¡Buenos días!
Hoy voy a tratar de elaborar una respuesta razonable a una pregunta que lancé hace unos días por LinkedIn: ¿En qué sector tiene el UHPC el mayor potencial de crecimiento?. He dividido la explicación en tres partes:
❶ Lo que ha contestado la audiencia (41 votos), relacionándolo con su perfil profesional.
❷ La respuesta en base a publicaciones en congresos y revistas internacionales.
❸ Cual es el punto de vista de RDC, nuestra empresa de ingeniería, que ha desarrollado soluciones con UHPC para muchos sectores y está en contacto continuo con potenciales clientes.
El punto de vista de la audiencia
Hace un par de semanas lancé esta encusta por LinkedIn (perfil de RDC), ofreciendo cuatro posibles sectores como respuesta: 1) Ingeniería civil, 2) Energía, 3) Arquitectura + vivienda modular, 4) Industria. Probablemente podría haber añadido otras respuestas, pero consideré que estas abarcan la mayoría de aplicaciones potenciales con UHPC.
Primero quiero destacar que entre los seguidores de RDC (actualmente tenemos 1.045) podemos encontrar una muestra considerable de expertos en el campo del UHPC. En un vistazo rápido he identificado que aproximadamente el 20% de ellos han trabajado con UHPC, y cerca de la mitad saben lo que es el UHPC. De las 41 personas que han votado en la encuesta, sé a ciencia cierta que al menos el 46% de ellos trabajan activamente con UHPC, y prácticamente todo el resto tiene cierto conocimiento de lo que es este material. Por tanto, la respuesta a la pregunta lanzada se puede considerar relativamente rigurosa, o que al menos representa sin grandes desviaciones la opinión de los expertos a escala global.
Pues bien: De acuerdo con más de la mitad de los votantes, el sector en el que el UHPC tiene el mayor potencial de crecimiento es en la ingeniería civil (56%), seguido de la arquitectura y la vivienda modular (27%). Los votos para el sector de la energía (10%) e industrial (7%) son residuales (ver la figura inferior).
Probablemente, una primera explicación para esta respuesta es que los votantes entienden que el volumen de material que se puede utilizar en infraestructuras es mayor que en otros sectores, tal que el potencial de crecimiento es mayor. De hecho, la mayoría de los esfuerzos realizados para utilizar el UHPC los han hecho ingenieros civiles, así que ha sido principalmente en el campo de la ingeniería civil.
La segunda opción más votada ha sido la de arquitectura y viviendas modulares, probablemente porque es una de las áreas que más se ha desarrollado en los últimos años (paneles de fachada, escaleras, viviendas singulares, etc). Por otro lado, son pocos los votantes que piensan que el UHPC tiene un potencial significativo de desarrollarse en los sectores energético e industrial. Esto puede ser porque el uso de UHPC en estos sectores es menor (o menos conocido) y a que se invierten menos esfuerzos en desarrollar aplicaciones en ellos.
Uno podría pensar que la respuesta tiene correlación con el perfil profesional del votante, algo que analizando los datos puede afirmarse. Por favor, observa la tabla inferior:
Como puedes observar, entre la gente que contestó “ingeniería civil”, el 96% eran ingenieros civiles, mientras que este porcentaje era del 73% para los que contestaron “arquitectura y vivienda modular”. Solo el 33% y el 25% de la gente que respondió “industria” o “energía” eran ingenieros civiles. Esto muestra una correlación muy fuerte entre el campo de conocimiento del votante y su respuesta. Se puede entender el resultado de la encuesta observando que el 78% de los 41 votantes eran ingenieros civiles. Probablemente ese sesgo profesional dificulta el ver posibles aplicaciones en los sectores de energía e industrial, por lo que votaron por la primera opción. ¡Creo que si el LinkedIn tuviera una mayoría de seguidores del sector de la energía, la respuesta habría sido otra!
Si consideramos el continente en el que trabaja cada votante (ver tabla inferior), se puede apreciar el mayor desarrollo del sector de la vivienda modular en Europa, y que también en este continente las aplicaciones industriales son más conocidas (de hecho, estas se desarrollaron principalmente en Dinamarca en los años 80 y 90). En Asia y América la respuesta predominante es que el UHPC tiene más potencial de desarrollo en ingeniería civil. Esto probablemente muestra que en estos continentes la necesidad de construir y mantener las infraestructuras es mayor que en la UE, donde este sector está más maduro.
El punto de vista de la comunidad científica
En primer lugar, debe considerarse que la mayoría de los investigadores en UHPC son ingenieros civiles, lo cual implica que hay cierta tendencia a orientar las aplicaciones hacia este campo. Abajo muestro algunos textos procedentes de congresos y publicaciones que pueden alumbrar cierta luz respecto a potenciales aplicaciones:
“Se esperan desarrollos (que merecen esfuerzos formativos notables) especialmente en el campo de la ingeniería civil para dar respuesta a las demandas de durabilidad y sostenibilidad, aportando soluciones eficientes y ligeras para protección, reparaciones estructurales, retos arquitectónicos en fachadas y edificios públicos”
Francois Toutlemonde, Sebastien Bernardi, Yves Brugeaud, Alain Simon. “Twenty years-long French experience in UHPFRC application and paths opened from the completion of the standards for UHPFRC”. HAL Open Science (2021).
“El UHPC tiene propiedades mecánicas y durabilidad muy elevadas, que se pueden adaptar mejor a la tendencia reciente de estructuras de ingeniería civil más grandes y complejas, alcanzando los requisitos necesarios de sostenibilidad que se deben exigir a los materiales de altas prestaciones”.
Xudong Shao et. Al, Hunan University, China (2021).
“Solo recientemente el UHPC se ha utilizado como capa fina adherida a puentes en EEUU. El UHPC es un método de rehabilitación excelente para incrementar la vida útil de puentes existentes (…). Pese a que las capas finas de UHPC se encuentran todavía en un estado muy inicial en los EEUU, estos proyectos muestran aplicaciones de alta calidad con una interrupción mínima del tráfico”.
Peter J. Seibert, UHPC Solutions, New York, USA (2020).
“El desarrollo de UHPFRC con elevada resistencia a tracción y compresión combinada con una gran resistencia a fractura puede utilizarse, por ejemplo, para elaborar torres de aerogeneradores de hasta 200 m. Un ejemplo de esto es la torre de Conelto, elaborada con anillos circulares”.
Jens Peder Ulfkjaer, Department of Engineering, University of Aarhus, Denmark (2020).
“Existen nichos, y las aplicaciones más útiles tienden a ser mayores siempre que la durabilidad, la estética, los ahorros en tiempos de instalación y los ahorros en material sean posibles (…). Las investigaciones y proyectos en desarrollo fortalecerán el uso del UHPFRC y contribuirán a demostrar su potencial estructural y arquitectónico”.
Francois Toutlemonde, IFSTTAR, France (2014).
Como puede observarse, la mayoría de referencias hablan del potencial de las aplicaciones de UHPC en construcción y desarrollo de estructuras de ingeniería civil y arquitectura. Se hacen pocas referencias al sector de las renovables y muy pocas a otros sectores, como la industria o la acuicultura. Esto es coherente con el resultado de la encuesta, en la que el 83% de los votantes sugirió que el campo de mayor potencial para el UHPC era la ingeniería civil, las viviendas modulares o la arquitectura.
El punto de vista de RDC
Probablemente, de entre los sectores mencionados, el de las estructuras de ingeniería civil es el que consume la mayor cantidad de material, por lo que sería lógico afirmar que en este el potencial para el desarrollo del UHPC es el más alto. Sin embargo, en este campo el UHPC generalmente se propone como alternativa a una estructura diseñada con hormigón convencional o acero. En estos casos, es difícil que el diseño con UHPC sea la solución más económica desde el día 1. Pese a que en muchos casos los ahorros de mantenimiento hacen que estas soluciones sean las más eficientes tras unos años, los mayores costes iniciales son una fuerte barrera de entrada. Es difícil que se pague más por algo cuyo principal beneficio se percibe solo tras varios años, o incluso décadas.
Sin embargo, hay otros sectores en los que el beneficio se percibe antes. En el campo de las energías renovables flotantes (aerogeneradores offshore y energía solar flotante) tener una estructura más ligera implica una reducción del empuje requerido, y costes muy inferiores de transporte e instalación. Por tanto, hay más posibilidades de proponer la alternativa más económica desde el día 1. Un ejemplo de esto son los rigidizadores de UHPC diseñados por RDC e Isigenere para la planta solar flotante de Alqueva (5 MW), inaugurada en 2022. Construidos por PREFFOR, esta solución no solo era más durable que la propuesta inicial, sino más económica y sostenible por la reducción significativa de recursos utilizados para construir los elementos prefabricados.
Un ejemplo de UHPC orientado a aplicaciones industriales (pero no solo a ellas) es Densit.
Desde el punto de vista de RDC, el elevado crecimiento anual del sector de las energías renovables es una buena oportunidad para el desarrollo de soluciones innovadoras con UHPC, particularmente allí donde los materiales tradicionales no aportan una solución idónea. Probablemente esta opinión no es compartida por mucha gente porque las aplicaciones con UHPC en este sector están aún en un nivel muy embriónico, peor para nosotros es en este campo en el que el UHPC realmente se siente como pez en el agua, pues sus capacidades se aprovechan mucho mejor que en el sector de la construcción.
En el caso del sector industrial sucede algo parecido. No es muy conocido entre ingenieros civiles, que son el grupo mayoritario que trabaja con UHPC (incluido yo). Hay muchos nichos en el sector industrial en los que se pueden usar las ventajas del UHPC: Zonas sometidas a ciclos térmicos, elementos sometidos a una elevada abrasión o fatiga, o estructuras que se encuentran en un ambiente extremadamente ácido. De hecho, aunque muchos expertos lo desconocen, estas aplicaciones fueron desarrolladas desde los años 80’ por la empresa danesa Densit, y si instalaron (e instalan) miles de toneladas de este material es porque estas soluciones han demostrado ser competitivas. Para mi, el potencial de usar el UHPC en el sector industrial es evidente, ya que el impacto económico de la durabilidad es mucho más alto que en construcción. Si hoy en día el UHPC se utiliza poco en industria es probablemente porque falta comunicación entre el lobby del UHPC y el de los ingenieros industriales.
Resumiendo, el desarrollo de soluciones con UHPC más allá de la ingeniería civil requiere concebirlo como algo más que un material de construcción. Se requiere colaboración intersectorial para comprender dónde puede aportar valor, y pensar “fuera de la caja” para imaginar las soluciones. El potencial se encuentra precisamente en las cosas que no son evidentes.
