Investigadores del Laboratorio de Materiales (LabMAT) de la Universidad del Bío-Bío (UBB) en Chile y de la Swansea University en el Reino Unido, crearon microcápsulas para la autorreparación de asfaltos de carreteras, usando esporas provenientes de la reproducción biológica de plantas.
Se trata de los científicos Dr. Erik Alpizar Reyes, Dr. José Norambuena-Contreras y Dr(c) José Luis Concha, en colaboración con el Dr. Francisco Martín-Martínez de la Swansea University (Reino Unido) y científico afiliado al Massachusetts Institute of Technology (MIT, Estados Unidos).
Su estudio demostró que las microcápsulas de forma esférica, que son la mitad de pequeñas que el diámetro de un cabello, tienen la capacidad de reparar de forma autónoma microgrietas que se forman en los asfaltos de las carreteras, creando un material completamente autorreparable.
La inspiración de este estudio nace al observar las molestas alergias producidas por el polen y las esporas de las plantas en tiempos de primavera. El Dr. Erik Alpizar sostiene que “este proceso es el resultado de un mecanismo que utilizan algunas plantas para poder reproducirse de manera autónoma, protegiendo el material genético y todo lo necesario para su reproducción del mundo exterior”.
Agrega que “el producto se logra protegiendo ese material genético al interior de una súper cápsula más ligera que una pluma, pero a la vez más resistente que el hormigón en cuanto a altas temperaturas y cargas mecánicas. Este tipo de cubierta se conoce como esporopolenina y es idónea para la producción de innovadores asfaltos autorreparables”.
Este sistema funciona al momento de la formación de grietas al interior de asfaltos envejecidos causadas por el paso del tráfico de los vehículos, temperatura, humedad, entre otros factores, donde las microcápsulas que están en su interior se activan al producirse el daño (microgrieta) y liberan de manera controlada y autónoma, aceites capaces de sellar y rejuvenecer los asfaltos.
El equipo de investigadores demostró que esta tecnología, validada en el laboratorio, es capaz de promover la autorreparación de grietas abiertas en asfaltos envejecidos en un tiempo menor a 50 minutos, sellando y restaurando químicamente las aberturas producidas.
El Dr. José Norambuena, director del LabMAT y experto internacional en la materia indica que “esta solución es amigable con el medio ambiente e imita el comportamiento de la naturaleza en nuestras vías de carretea, representando así una visión disruptiva en el diseño de las carreteras del futuro. Una mejor comprensión de esta investigación puede ayudar a los científicos a planificar estrategias más exitosas para el desarrollo de nuevas soluciones biobasadas más sustentables y resilientes que los materiales de construcción tradicionales”.
Por su parte, el Dr(c) José Luis Concha indica que “la incorporación de estas microcápsulas en carreteras es un foco de innovación a la ingeniería de pavimentos, otorgando a las carreteras una potencial capacidad de reparación autónoma del agrietamiento temprano. Lo anterior será un paso más hacia el futuro desarrollo de materiales de construcción multifuncionales”.
Finalmente, el Dr. Francisco Martín-Martínez durante su estancia en LabMAT sostiene que “el hallazgo de estas microcápsulas basadas en esporas es tan versátil, que puede tener múltiples aplicaciones de utilidad en otros campos de la ciencia, como en fármacos sensibles al pH de las células cancerígenas, materiales de construcción inteligentes, el desarrollo de materiales aeroespaciales, materiales para la captación de derrames petroleros, entre otros”.
La investigación ha sido financiada por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID, Chile) a través del Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (FONDECYT, Postdoctorado 3200227) y fue publicada recientemente por la prestigiosa revista de la American Chemical Society “ACS Applied Materials & Interfaces”, con el título “Biobased Spore Microcapsules for Asphalt Self-Healing”.
