Patentes que inspiran - La novedosa técnica de refuerzo a infraestructuras de hormigón que puede revolucionar el futuro de la construcción civil

Conocido por el gran consumo de materiales y alto niveles de emisiones de carbono, y marcado por la escasez de recursos tras la guerra en Ucrania, el sector de la construcción atraviesa el desafío de encontrar nuevas soluciones para optimizar su funcionamiento. Como por ejemplo hacer posible la restauración y el refuerzo de estructuras existentes y evitar el tradicional hábito de “tumbarlo todo para volver a construir”.

Ese ha sido el objeto de estudio de Carles Cots durante su doctorado en la Escuela de Caminos de Barcelona (UPC), y que culminó en el desarrollo de una técnica de refuerzo estructural para infraestructuras existentes de hormigón (como pueden ser puentes, edificios y puertos, por ejemplo). La técnica desarrollada por Cots actúa en la conexión entre la estructura existente y la que se anexa, maximizando el aprovechamiento de los materiales incluyendo la propia estructura “dañada”. Según Cots, este tipo de conexión conformada (de sección mixta) es habitual en obra nueva pero muy poco utilizado en obras de rehabilitación. Hasta ahora.

Generando cambios significativos y a gran escala

Cots acaba de proteger la patente de esta nueva técnica, registrada con la asesoría de la agencia experta Volartpons. Según el ingeniero, la técnica protegida cubre el modo de conexión entre lo existente y la nueva estructura anexada, incluyendo el tipo de conector y la secuencia constructiva. Esta conexión es válida para trabajar con hormigones y morteros de muy altas prestaciones. “Se diseña para anexar elementos prefabricados, de rápida instalación y diseño optimizado, incluyendo sensores que registran el proceso constructivo” explica Cots. La técnica reduce la interferencia al tráfico en viaductos e incrementa la operatividad en la industria.

Otra ventaja es que la conexión lograda es fácilmente robotizable y promueve la anexión de elementos prefabricados, reduciendo en un 80% los plazos de ejecución. “Debido a la variabilidad constructiva (geometría, materiales y requisitos de refuerzo) la técnica protege la secuencia fundamental, siendo muy flexible en la forma y definición de materiales a emplear”, añade Cots. La principal ventaja, sin embargo, es la capacidad de refuerzo aportada, que llega a ser de unos 200 a 300% en comparación con la original.

Innovando en obra civil 

“No hay muchas patentes ligadas al refuerzo de estructuras existentes”, explica Cots. “Las técnicas de refuerzo habituales no contemplan la automatización de la ejecución y se basan en tareas manuales, como adherir o taladrar. Estas técnicas ralentizan los trabajos, encarecen el coste y son muy sensibles al esmero del trabajo del personal. Además, son difícilmente ejecutables en trabajos bajo agua o a gran altura”, añade. Para Cots, urge que la innovación en obra civil incorpore técnicas ya consolidadas en la industria, como la digitalización, robotización y monitorización, y que tenga en cuenta criterios de sostenibilidad para minimizar el consumo energético y prolongar en lo posible la vida útil de las construcciones. Pero nada será realmente transformador hasta que no se revisen las normativas: “El mayor escollo al innovar en obra civil es la necesidad de un marco normativo que cubra técnicas innovadoras. Pero las normativas se actualizan de forma decenal y durante este tiempo resulta muy difícil la validación de prototipos a escala real, fuera de ensayos en laboratorio. Por el mismo motivo es muy difícil que se genere un tejido industrial focalizado en la técnica”, elabora.

Y continúa: “al tratarse de contratos públicos, las licitaciones deben apoyar la innovación como mejora competitiva para el contratista. En caso contrario se siguen usando técnicas y materiales tradicionales, que no dan la fiabilidad ni a la propiedad ni al proyectista. En estos casos se opta por la solución drástica: o bien demoler y reconstruir, o bien hacer reparaciones temporales que en un 70% de los casos no superarán los 10 años de durabilidad”. Mientras tanto, algunos avances quedan en segundo plano, como las técnicas de auscultación y monitorización con sensores en remoto, que permiten conocer la fiabilidad de la estructura con costes inferiores al 1% del total del proyecto.

La protección de la patente como motor de desarrollo 

Sin la debida protección de las técnicas, no se crea un tejido industrial específico que pueda adaptar los robots y la electrónica a los escenarios típicos de la obra civil como son la intemperie, la robustez necesaria o la adquisición de datos. “Sin protección cada caso se resolverá como un prototipo a escala 1:1, con mayores costes en ingeniería y producción, y en la mayoría de casos con inferiores prestaciones de respuesta y durabilidad”, aclara Cots.

Tras trabajar en el sector durante 25 años en la rehabilitación, Cots resalta que mantener lo construido está cobrando relevancia en países con infraestructuras ya viejas. “Si se tiene en cuenta que los daños en infraestructura no son lineales con el tiempo, ni los costes de reparación, el desarrollo de estas técnicas será clave en los próximos años”, concluye el ingeniero.

Sobre Carles Cots

Carles Cots es Doctor en Ingeniería de Caminos por la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), en la que es colaborador e investigador. Tiene más de 25 años de experiencia en Ingeniería de Caminos en obra civil y ha trabajado para fabricantes de materiales y contratistas internacionales.