Expertos presentan innovaciones en infraestructura

La nanotecnología aplicada a la industria del hormigón, los desarrollos en aviación y la mecánica computacional fueron algunos de los temas que se abordaron durante la FAPESP Week California en Berkeley

Por Diego Freire, desde Berkeley (EE.UU.)

Agência FAPESP – La demanda de hormigón en el mundo asciende a 33 mil millones de toneladas anuales, una producción que responde por hasta un 8% de las emisiones de CO₂ que van hacia la atmósfera y por el gasto de 2.700 millones de toneladas de agua. Las alternativas sostenibles ante éste y otros desafíos de infraestructura se discutieron el 18 de noviembre, durante el último día de la FAPESP Week California en Berkeley, Estados Unidos, con la participación de científicos de São Paulo y de la University of California.

Para Paulo Jose Melaragno Monteiro, docente de Ingeniería Civil y Ambiental de la UCB y egresado de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (Poli/USP), el futuro de las edificaciones está en la nanotecnología.

“El cemento Portland, el más utilizado en la construcción civil, tuvo una evolución que duró 190 años. Para avanzar en el área, frente a todos sus desafíos, no es posible esperar tanto tiempo, y la nanotecnología nos ha permitido trabajar con mayor agilidad en la búsqueda de materiales alternativos”, declaró Melaragno Monteiro a Agência FAPESP.

De acuerdo con el profesor, la urgencia por contar con innovaciones en el área obedece no sólo a los impactos ambientales que el aumento de la demanda de hormigón provocará, sino también al deterioro del material. “Nuestra infraestructura civil está envejeciendo, la infraestructura de hormigón armado existente está deteriorándose a un ritmo acelerado. La acción de fenómenos naturales tales como heladas, la corrosión y los ataques de sulfatos, entre otros factores, han disminuido la durabilidad de carreteras, puentes, represas y edificios”, advirtió.

En su participación en la FAPESP Week California, el investigador presentó algunos de sus trabajos en la UCB, tales como el desarrollo de aparatos que utilizan radiación sincrotrón para la caracterización de las nanoestructuras y las microestructuras de la pasta de cemento y de hormigón expuestas a ambientes agresivos.

“Para que podamos alterar y mejorar la tecnología existente, es necesario avanzar en la comprensión de la nanoestructura de los productos y de las reacciones de deterioro complejas. Este conocimiento puede emplearse para producir estructuras más durables de hormigón armado”, destacó.

El desempeño de procesos relacionados con la infraestructura también fue abordado por Julio Romano Meneghini, del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Poli/ USP, quien se refirió a las actividades del Núcleo de Dinámica y Fluidos (NDF) de la institución, en particular a las investigaciones con vórtices y sus aplicaciones en Ingeniería Civil, Mecánica, Aeronáutica y Naval.

“Los vórtices ocurren en diversos contextos y sus efectos se extienden desde los elementos cilíndricos de la estructura de una plataforma de explotación de gas natural o petróleo, sujetos a corrientes y olas, hasta las alas y las superficies aerodinámicas de los aviones. Por eso resulta fundamental el conocimiento sobre sus comportamientos”, explicó Meneghini.

Entre los trabajos desarrollados por el NDF en generación y desprendimiento de vórtices presentados por Romano Meneghini se encuentran investigaciones sobre simulación numérica del desagote en máquinas hidráulicas y aparatos hidromecánicos e innovaciones en Ingeniería Aeronáutica, la mayoría realizados con el apoyo de la FAPESP.

Romano Meneghini hizo mención también al proyecto de investigación realizado en el ámbito del Programa FAPESP de Apoyo a la Investigación en Asociación para la Innovación Tecnológica (PITE) para el desarrollo de soluciones mejoradas para el ruido externo de aeronaves, con el objetivo de adecuarlas a las nuevas exigencias de la aviación civil internacional.

“El proyecto surgió debido a la necesidad de Embraer de dar respuesta a esas demandas relacionadas con los ruidos de las aeronaves, y nuestros trabajos abarcaron aeroacústica computacional, modelos analíticos y empíricos y ensayos en vuelo y en túnel”, comentó.

El investigador forma parte ahora del Centro de Investigaciones para la Innovación en Gas creado por la FAPESP en asociación con BG Brasil, que integra la multinacional británica de petróleo y gas BG Group, colaborando en investigaciones sobre la producción y el consumo de energía limpia.

“Este trabajo comprende investigaciones destinadas al perfeccionamiento de las técnicas de ingeniería para la producción de gas natural, el transporte marítimo y el consumo de energía limpia para la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero, entre otros objetivos.”

Para Paulo Monteiro, de la UCB, el Centro de Investigación para la Innovación en Gas y otras iniciativas nacionales que se presentaron durante el simposio pueden erigirse en canales de interacción entre los científicos brasileños y estadounidenses. “Son temas que interesan a todo el planeta y Brasil ha desempeñado un importante rol en la búsqueda de soluciones sostenibles de infraestructura. Construiremos puentes entre nuestras investigaciones.”

Elementos finitos

Philippe Remy Bernard Devloo, de la Facultad de Ingeniería Civil, Arquitectura y Urbanismo (FEC), presentó los resultados de una colaboración casual entre la UCB y la Universidad de Campinas (Unicamp) que resultó en el desarrollo de una biblioteca de elementos finitos que permite a sus usuarios ejecutar simulaciones numéricas aplicables a diversas áreas de infraestructura: la NeoPZ.

“La UCB está considerada la cuna de los elementos finitos, un concepto acuñado por científicos de la institución en 1956”, recordó Devloo, quien trabaja en colaboración con Embraer en el área de desarrollo de software para la simulación numérica de mecánica de los fluidos y con Petrobras en la simulación numérica de fracturación hidráulica.

El método de los elementos finitos es una herramienta computacional destinada a ejecutar cálculos que, en la práctica, serían de difícil ejecución o incluso imposibles.

“La NeoPZ está formada por componentes casi independientes que pueden emplearse en cualquier proyecto de software de elementos finitos: álgebra lineal, mapas geométricos y definición de formas bilineales. Nuestra intención es hacer que esa facilidad quede accesible para la comunidad científica y ayudar en la transferencia de tecnología de elementos finitos a la industria mediante el desarrollo de simulaciones altamente especializadas.”

Se puede ingresar a la biblioteca gratuitamente a partir del sitio web del LabMeC, el laboratorio del Departamento de Estructuras de la FEC/ Unicamp, en la siguiente dirección: www.labmec.org.br.

Luego de las actividades en Berkeley, durante los días 17 y 18 de noviembre, la FAPESP Week California se extendió en Davis, durante los días 20 y 21. Puede ingresarse a la programación completa en: www.fapesp.br/week2014/california.