La industria del motor está en permanente evolución. La llegada del coche eléctrico y las restricciones de la Unión Europea, España incluida, a la fabricación de coches con motores de combustión a partir de 2035 han marcado la línea a seguir, por más que halla inventos para que gasten la mitad de gasolina y puedan durar más años. Lo que está claro es que la mayoría de adelantos e investigaciones están centradas en los vehículos, cuando las carreteras son el elemento imprescindible por el que circulan tanto los coches eléctricos como los que utilizan combustibles fósiles.

Si hay dos elementos que afectan gravemente a la conducción en cualquier carretera esos son el hielo y la nieve. Un problema que se repite cada año en decenas de carreteras españolas durante los meses de invierno y para el que las soluciones más habituales son las cadenas para mejorar el agarre, la distribución de sal para derretir la capa superficial de hielo y la eliminación mecánica con quitanieves. Es algo indispensable, ya que cuando la superficie de la carretera está cubierta de hielo, el coeficiente de adherencia entre el neumático y el pavimento se reduce a cifras entre el 12,5% y el 25%, lo que implica un aumento muy considerable de la probabilidad de accidentes.

En los últimos años se han probado todo tipo de soluciones alternativas para evitar la formación de hielo en las carreteras, como tecnologías de calentamiento interno o externo, modificaciones físicas de la superficie del pavimento y recubrimientos de polímero antihielo de alta fricción, pero ninguna ha acabado de cuajar, nunca mejor dicho.

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Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hebei, en China, han publicado un estudio en ACS Omega en el que presentan un nuevo pavimento asfáltico antihielo. Gracias a unas sales basadas en acetato, este material es capaz de derretir la nieve que cae sobre él, reduce el punto de congelación del agua y puede hacerlo durante varios años, sin necesidad de nuevas capas o aditivos químicos contaminantes.

Carreteras sin hielo

Desde la década de 1960, países como Alemania, Suiza y Japón, en los que la presencia de hielo en las carreteras es muy habitual, tomaron la delantera en el desarrollo de los nuevos tipos de asfalto capaces de almacenar sal y combatir así la formación de placas heladas.

Una máquina quitanieves operando en la carretera iStock Omicrono

El problema es que la mayoría de estos aditivos anticongelantes, que sí consiguen una mayor resistencia a la fricción entre los neumáticos y el pavimento, suelen aplicar un agente de fusión de nieve a base de sales con cloruro.

Esta solución suele venir acompañada de numerosos efectos negativos, como la contaminación de la vegetación y las fuentes de agua cercanas, además de la corrosión de cualquier elemento metálico en los alrededores de estas carreteras, coches incluidos. Además, estas capas deben ser aplicadas repetidas veces cada invierno, y en muchos casos tampoco impiden la formación de hielo superficial. 

Un conductor colocando cadenas en su coche iStock Omicrono

Existen otro tipo de pavimentos térmicos, capaces de calentarse si es necesario para eliminar las partes congeladas, pero tienen la desventaja de un alto coste de construcción, un elevado consumo de energía y una escasa durabilidad. Incluso se han propuesto otras soluciones tecnológicas, como equipar las máquinas quitanieves con dispositivos láser para detectar la hidrohalita, mineral congelado que se suele formar en las carreteras y no se derrite con la sal, pero es algo que nunca se ha llegado a aplicar y que no soluciona la cuestión de fondo.

Conocedores de estos problemas, los científicos de la Universidad de Hibei han desarrollado una sal a base de acetato, sin cloruros, para usarla como aditivo en la mezcla del pavimento y que se vaya liberando poco a poco en la carretera. Estas sales son mucho menos nocivas para el entorno, menos corrosivas y también son efectivas a temperaturas más bajas, lo que las convierte en una gran alternativa para recubrir las carreteras ya existentes y usarlas de partida en las de nueva construcción.

Un nuevo pavimento

Los investigadores añadieron a esta sal un tensioactivo, dióxido de silicio, además de bicarbonato sódico y escoria de alto horno, frecuentemente utilizada en hormigón resistente a la sal. De esta mezcla obtuvieron un polvo fino, que recubrieron con una solución polimérica para producir microcápsulas, que dosifican con mayor efectividad la cantidad de sal liberada y alargan su eficacia durante más tiempo.

Las microcápsulas resultantes sustituyeron parte del relleno mineral en una mezcla de asfalto convencional, que fue aplicado a un tramo piloto: la rampa de la autopista entre Pekín y Xiaong'an. El resultado durante las últimas nevadas invernales, en comparación con los tramos adyacentes de la carretera construidos sin aditivo, ha sido "un efecto de fusión muy bueno", en palabras de los propios ingenieros. 

Diagrama del funcionamiento del pavimento antihielo Universidad de Hebei Omicrono

Durante las pruebas en la rampa y en el laboratorio, el estudio concluyó que este nuevo tipo de pavimento es capaz de derretir continuamente la nieve que cae sobre él y reduce el punto de congelación del agua de O ºC a -21 ºC. Basándose en las pruebas llevadas a cabo, los investigadores estiman que una placa de 5 centímetros de grosor de este pavimento es capaz de seguir liberando sus microcápsulas de sal a lo largo de 8, manteniendo la carretera despejada sin necesidad de quitanieves u otras soluciones que pueden dañar tanto la carretera como el entorno.

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