Hormigón y Crisis de infraestructuras

No es que sea un tema nuevo; es solo que nos acordamos de ello cuando ocurre algo. El trágico y espectacular derrumbe del puente Morandi de Génova (Italia) nos ha recordado que las infraestructuras de hormigón armado (con acero) tienen una fecha de caducidad mucho más cercana de lo que se creía, entre 50 y 100 años, en muchos casos adelantada por un diseño defectuoso o unas deficientes condiciones de mantenimiento (o ambas cosas). Esto afectará en próximos años a puentes, autopistas y presas, entre otras grandes infraestructuras. Al margen de posibles dudosas soluciones “reparadoras”, basadas en sistemas eléctricos (protección catódica), bacterias o cementos sellantes, cambiar el concepto del transporte motorizado rodado actual por otro completamente diferente podría aliviar una parte enorme del problema.

El encanto de lo grande

Impulsados por la aparente ventaja de lo grande, que en virtud de la economía de escala ofrece costes menores por unidad cuanto más grandes sean las fábricas o infraestructuras, actualmente disponemos de unas infraestructuras en general demasiado centralizadas (con relativamente pocas pero gigantescas centrales de energía y fábricas cada vez mayores), carreteras de más carriles, puentes más anchos, altos y largos, capaces de soportar un tráfico cada vez más denso, con vehículos que son hoy mucho más grandes y pesados que cuando se diseñaron la mayoría de puentes y carreteras, etc.
Aparentemente disfrutamos de las ventajas de lo grande, pero no es así, salvo -imagino- para las grandes compañías de obras públicas y la gran banca que financia a los “espléndidos” gobiernos.

La centralización y economía de escala ha propiciado un gran ahorro pero también una poca diversificada tecnología, y en el caso de los puentes no sólo se trata de que el hormigón haya desplazado al acero ( y éste antes la madera), sino de que siempre se trata de hacer obras lo más grandes posible, probablemente también cuando no es necesario ni lo más conveniente.

Construcción de la presa de las Tres Gargantas, en China, la mayor del mundo.

El tráfico rodado motorizado

Los vehículos automóviles y trenes de hoy son los herederos respectivamente de los conceptos del carro tirado por caballos y el tren de vapor. En el caso del automóvil, tenemos hoy un vehículo de dimensiones exteriores demasiado grandes, relativamente pesado, poco aerodinámico, impulsado en la mayoría de casos por un ineficiente motor de combustión interna que expulsa tras sí una gran cantidad de gases tóxicos (lo que en su tiempo pareció un avance respecto a las heces de los caballos). Aún es peor si consideramos que la mayoría de las veces el único pasajero del automóvil es el propio conductor, por lo que se requiere un peso de aproximadamente una tonelada (frecuentemente aún más) para transportar -normalmente- a una sola persona, es decir, una ineficiente máquina de unas diez o doce veces el peso de su pasaje, que al llegar a su destino requiere de un espacio urbano de unos 15 metros cuadrados para su parqueo, inmovilizado allí a menudo durante horas.

El automóvil privado es por tanto, una forma especialmente ineficiente de uso de los recursos; además de caro para el usuario, las ciudades terminan llenándose de vehículos que apenas se usan  un rato cada día o varios días, y por un trayecto corto, convirtiéndose con el tiempo en máquinas descuidadas y tecnológicamente desfasadas.

En el caso de los camiones el peso de la carga aún suele ser menor que el peso del propio camión (tractor) con su remolque. Se ha calculado que un camión grande, que con su carga puede pesar unas 24 toneladas, produce un desgaste en el pavimento equivalente al de 10.000 automóviles.
Con los trenes no es mucho mejor: aún muchas locomotoras y vagones ostentan un peso excesivo, por lo que requieren de unos firmes y puentes diseñados para su enorme tonelaje.
Para empeorarlo aún más, las pendientes máximas que se toleran para este tipo de transportes (de mercancías) exigen unas infraestructuras aún más complejas y costosas (y aún mucho más en el caso de autopistas o trenes de alta velocidad) que toleran pendientes y radios de curvatura mucho menores aún.

Esta “obsesión” por el tamaño -y sus exigencias- nos ha endeudado a todos por más tiempo del que probablemente duren algunas de estas mastodónticas infraestructuras.

El Relevo de las nuevas tecnologías

Aunque es evidente que se manifiesta (y continuará manifestándose aún por algún tiempo) una feroz resistencia a la sustitución de la tecnología motorizada fósil, y aún más por el concepto heredado de “cajas automóviles” (aparentemente marcado a fuego en nuestras mentes), tenemos a la vuelta de la esquina algunas opciones realmente interesantes, por sus ventajas en prácticamente todos los aspectos que podamos considerar.

Si algo caracterizará la tecnología de las próximas décadas es que será -por necesidad- más liviana, flexible y minimalista. A menos que esperemos tanto que ya no podamos tener buenas opciones, con algo de suerte pronto podríamos dejar de creer que la única forma de hacer las cosas es imitar las que teníamos, por lo que podría decirse adiós a los carromatos automotores.

Es posible que aún cambien algunas cosas en un intento de que otras más importantes no cambien: es decir, la conducción autónoma puede parecer un salto espectacular, pero en realidad es una “solución” más compleja de lo necesario, un cambio apenas evolutivo, poco radical, para que además siga siendo casi igual de ineficiente, molesto y peligroso que lo que ya tenemos. De verdad, hay mejores tecnologías al alcance. Veamos cuales.

Transporte urbano

Motores eléctricos, materiales ultraligeros y minimalismo son las claves de estas nuevas soluciones, que permitirán liberar las infraestructuras actualmente saturadas, e ir sustituyendo ésas por otras más livianas y simples.

Posiblemente les llegó la hora a las redes de PRT (personal rapid transit) elevados, autónomos y eléctricos, que liberarán  una gran cantidad de espacio hoy ocupado por vehículos a motor tanto en circulación como aparcados. Su ligereza y pocas exigencias de espacio les permitirán un montaje económico y muy poco invasivo, pudiendo llegar al centro de la mayoría de ciudades (salvo el centro histórico, que siempre debería ser peatonal, siendo lo más motorizado que entre allí una bici o patinete eléctricos). Su ligereza y eficiencia también permitirá un abastecimiento energético basado en su mayor parte en energías renovables. El hecho de ir elevado, liberará espacio y dejar libres los cruces para carriles bici y peatones, evitará el riesgo de accidentes por atropello, además de evitar el riesgo de inundaciones de los sistema de metro, especialmente los que están junto a la costa y por debajo del nivel del mar, como el de NYC, que quedó completamente anegado en 2012 por el huracán Sandy.
El servicio ofrecido por los sistemas PRT podrá ser casi tan a la carta como el de un taxi, siendo su coste equiparable con el del transporte público urbano.
Los sistemas PRT pueden ser tan económicos y simples que quepan dentro de una estrategia de contención  del gasto severa (o una economía de decrecimiento), porque además incluso en la mayoría de casos pueden financiarse privadamente, dada su rentabilidad.

La intermodalidad (es decir, un diseño que permita el intercambio eficiente y cómodo de distintos medios de transporte) , la infraestructura para el uso seguro de bicicletas (que tambén incluye parkings específicos), el carsharing (de ev's), los patinetes, scooters y otros pequeños vehículos eléctricos, etc., acabarían de completar el abanico de opciones limpias, eficientes y agradables.
Otra opción podría ser la de los “mini” túneles, para sistemas de vehículos autónomos o bicicletas y ciclomotores eléctricos. La clave del éxito de esta solución es el desarrollo de una nueva tecnología de tuneladoras mucho más rápidas y eficientes.

Escenas como esta constatan el absurdo caos que es la "solución" de transporte actual

Transporte interurbano

También las distancias medias pueden ser cubiertas por algunas soluciones técnicas encuadradas en los sistemas PRT. Para algunos casos siguen siendo perfectamente válidos los trenes (si bien los de alta velocidad no siempre pueden considerarse un transporte eficiente), e incluso los aviones de turbo-hélice, más eficientes en distancias medias (hasta 600 km aprox.) que los turbo-reactores, además de que necesitan aeropuertos (pistas) más pequeños.
Otras opciones para distancias medias y largas, que -si se solventan algunas dificultades- podrían estar disponibles en poco tiempo son los transportes basados en "tubos" vaciados de aire (vactrain), que teóricamente permiten velocidades muy superiores a las de los vuelos en reactor. El sistema hyperloop y diseños similares prometen eficiencias extraordinarias con velocidades que incluso podrían ser supersónicas o hipersónicas, por lo que tienen el potencial de transformar radicalmente el mundo del transporte. Sin embargo, aún está por ver su viabilidad, pues existen ciertas barreras técnicas que no serán fáciles de vencer, en especial la forma de conseguir una presión absoluta de solo 1mBar en un "tubo" de 4 metros de diámetro y cientos de kilómetros de longitud (lo cual es muchísimo volumen). Imagino que a la hora de llevarlo a la práctica se encontrará un punto de compromiso entre la velocidad "de crucero" y el vacío necesario, de modo que sea rentable y suficientemente seguro. Recordemos que los trenes de alta velocidad no están circulando a las velocidades para las que fueron diseñados en casi ningún caso, pues serían inseguros en caso de emergencias, además de demasiado costosos energéticamente (en este caso por la resistencia aerodinámica) que aumenta con el cuadrado de la velocidad.

El Mexloop de Mexico podría ser uno de los primeros sistemas de éste tipo en el mundo

Alargar la vida útil de las infraestructuras

Para tratar de prolongar la vida útil de puentes, carreteras, autopistas y otras infraestructuras de transporte rodado, además del “intento” de reparación de las mismas, una posible idea sería reducir la intensidad de su uso, lo cual resultaría en otros beneficios adicionales como reducción de emisiones contaminantes, de la dependencia del suministro o producción de petróleo, congestiones, etc. La forma de lograrlo es una suma de varias acciones, como desincentivar el transporte privado e incentivar el público *, fomentar el transporte en bicicleta y ciclomotor eléctrico, e incluso, reducir las necesidades de transporte, proponiendo una descentralización de servicios, fomentar el trabajo parcialmente online, reducción de jornada semanal, o apoyar las tecnologías de telepresencia para realizar reuniones de negocio y también con fines educativos.

* Teóricamente, un bus urbano que pesa unas 15 toneladas podría transportar de media tantos pasajeros como 50 coches, que pesarían en total unas 50 toneladas si fueran todos utilitarios o automóviles compactos, y según un promedio europeo, es decir, casi tres veces y media más. Pero aunque el peso total sea menor, el hecho de concentrarse en sólo dos ejes, supone un desgaste del firme equivalente a la circulación de un número de automóviles aún muy superior a los que sustituye, por lo que quizá no sea una solución válida, después de todo.
Por otro lado, el peso de un coche eléctrico como un Tesla S o X está muy por encima de las dos toneladas (llegando a dos y media según el modelo), lo cual implica no sólo mayor desgaste de pavimento e infraestructuras, sino también de neumáticos (y de frenos, según el tipo de conducción), amén del espacio ocupado, pues se trata de automóviles considerablemente grandes (el Tesla S mide casi cinco metros de largo por dos de ancho). Vemos , por tanto, que la electrificación del parque automovilístico aún podría introducir más exigencias a las infraestructuras, además del propio suministro de energía eléctrica, claro.

"Más grande, más rápido, más cemento"; ésa parece la consigna del progreso, que ha dejado pequeñas a obras faraónicas como el canal de Panamá, que se ha visto "obligado" a construir un canal mayor, capaz de alojar los monstruosos cargueros clase NeoPanamax, que el transporte marítimo parece estar exigiendo.

Quizá en un futuro próximo, con sistemas de recarga de baterías sobre la marcha, o al menos sistemas ultra-rápidos y sin necesidad de conexión de cables, los automóviles eléctricos puedan ser mucho más ligeros, al reducirse la necesidad de tantas baterías (sería suficiente cubrir una autonomía de 50 kms), pero hoy por hoy los vehículos eléctricos aún han de llevar un peso de baterías considerable.

Una ventaja adicional de los vehículos autónomos es que pueden “ahorrar” el peso del conductor, pues el sistema de conducción automática apenas supondrá una fracción del peso típico de una persona. Sin embargo, esto no supondrá ni un 10 % del peso del vehículo, en el mejor de los casos.

Ultraligera y aerodinámica cabina (pod) de SkyTran

En comparación, una "tipica" cabina compacta de un sistema de transporte rápido, fabricada en fibra de carbono y/o aluminio, será capaz de alojar entre 2 y 4 personas, pesando incluso menos de 100 kg, es decir, diez veces menos que un turismo standard, pero siendo su propulsión eléctrica, con una aerodinámica muy superior y unas pérdidas por rozamiento de "rodadura" mucho menores (algunos diseños proponen levitación magnética). Además, evita los riesgos de los sistemas autónomos que circulan por asfalto, pues no tienen posibilidad de atropellar a peatones (pues van elevados) ni salirse de la calzada (pues van por raíles). La ligereza de las cabinas no solo se traduce en menor consumo energético sino en una instalación de los raíles y columnas que los sustentan más rápida, liviana y simple, resultando los puentes más económicos (y por sus menores dimensiones, los túneles también resultan mucho más económicos.

Construcción de la presa de las Tres Gargantas

En resumen, una estrategia para reducir el impacto del declive de las infraestructuras de transporte, sin endeudarse más en prolongar su decadencia, podría ser ésta:
Reducir la intensidad del tránsito rodado, tal como se ha explicado anteriormente
Ir implantando los nuevos sistemas de transporte ligeros, automatizados y suspendidos de raíles, mucho más eficientes y rentables que cualquiera de los sistemas conocidos, a partir de cierto volumen de tráfico.

Otros links relacionados:

https://www.nytimes.com/es/2016/06/24/el-nuevo-canal-de-panama-lo-barato-sale-caro/
http://www.domoterra.es/blog/2016/07/20/el-problema-del-hormigon-armado/
http://www.eleconomista.es/ecomotor/motor/noticias/7439018/03/16/Crisis-de-infraestructuras-en-Alemania-sus-carreteras-ya-no-son-lo-que-eran.html
http://crashoil.blogspot.com/2013/02/la-decadencia-de-las-infraestructuras.html