¿Hormigón en mal estado? DARPA puede ayudarle

Los equipos del programa BRACE pretenden introducir capacidades de autorreparación en las instalaciones de hormigón de defensa

En los últimos años han aparecido los llamados materiales vivos, o materiales que tienen las propiedades de los seres vivos. El programa BRACE (Bio-inspired Restoration of Aged Concrete Edifices) de DARPA pretende prolongar la vida útil de las estructuras del Departamento de Defensa y los pavimentos de los aeródromos integrando una capacidad de autorreparación en el hormigón existente. La hipótesis central de BRACE es que el hormigón puede dotarse de las capacidades de autorreparación típicas de los organismos vivos, inspirándose en los sistemas vasculares de los seres humanos y en las vastas redes de hongos filamentosos que pueden abarcar hectáreas de terreno a una escala similar a la de los edificios de hormigón. Estos sistemas podrían proporcionar una red de transporte para la cicatrización en las profundidades del material con el fin de reparar grietas antes de que lleguen a la superficie y provoquen fallos.

DARPA ha seleccionado como ejecutores del programa al Lawrence Livermore National Laboratory, la Universidad de Colorado Boulder y el Battelle Memorial Institute para cumplir los objetivos del programa. Cada uno de ellos ha propuesto enfoques específicos para dotar al hormigón de una red de «vasculatura» integrada en las profundidades del material, que puede servir no sólo para reparar grietas, sino también para diagnosticar las causas profundas del deterioro antes de que provoquen daños catastróficos. Todos los equipos trabajarán para hacer operativa la vasculatura, lo que requiere aplicar y mantener su función, desarrollar bancos de pruebas novedosos y predecir el rendimiento a largo plazo mediante modelización.

«Más que nunca, estamos viendo cómo nuestra capacidad para comprender y diseñar la biología puede aprovecharse para aplicaciones que van mucho más allá de la salud y la enfermedad humanas, especialmente en el campo de la ciencia de los materiales», señaló el Dr. Matthew J. Pava, director del programa BRACE. «BRACE tratará de ampliar los límites de lo que es posible para que las tecnologías biológicas de ingeniería funcionen de forma segura y preserven nuestro hormigón heredado, y al hacerlo, es probable que conozcamos nuevas posibilidades para la biología y los materiales de ingeniería que aún no hemos concebido.»

El proyecto de investigación, de 4,5 años de duración, incluye una vía estratégica para soluciones a largo plazo orientadas a estructuras grandes y pesadas, como silos de misiles y muelles navales, y una vía táctica para mejorar la reparación rápida de daños en aeródromos en entornos expedicionarios.

«Aunque BRACE se centra inicialmente en casos de uso militar, si tiene éxito, las tecnologías desarrolladas en BRACE podrían tener ser de utilidad general para la enorme cantidad de hormigón que existe en infraestructuras civiles como carreteras, autopistas, puentes y edificios», añadió Pava.

Los ejecutores de BRACE colaborarán con las partes interesadas del gobierno y la defensa de Estados Unidos, así como con las autoridades reguladoras pertinentes. La seguridad es primordial, y todas las investigaciones se someterán a revisiones periódicas, tanto por parte de un laboratorio independiente como de los organismos reguladores, para garantizar que las tecnologías BRACE no supongan una amenaza para la salud humana o estructural. Además, los equipos deberán colaborar con expertos en implicaciones éticas, legales y sociales y garantizar que la investigación aborda cualquier preocupación relacionada. Los ejecutores deberán cumplir los requisitos reglamentarios de la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) antes de que cualquiera de sus tecnologías se emplee fuera del entorno controlado del laboratorio, por ejemplo en estructuras de prueba sobre el terreno durante la fase final del programa.

Fte. DARPA