Las ciudades autorreparables del futuro: drones, robots y materiales 4.0

¿Imaginas a un enjambre de drones arreglando una carretera?, ¿un robot que recoja los escombros?, ¿un material que sea capaz de autorreparse sin necesidad de la intervención humana? No, no hablamos de la siguiente temporada de Black Mirror, hablamos de un futuro más cercano de lo que imaginas. Los materiales 4.0, los drones capaces de corregir pequeñas fisuras en los edificios y de arreglar baches en las carreteras, van a ser una realidad en los próximos años. La Universidad de Leeds trabaja en un proyecto denominado Self Repairing Cities con el que a través de robots y drones de distintos tipos, se pueda escanear, mapear, detectar desperfectos en edificios y carreteras, y proceder a su reparación. Todo ello de forma autónoma, sin apenas intervención humana.

La primera fase en la que los investigadores trabajan es acabar con los baches en las carreteras, cuyo coste de reparación se estima en más de 1.000 millones de euros al año sólo en Reino Unido. Para ello, primero se hace un escaneo en 3D de la superficie de la carretera, y posteriormente un dron vuela hasta esa zona y repara el daño del asfalto manera autónoma con técnicas de fabricación aditiva.

No obstante, los drones de impresión en 3D son solo el comienzo del objetivo general de las denominadas Ciudades autorreparables. Representan el primer hito del proyecto, ya que, para el año 2050, el equipo de la Universidad de Leeds está planeando completar el daño de los baches completamente de forma autónoma utilizando robots.

Estos robots, que serán transportados mediante drones, pero que también podrán moverse por tierra, serán capaces de escanear las carreteras y edificios en busca de pequeñas grietas o baches y realizar las debidas reparaciones mediante tecnología de impresión 3D, en menos de un minuto. Al menos así lo aseguran los investigadores que trabajan en el proyecto.

El objetivo principal de los expertos involucrados en el desarrollo de esta tecnología es crear ciudades capaces de repararse a sí mismas. «Las ciudades del futuro serán más como bosques urbanos, que cuidarán discretamente de sí mismos y proporcionarán un desarrollo sostenible del ecosistema para sus habitantes en armonía con la naturaleza», se puede leer en el informe.

Hormigón que se repara a sí mismo

La idea suena tan atractiva como la ciencia ficción. Edificios que cierran sus propias grietas como si se tratara de un ser vivo sanando sus heridas. En la Universidad Técnica de Delft, en los Países Bajos, han desarrollado el bio-hormigón, un material que literalmente está vivo y que puede regenerar el desgaste de las edificaciones. Las extraordinarias propiedades de este material se deben a unos seres diminutos: las bacterias.

Para preparar el bio-hormigón se mezcla el hormigón tradicional con cepas de la bacteria Bacillus Pseudofirmus que en estado natural pueden habitar incluso en ambientes tan hostiles como cráteres de volcanes activos. A esa mezcla se añade lactato de calcio, que es lo que las bacterias comen. Estas bacterias forman esporas y pueden sobrevivir por más de 200 años en el edificio.

Cuando se forman grietas en las edificaciones construidas con este material, las bacterias que habitan en él quedan expuestas a los elementos, principalmente el agua. La humedad que penetra en las fisuras «despierta» a los microorganismos que comienzan a alimentarse del lactato de calcio y como producto final de su digestión, secretan piedra caliza. Este material sella las fisuras en el bio-hormigón en un periodo tan breve como tres semanas.

Algo parecido plantea la Universidad de Binghamton, EEUU, que ha dado con la receta para que los muros no necesiten más mantenimiento gracias a una especie de hongos llamada Trichoderma reesei, que actúan como agente de sellado cuando se agrega a una mezcla, por ejemplo, de hormigón.

Los investigadores se han inspirado en la capacidad de los seres vivos para regenerar tejido, que permanece inactiva hasta que aparece una herida,en este caso una grieta. En ese momento las esporas germinan, se expanden y producen carbonato de calcio para rellenar la grieta en respuesta al oxígeno y agua que entran por tal fisura.

Cuando las grietas se han reparado por completo, y el hongo siente que no puede entrar más agua y oxígeno en la estructura, estos vuelven a formar esporas, que permanecerán inactivas hasta que el hormigón necesite de su ayuda.

Impresora 3D voladora 

La empresa China, DediBot dio a conocer durante el TCT Asia 2018 su impresora 3D Fly Elephant, aún en fase de prototipo pero capaz de imprimir pequeñas estructuras de cemento. La tecnología desarrollada por la compañía permitirá en un futuro que estos drones trabajen en enjambre y puedan imprimir áreas de mayor superficie.

Según NewAtlas los proyectos de construcción se llevarían a cabo empleando un enjambre de drones de impresión en 3D trabajando de forma colaborativa, con drones aplicando diferentes materiales para construir estructuras. Ahora mismo la limitada vida de la batería puede limitar la utilidad potencial de tales tecnologías, por lo que DediBot está buscando soluciones de energía inalámbrica para proporcionar a los drones tiempos operativos más largos e incluso “ilimitados”.

El mayor problema que se plantea con estas innovaciones tecnológicas es la regulación de vuelo de drones y UAV en diferentes países.