriza el asfalto 4.0?
El asfalto 4.0 se caracteriza por la monitorización y digitalización de todos aquellos factores que influyen en la calidad de la ejecución, del mismo modo que BIM (Building Information Modeling) se caracteriza por la monitorización y digitalización de todos los elementos de la construcción de un edificio.
Cuando se fabrica y tiende asfalto durante la ejecución de una carretera existen una serie de variables clave como puede ser la composición del material, el tiempo que se tarda en transportar, extender y compactar el asfalto, el número de pasadas que se da con la compactadora hasta alcanzar cierta densidad; así como condiciones meteorológicas tales como la temperatura, el viento o la humedad.
Si se busca ejecutar una obra con el máximo de calidad es imprescindible fabricar, transportar, extender y compactar a las temperaturas adecuadas. Y esto incluye factores dependientes del viento como el coeficiente de transmisión de calor. Como ejemplo, si un determinado tipo de asfalto está pensado para ser extendido por encima de 10ºC, puede que un día con 10ºC pero vientos de 30 km/h no sea el idóneo para hacerlo, pero que uno de 5ºC con 5 km/h sí lo sea.
Así se aplica hoy día esta forma de construir carreteras
Imagen | Jose Javier Garcia Pardenilla
El nacimiento de cualquier tipo de asfalto y sus necesidades específicas de fabricación, transporte, extendido y compactación aparecen por primera vez en un laboratorio. Es aquí donde se diseña, en base a los datos históricos y conocimiento con que se cuenta, nuevos compuestos que mejoran las prestaciones de la carretera.
Es en el laboratorio donde se testan nuevos materiales y se analiza su comportamiento en base al calor, la fricción, la humedad, el salitre o al paso del tiempo bajo determinadas condiciones, entre otros. Es también aquí donde se diseñan las mejores condiciones para ejecutar la obra, que luego tendrán que ser medidas.
Una vez con un nuevo tipo de asfalto, con todos sus datos característicos digitalizados (composición granulométrica, densidad, resistencia, elasticidad, etc), se ejecuta la obra tratando de aproximarse lo más posible a estas condiciones. Y, de nuevo, es importante monitorizar todo el proceso: posición y origen de cada tonelada, temperatura a la que fue extendido, posición GPS de las compactadoras, etc.
Compactar a la densidad de diseño es clave para una buena durabilidad y para aproximarse a las características del firme esperadas. Es por eso que también se mide y digitaliza este parámetro en toda la autopista. Al terminar el proyecto se dispone de un documento digital o huella digital que informa sobre cómo se construyó, metro a metro, toda la autopista. Pero, ¿de qué sirve todo esto?
Adelantarse a los problemas futuros usando datos
Imagen | Jose Javier Garcia Pardenilla
Digitalizar toda la autopista permite disponer de datos sobre la adecuación del pavimento a las condiciones de diseño. Esto facilita la localización de futuros problemas del firme, como pueda ser una erosión acelerada, debido a que se conoce, por ejemplo, a qué densidad compactó cada kilómetro o sobre cuál rompió a llover a las pocas horas de realizar el extendido.
Con toda esta información se puede construir conocimiento que ayude a detectar por dónde es más probable que empiece el deterioro dentro de unos años, con el objetivo de optimizar el mantenimiento. Pero también permite adelantarse al futuro, utilizando los datos digitales de la ejecución y los recogidos año a año del estado en la carretera para descubrir nuevas formas de trabajar.
Esta es la clave del asfalto 4.0 que invita a un procedimiento de innovación circular: los datos sobre el comportamiento de determinado tipo de asfalto, construido de una manera específica, puede desembocar en investigaciones que descubran nuevas formas mejores de ejecutar la obra o nuevos materiales.
Todavía no hay comentarios