El paso del tiempo, el tránsito de vehículos y las inclemencias climatológicas están detrás de la mayoría de las heridas de guerra de las carreteras. Cada año son varias decenas de millones de euros las que se invierten en arreglar los baches y desperfectos en las calzadas.
Mejorar la perdurabilidad de estas infraestructuras ha llevado en los últimos años a los responsables de estas a invertir en nuevos materiales que resistan mejor el paso del tiempo y de los vehículos. Algunas investigaciones señalan al grafeno como uno de los más recomendados debido a su durabilidad y resistencia. Uno de estos estudios indica que su uso en el asfaltado de las carreteras permitiría que el promedio de vida de estas pudiera incluso duplicarse.
Pero ¿y si, en caso de avería, la propia carretera tuviera la capacidad de autorregenerarse? En esta posibilidad, que suena aún a ciencia ficción, llevan trabajando desde hace años distintos proyectos.
Uno de ellos es el liderado por José Miguel Martín, catedrático de química inorgánica de la Universidad de Alicante. Él y su equipo son los responsables de Smartpol, un poliuretano con capacidad para autorrepararse. «En este polímero, las cadenas (fuerzas intermoleculares) son débiles en términos de energía, por lo que se pueden formar y destruir sin aplicar excesivos esfuerzos mecánicos para unirlo o separarlo», nos explica Martín.
Una capacidad de autorreparación similar a la que disponen algunos animales. Como explica el propio José Miguel Martín: «El poliuretano Smartpol contiene grupos uretano (–O-CO-NH-) que son químicamente similares a los que existen en los aminoácidos (–O-CO-R-NH2). Las uniones entre los grupos uretano o de los aminoácidos se producen por enlaces de hidrógeno entre el grupo CO de uno de ellos y el grupo NH del otro. De ahí la similitud en capacidad de autorregeneración del material Smartpol con la que se produce en animales. Al requerirse poca energía para romper los enlaces de hidrógeno, también se necesita poca energía para volver a formarlos, lo que supone un gasto neto de energía mínimo. Y este es el principio por el que se rigen todos los procesos bioquímicos en los seres vivos».
Aunque Smartpol no es el único material que posee estas características autorreparables, José Miguel Martín señala que el número de fuerzas intermoleculares, «que son del orden de millones», facilita que la regeneración en este material sea factible en un corto espacio de tiempo. Algo que hasta la fecha no se había logrado con inventos similares.
Smartpol en la carretera
Aunque Smartpol no es un material pensado específicamente para ser utilizado en la construcción y mantenimiento de las carreteras, José Miguel Martín asegura que este podría ser uno de los usos de Smartpol: «Podría emplearse para rellenar grietas en el asfalto, ya que se puede aplicar en estado líquido y solidificarlo in situ. Además, es fácil de aplicar y retirar».
Además, a priori, el científico entiende que la capacidad de autorrepararse de Smartpol se mantendría inalterable con independencia del tipo de material utilizado para el asfaltado de la vía en cuestión, «aunque, obviamente, dependerá de la cantidad adicionada», añade.
Sin embargo, el catedrático advierte de que habría que determinar la durabilidad y el comportamiento del material Smartpol en las condiciones climáticas habituales que sufre el asfalto, además de determinar su resistencia a la abrasión.
Martín también considera Smartpol una «alternativa aceptable» en la construcción de carreteras, aunque aquí el pero tiene que ver con su competitividad económica: «No creo que compitiera en coste con los sistemas ya desarrollados en la actualidad basados en microesferas, que generan autorreparaciones en asfalto mediante mecanismos químicos al romperse tras sufrir un esfuerzo mecánico o térmico».
Una de las ventajas de Smartpol es su resistencia a temperaturas extremas: «El frío no es un problema para el material Smartpol siempre que no se sobrepasen los -30 ºC, ya que esta es la temperatura de transición vítrea del material».
La temperatura, eso sí, es un importante factor a tener en cuenta en cuanto al tiempo requerido para su autorregeneración: «Si el material Smartpol se fragmentara en una grieta de una carretera a temperatura ambiente, se autorregeneraría al menos un 50% en 20 segundos, necesitando alrededor de 24 horas para recuperar el 100% de propiedades»
«Si la temperatura es mayor de 30 ºC (verano) —continúa explicando—, se autorrepararía mucho más rápidamente; y si fuera menor de 0 ºC (invierno), se autorrepararía más lentamente. Un aspecto importante es que la humedad/agua no altera la capacidad de autorreparación del material Smartpol y, además, la autorreparación se puede producir tantas veces como sea necesario, sin precisar reemplazarlo».
Un invento fruto de la serendipia
Como muchos otros inventos a lo largo de la historia, Smartpol surgió casi por casualidad. Ocurrió en 2016, mientras Martín y su equipo desarrollaban un proyecto de investigación sobre poliuretanos para aplicaciones en la industria petroquímica en el Laboratorio de Adhesión y Adhesivos de la Universidad de Alicante: «Observamos que, tras ensayar, las piezas que quedaban rotas al acabar dichos ensayos aparecían reunidas al día siguiente. Conocíamos trabajos previos sobre polímeros autorreparables y nos dimos cuenta de que habíamos desarrollado uno nuevo con características diferenciadas respecto a lo conocido hasta entonces».
Tras darse a conocer el descubrimiento, Smartpol suscitó un gran interés y fueron varias las empresas que contactaron con el Laboratorio de Adhesión y Adhesivos de la Universidad de Alicante. Aunque no llegó a cristalizar ningún proyecto. «Se creó una spin-off en el Parque Científico de la Universidad de Alicante, pero su creación fue prematura al no tener un producto específico para una aplicación concreta, por lo que finalmente fue cerrada».
A día de hoy, el proyecto Smartpol sigue estancado por falta de financiación para seguir con su desarrollo. Aunque puede que, en breve, vuelva a ponerse en marcha: «Se está negociando actualmente con un grupo inversor chino para rediseñarlo y adaptarlo a aplicaciones biomédicas específicas», concluye Martín.
