En las últimas semanas, los medios de comunicación han estado informando sobre los próximos esfuerzos del Reino Unido para utilizar una combinación de drones e impresión 3D para solucionar su enorme problema con los baches. La novedad de la idea es ciertamente de interés periodístico. La impresión 3D y los drones son dos de las tecnologías emergentes de más alto perfil que se emplean para soluciones innovadoras a problemas del mundo real.
Notoriamente ausente de cualquier comunicado de prensa es cualquier detalle sobre cómo se utilizará exactamente la impresión 3D para este escenario. ¿Qué tipo de tecnología de impresión 3D podría ser viable aquí?
El producto de la investigación colaborativa.
Para que quede claro, el Departamento de Transporte del Reino Unido ha anunciado recientemente este proyecto como una iniciativa multimillonaria. Resulta que las condiciones de las carreteras en Inglaterra son tan malas que hubo que reparar 1,7 millones de baches entre 2020 y 2021. En este contexto, el gobierno ahora está reservando importantes fondos para abordar este problema.
El proyecto para usar drones e impresión 3D para la reparación de baches surgió de Digital Intelligent Brokerage (DIB), un colectivo de esfuerzos para acelerar la investigación y el desarrollo. Esto es relevante ya que es un movimiento que tiene como objetivo explorar tecnologías innovadoras. En este caso, la solución al problema de los baches puede provenir de pequeñas empresas que pueden no estar asociadas normalmente con el sector del transporte.
Según la propuesta, la identificación de baches se realizará a través de una flota de drones autónomos. Este es un asunto bastante complicado que tiene que ser discutido en un artículo separado. Si bien la tecnología ciertamente existe para que los drones detecten baches a través del modelado 3D, hacer que vuelen de forma autónoma seguirá siendo controvertido.
En cualquier caso, la parte del dron en la reparación del bache no es el tema de este artículo. ¿Dónde entra la impresión 3D?
Impresión 3D de asfalto
El anuncio de noticias no menciona el tipo de tecnología de impresión 3D que se está considerando para este proyecto. Tal vez se pueda obtener un indicador de la dirección del proyecto de algunos de los otros trabajos de investigación que se están realizando bajo DIB.
Un ejemplo de ello es el uso de nanopartículas de grafito en el asfalto para reducir las grietas en las carreteras. Existe otra alternativa que contempla el uso de biobetún. Aunque no hay detalles sobre su composición química, el biobetún se ha descrito como una alternativa al asfalto que proviene de materiales ecológicos.
La tecnología para imprimir asfalto en 3D ya existe. Un artículo de investigación publicado en 2018 describe el diseño de una extrusora que puede medir las propiedades fluidas no newtonianas del asfalto. Además, se descubrió que la temperatura del proceso de impresión 3D provocó cambios microestructurales en el asfalto que mejoraron sus propiedades mecánicas.
Un desarrollo más reciente describe el diseño de una impresora 3D de asfalto por parte de un equipo de científicos de la Universidad de Monash y la Universidad de Chang’an. Basado en la infraestructura de una impresora 3D Prusa I3, lo que hizo que este proyecto fuera único es que vino con un sistema de cámara que puede detectar automáticamente una grieta o un bache en el camino. A través de un algoritmo de procesamiento de imágenes, la impresora puede determinar exactamente dónde y cuánto asfalto necesita extruir.
Estos son solo dos de los muchos proyectos realizados a lo largo de los años que buscaban combinar la reparación de carreteras con la impresión 3D. Como podemos ver, la idea no es tan nueva. Sin embargo, la iniciativa del Reino Unido podría ser una de las mejor financiadas y la que tiene más posibilidades de ser implementada.
¿Reparación de baches sobre la marcha?
La idea detrás de la combinación de drones e impresión 3D para la reparación de carreteras es que la mayor parte del trabajo se puede realizar de forma autónoma. Esto debería reducir el tiempo que los trabajadores dedican a ir a cada bache y configurar su equipo. Con el tiempo, esto también debería dar lugar a una reducción de los costes laborales.
El Departamento de Transporte del Reino Unido justifica que emprender un proyecto tan masivo (e intensivo en capital) generará numerosos beneficios. Estos incluyen una mayor seguridad vial, tiempos de viaje reducidos, emisiones de vehículos más bajas y una mejora general de los valores de los activos.
En realidad, esta no es la primera vez que se explora una idea de este tipo en el Reino Unido. Apenas el año pasado, hubo informes de noticias de la Universidad de Liverpool que respaldaban los esfuerzos para construir robots autónomos para reparar baches.
La empresa Robotiz3D surgió como una rama de la universidad para este proyecto. El objetivo del proyecto era diseñar un robot terrestre que patrulle las carreteras del Reino Unido, detecte automáticamente pequeñas grietas e inyecte sellador en ellas. En el caso de baches, el robot solo toma medidas para que luego se puedan realizar reparaciones más difíciles.
¿Qué tan realista es la idea?
En 2018, la Universidad de Leeds publicó un video que mostraba un concepto de un dron de seis rotores con una impresora 3D delta adjunta en la parte inferior. La idea era que el dron detectara baches mientras volaba por encima. Luego aterriza en estos baches para que la impresora 3D adjunta pueda hacer el trabajo de reparación.
Este concepto bien puede ser lo que el Departamento de Transporte del Reino Unido pretende lograr. Aunque prometedor, el video conceptual que se mostró en 2018 reveló varios obstáculos importantes antes de que la idea se convierta en realidad.
La primera gran crítica es que la reparación de baches requiere algo más que simplemente echarles asfalto. En la mayoría de los casos, los baches tienden a tener escombros sueltos, como pedazos de concreto, tierra y rocas en su interior. Estos tienen que ser removidos antes de verter el asfalto. Este es un trabajo que se hace manualmente usando palas. Sin este paso preparatorio, cualquier asfalto nuevo tenderá a colapsar en el agujero.
Montar impresoras 3D en drones está prácticamente fuera de discusión. Las impresoras 3D tienden a tener volúmenes de construcción muy pequeños que probablemente no cubrirán el área de un bache completo. La reparación de baches también requerirá un volumen significativo de asfalto, mucho más de lo que puede transportar un dron estándar.
Una vez que el asfalto se ha vertido en un bache, debe apisonarse, ya sea manualmente o con equipos industriales. Esto es algo que no se puede hacer con una impresora 3D.
No hay duda de que es posible la identificación e inspección autónoma de baches con drones; los drones ya están realizando tareas mucho más complejas. Sin embargo, todavía no vemos cómo la impresión 3D podría ser una solución práctica para la reparación de carreteras.
Incluso con las impresoras 3D, aún habrá mucho trabajo manual por hacer. Esto invalida efectivamente la visión de este proyecto que presenta una solución «sobre la marcha» para la reparación de carreteras. También está el hecho de que los métodos anticuados para la reparación de baches son muy baratos. Lo pueden hacer dos o tres personas con unos cubos de asfalto y algunas herramientas manuales.
En este momento, la idea de utilizar la impresión 3D para reparar baches no convence. La tecnología de impresión 3D ha avanzado mucho, pero desarrollar aplicaciones nuevas e innovadoras seguirá siendo muy costoso. Sin embargo, estamos ansiosos por que nos sorprendan las ideas que puedan generar los investigadores del Reino Unido. Lo mejor de este proyecto es que está recibiendo mucho apoyo y financiación del gobierno local.
Para ir finalizando
Durante los últimos años, se ha investigado mucho sobre el uso de impresoras 3D para asfalto. Sin duda, hay un gran valor en este concepto si las impresoras 3D se pueden utilizar para realizar trabajos de reparación de carreteras de alta precisión. Con la iniciativa del Departamento de Transporte del Reino Unido, gran parte de estos esfuerzos de investigación podrían culminar en una aplicación del mundo real.
Todavía no está claro exactamente cómo se puede utilizar la impresión 3D en este campo de una manera práctica o económica. Reparar baches no es caro, es muy lento. Con suerte, esta es una noticia que podemos revisar en unos meses y encontrar resultados alentadores.
Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro de seguridad contra incendios.