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El proyecto KAMIC aborda el desarrollo de un nuevo sistema de monitorización de la salud estructural de infraestructuras críticas (tales como infraestructuras de transporte, presas, conducciones, centrales energéticas, edificios públicos o complejos de seguridad) basado en las tecnologías más recientes de sensores y comunicaciones (tecnología WSN) de fácil instalación y gran versatilidad ya que permite a los propios usuarios el diseño, instalación y lectura de datos en cualquier tipología de infraestructura.

El sistema se basa en la integración de los sensores en la propia estructura, permitiendo una toma de datos continuada y un control exhaustivo de la salud estructural gracias a los componentes a nivel de hardware y software a desarrollar a través de este proyecto.

El proyecto también contempla la validación y aproximación al mercado mediante la demostración en tres infraestructuras críticas: el Túnel de los Ramoncillos en Albuñol (Granada, España), el Viaducto de Castilblanco (Badajoz, España) y Embalse de El Limonero (Málaga, España).

Los trabajos a desarrollar a lo largo del proyecto KAMIC se pueden agrupar en los siguientes apartados:

• Análisis exhaustivo de las necesidades de monitorización de las distintas tipologías de infraestructuras críticas.
• Estudio detallado del estado actual de las tecnologías relacionadas con los sensores, plataformas hardware, sistemas de comunicación y componentes software aplicables a los sistemas de monitorización de la salud estructural (SHM).
• Desarrollo de un kit autoinstalable de sensores para la monitorización, encapsulados y de tamaño reducido, fácilmente incrustable y extraíble.
• Desarrollo de un middleware que garantice la calidad del servicio en el sistema y que independice el sistema de monitorización de la tecnología de comunicación.
• Definición de una metodología que establezca el despliegue del sistema de monitorización estructural.
• Desarrollo de aplicaciones software que facilite la comprensión de la información facilitada por el sistema de monitorización estructural.
• Validación de las tecnologías desarrolladas mediante los despliegues reales en los demostradores mencionados.

CEMOSA es el coordinador del proyecto y desarrolla las siguientes tareas técnicas:

• Diseño  de la estrategia de monitorización de infraestructuras.
• Desarrollo de los algoritmos para la evaluación del estado estructural.
• Validación del funcionamiento del nuevo sistema en casos reales.

El objetivo del proyecto es la valoración del Neumático Fuera de Uso (NFU) mediante su utilización como material de construcción en infraestructuras lineales. Este tipo de valorización resulta interesante por dos motivos fundamentales:

1. Desde el punto de vista medioambiental, la implantación de este sistema permite valorizar grandes volúmenes de neumático (sólo en España se generan alrededor de 40 millones de unidades de neumáticos cada año). Además, el consumo energético necesario para la transformación del material es muy reducido, ya que únicamente es necesario trocearlo, frente al gasto que representan otras aplicaciones que emplean NFU, como es el caso de la pulverización necesaria para su incorporación en mezcas asfálticas.
2. El empleo de este material representa una mejora ante determinados riesgos geotécnicos, como puede ser la existencia de suelos muy deformables, ya que su densidad es reducida y por tanto se pueden considerar rellenos aligerados.

La investigación incluye la demostración en un terraplén de una infraestructura viaria, y el análisis del comportamiento del mismo a través de instrumentación instalada en su interior.

Las funciones de CEMOSA en este proyecto consisten en diseñar el tramo de prueba, determinando las secciones tipo y el procedimiento constructivo, definir las secciones de control con la instrumentación a considerar y elaborar el plan de auscultación. Además, CEMOSA se encarga de la vigilancia durante la construcción del terraplén de NFU, así como de la instalación de la instrumentación necesaria.

Finalmente, realiza el seguimiento de los datos de la auscultación tras su construcción.

Los departamentos de CEMOSA involucrados en este proyecto son: Ingeniería de Infraestructuras, Geotecnia y Control de Calidad de Materiales de Construcción, todos ellos coordinados por el Departamento de I+D+i.

El objetivo del REPARA2.0 es el desarrollo de nuevas mezclas bituminosas con tasa de reciclado de hasta el 100%, con características sonoreductoras y con capacidad de autoregeneración, así como diversos desarrollos TIC.

Mediante estos desarrollos, se pretende poder rehabilitar y conservar cualquier tipología de carretera a un menor coste económico y medioambiental, mejorando su adaptación frente al cambio climático. Este proyecto se plantea en un momento crítico a nivel nacional debido al mal estado en el que se encuentran las carreteras en España y en otros países de Europa y del resto del mundo.

Para ello, el proyecto plantea desarrollos innovadores en los siguientes ámbitos.

• MEZCLAS SONOREDUCTORAS: Se reduce el ruido provocado por la circulación de vehículos desarrollando un nuevo pavimento sonoreductor, capaz de reducir en más de 5 dB(A), con respecto a uno convencional, el ruido producido por el tráfico.
• MEZCLAS AUTOREPARANTES: Se desarrolla una tecnología de rehabilitación preventiva de firmes en la que, a partir de mezclas semicalientes autorreparantes que incorporen tasas de hasta el 30% de reciclabilidad (RAP), se obtengan materiales que, de manera controlada a lo largo del tiempo, regeneren el pavimento de forma autónoma, sin intervención humana.
• MEZCLAS RECICLADAS EN FRÍO IN SITU PARA REHABILITACIÓN ESTRUCTURAL Y SUPERFICIAL: Se estudia la posibilidad de sustituir el paquete de firme de mezcla bituminosa en caliente por el paquete de firme en frío de altas prestaciones coronado por microaglomerado en frío con 100% de material fresado como capa de rodadura. Esto supondría una solución totalmente novedosa ya que no se conocen casos en los que se haya sustituido la mezcla bituminosa en caliente por un paquete de firme realizado íntegramente con técnicas en frío con 100% de material fresado con los consiguientes beneficios sociales, medioambientales y económicos
• MEZCLAS EN FRÍO EN CENTRAL: Se desarrollan emulsiones bituminosas de múltiples fases que confieran a la mezcla cerrada en frío de unas prestaciones en módulo, elasticidad y fatiga similares a las de caliente.
• MEZCLAS REFLECTANTES 2.0 – COOL PAVEMENTS: Se desarrollan nuevas mezclas reflectantes, (cool pavements) con tasas de reciclado de hasta el 25%, que disminuyan la temperatura superficial y, por tanto, la del ambiente cuando son sometidas a la radiación solar.
• RESILIENCIA FRENTE AL CAMBIO CLIMÁTICO: Se analizan los riesgos y la influencia que tienen en la carretera los efectos del cambio climático, con objeto de poder prever y resolver mediante las adecuadas medidas de prevención los obstáculos asociados al cambio climático y así alcanzar el reto viario de resiliencia en carreteras.
• MONITORIZACIÓN Y DETECCIÓN DEL ESTADO DE FIRMES: Se propone una estrategia de monitorización que recoge dinámicamente la información del comportamiento estructural de las mezclas y la trasmite a un sistema de Big Data que permitirá sacar conclusiones sobre el estado de las carreteras.
• MEDIO AMBIENTE. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA Y SUS COSTES ASOCIADOS: Se desarrolla una herramienta software para el análisis del comportamiento ambiental, específica para el sector de la rehabilitación de carreteras, con aplicación internacional, y basada en el ACV y ACCV.
• NORMATIVA Y SISTEMA DE DIMENSIONAMIENTO DE FIRMES: Se desarrolla una aplicación software para el diseño de pavimentos en el que, además de las mezclas convencionales, se incorporan las mezclas experimentales estudiadas en REPARA 2.0. y se redactan pliegos, recomendaciones de aplicación y normativa específica, a validar por las administraciones competentes, que permitan acelerar su llegada a mercado.

En el proyecto participan las siguientes entidades: SACYR Construcción, ACCIONA Infraestructuras, REPSOL, FRACTALIA Engineering, CHM Obras e Infraestructuras, CEMOSA, Solid Forest e INZAMAC, además de 11 organismos públicos de investigación.

CEMOSA se encarga del:

• Diseño de un nuevo tipo de mezcla bituminosa en frío con 100% de reciclado (RAP – Reclaimed Asphalt Pavement).
• Desarrollo de un sistema de auscultación de alto rendimiento para pavimentos drenantes.
• Elaboración de un software web para el diseño mecánico-empírico de pavimentos incluyendo las nuevas mezclas desarrolladas.

El proyecto PAVISOST aborda la necesidad de encontrar nuevas mezclas bituminosas drenantes que evacúen de forma más eficaz el agua acumulada en los pavimentos de carretera, sobre todo en zonas de cambios de peralte o reducidas pendientes longitudinales.

El objetivo técnico general es diseñar dos nuevos tipos de mezclas bituminosas drenantes muy abiertas y con árido grueso, denominadas PA-32 y PA-45.

Las características diferenciadoras respecto a las actuales P-11 y P16 contempladas en el PG-3 son las siguientes:

• Mayor coeficiente de permeabilidad vertical y horizontal, gracias al mayor tamaño de los huecos.
• Mayor capacidad de almacenamiento de agua, gracias al mayor espesor de la capa drenante (14-15cm).
• Mayor capacidad resistente, gracias a su alto módulo elástico, lo cual permite ser considerada como capa resistente en el cálculo de firmes.

Las anteriores característica reportan las siguientes ventajas en las carreteras que usen este nuevo material:

• Menor coste de construcción: Al tener PAVISOST función resistente, además de drenante, el espesor total de firme se reduce siendo una solución competitiva frente a los firmes drenantes actuales.
• Mayor facilidad de mantenimiento: El mayor tamaño de huecos de PAVISOST no sólo retarda la saturación del pavimento, sino que aumenta la eficacia de las labores de limpieza como succión o lavado con agua a presión.
• Aumento de la seguridad vial: El pavimento evacúa lluvias más intensas y durante más tiempo que las mezclas drenantes actuales, permitiendo mantener una superficie libre de charcos.
• Menor impacto medioambiental: El menor espesor del paquete de firmes conlleva una reducción en las emisiones de CO2. Además, el betún está modificado con un alto porcentaje de polvo de NFU y puede incorporar plástico reciclado.

Durante el proyecto se ha llevado a cabo la dosificación de la nueva mezcla, los ensayos de caracterización en laboratorio, la ejecución de un tramo de prueba y los ensayos in-situ de validación.

Participan en el proyecto las empresas OHL, MAYGAR y CEMOSA, apoyadas por la Universidad de Granada.

La labor de CEMOSA en este proyecto se centra en el desarrollo de equipos de ensayo para mezclas drenantes junto con los desarrollos matemáticos para la interpretación de los datos obtenidos por los mismos. Estos equipos son mucho más sencillos y fiables que los actuales, y especialmente apropiados para las mezclas PaviSOST.

El primero de estos equipos consiste en un permeámetro de carga constante permite ensayar directamente probetas de 30x30cm fabricadas con el compactador de placa. Mediante este equipo se determina la permeabilidad vertical y horizontal, la capacidad de limpieza y el comportamiento funcional ante una lluvia de intensidad controlada. Tanto la precisión como la repetitividad de este ensayo ha demostrado ser muy superior al descrito en la norma UNE-EN 12697-19.

El segundo equipo, denominado “simulador de lluvia”, está diseñado para ensayos in-situ y consiste en una motobomba conectada a un depósito de agua y unas lanzas de riego. Mediante una cámara termográfica situada estratégicamente en la zona posterior se determina el porcentaje de zonas secas e inundadas e, indirectamente, el porcentaje de huecos efectivos y la permeabilidad de la capa drenante. Al regarse de una vez todo el ancho de carril, también se evitan las heterogeneidades propias del método UNE-EN 12697-40. Este equipo, patentado por CEMOSA, es especialmente útil para comprobar la capacidad drenante a lo largo del tiempo, la necesidad de mantenimiento para restituirla y la efectividad de las medidas correctoras.