Carreteras con suelo radiante
Todos conocemos el gran esfuerzo que realizan las autoridades para reducir los accidentes. Pero, a pesar de ello, existen factores incontrolables como la formación de hielo sobre la superficie de la calzada.
Para afrontar este problema cada comunidad autónoma emplea su propio protocolo de vialidad invernal, que consiste en definir las zonas y épocas de mayor riesgo, coordinando los distintos medios para combatir el hielo con toneladas de fundentes (sal, salmuera, etc.). La principal consecuencia de este procedimiento es su considerable impacto medioambiental.
¿Qué pasaría si propusiéramos calentar las carreteras con suelo radiante? La respuesta sería unánime: ¡es inviable, el coste es altísimo! Pero si dijéramos: se podrían salvar muchas vidas y podríamos reducir el uso de fundentes, la cosa cambiaría. Por lo tanto, el reto que tenemos por delante es definir soluciones de calentamiento puntuales en las zonas más peligrosas de las carreteras, donde la posibilidad de salvar vidas es mayor, y en las zonas con un ecosistema más sensible, donde los productos fundentes son más dañinos.
Calentar la calzada mediante suelo radiante no es una solución nueva. Ya existen soluciones similares aplicadas en grandes puentes y aeropuertos, cuyo elevado coste no es un impedimento para su implantación. En general, estas soluciones son muy caras, tanto en su fase de desarrollo como en su fase de funcionamiento. Su objetivo es derretir el hielo a base de emplear grandes cantidades de energía.
Por lo tanto, el siguiente reto que tenemos por delante es conseguir un sistema más económico y con una eficiencia energética mayor. Esto sólo se podrá alcanzar si se aborda el problema desde distintos frentes.
Para empezar el punto clave es evitar la formación del hielo, reduciendo así drásticamente la cantidad de energía necesaria para derretirlo. Pero ¿cómo? Desarrollando algoritmos inteligentes predictivos que nos indiquen la probabilidad de formación de hielo a corto plazo. Estas técnicas deberán basarse en un buen sistema de monitorización que permita conocer las condiciones climatológicas a pie de carretera, así como las condiciones de temperatura en el interior del asfalto, generalmente mediante sensores embebidos en la mezcla bituminosa. Esta monitorización se tiene que centrar en los parámetros reales que influyan en la formación del hielo sobre la superficie de la calzada.
Otro punto importante en el que hay que profundizar es en las mezclas bituminosas empleadas en la calzada, tanto desde el punto de vista del ligante como de la mezcla.
Se buscan ligantes que minimicen el impacto de las bajas temperaturas en las prestaciones de las mezclas, garantizando así un buen comportamiento, y que a su vez tengan propiedades fundentes. Para ello se emplean betunes modificados con polímeros y betunes mejorados con caucho. Parámetros de la mezcla como los huecos serán otro factor a tener en cuenta en el diseño de estas instalaciones.
El siguiente factor por decidir es la fuente de energía que tendrá que realizar el aporte calorífico al fluido de la instalación. Comenzar a calentar el asfalto antes de que se produzca la formación del hielo implica que los requisitos energéticos sean menores que los necesarios para derretir el hielo. Esto permite que la energía geotérmica sea una firme candidata.
Por último, hay que definir las características y distribución de los tubos, el dimensionamiento de la instalación, los espesores de las mezclas y otros muchos factores que se deberán incluir en la fase de redacción del proyecto constructivo de una carretera.
Todo ello bajo las fuertes restricciones impuestas por los factores constructivos y los requisitos de confort en la conducción.
En CARTIF trabajamos en estas líneas de investigación con el fin de alcanzar este objetivo. En colaboración con Eiffage, Euroestudios, Cepsa y la Universidad de Oviedo, hasta el momento los resultados obtenidos son muy esperanzadores.