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Investigación aplicada en la Ingeniería 2
Una visión global de la colaboración empresa-universidad en I+D+i
Eugenio Pellicer Armiñana
Dr. Ingeniero de caminos.
Director de la E. T. S. I. Caminos, Canales y Puertos de Valencia. Universitat Politècnica de València.
Hace un año, en marzo de 2022, sacamos a la luz un monográfico sobre investigación aplicada en ingeniería con once artículos y una entrevista. Entonces intentamos escoger temáticas que representaran la frontera de conocimiento de la investigación española en el campo de la ingeniería civil y ambiental. Como ya comentamos en la introducción a ese monográfico, nos vimos obligados a seleccionar y a resumir y, por lo tanto, dimos una visión parcial del estado del arte. Por eso prometimos retomar el tema con más artículos, enfatizando sobre todo el papel de las empresas en la investigación, el desarrollo y la innovación (I+D+i). El resultado son estos siete artículos adicionales; en ellos hemos combinado empresa con universidad y participan un total de 33 autores, la mayoría de los cuales ingenieras e ingenieros de caminos, canales y puertos. Les agradezco a todos ellos su extraordinaria contribución a este nuevo monográfico que, obviamente, no habría sido posible sin su trabajo, esfuerzo e ilusión.
Raquel Casado (Acciona) y Pedro Lastra (Universidad de Cantabria) nos introducen en el campo de los rejuvenecedores asfálticos como medida para incrementar la durabilidad de los firmes. La inclusión de áridos porosos permite la liberación gradual del rejuvenecedor en los diferentes sustratos a medida que avanza el envejecimiento de los firmes, lo cual supone una excelente solución a largo plazo. Las mezclas bituminosas con cápsulas incorporadas de áridos porosos presentan unas propiedades mecánicas que las hacen capaces de resistir el proceso de fabricación y compactación de las mezclas sin llegar a romperse, por lo que constituyen un avance innovador y radical en este tipo de materiales.
También en el campo de las carreteras, Tatiana García, Laura Montalbán, David Llopis y Roberto Paredes (Universitat Poli-ztècnica de València) junto con José Ramón López (Pavasal) y Juan Sánchez-Robles (CPS) abordan la gestión sostenible del mantenimiento de los pavimentos urbanos, focalizándose en la toma de decisiones basadas en criterios objetivos. Proponen un equipo de grabación de bajo coste instalado en un vehículo convencional para poder adquirir imágenes del pavimento urbano. Este equipo incluye un software capaz de identificar las patologías existentes en el pavimento, evaluar la condición del mismo, predecir su evolución en el tiempo, y proponer un plan de mantenimiento óptimo durante el periodo de análisis basado en criterios sostenibles. La herramienta informática utiliza técnicas de inteligencia artificial basadas en el deep learning para evaluar de manera objetiva los daños en el pavimento sin la necesidad de inspección visual y, por tanto, mejorando su eficacia y eficiencia.
En esa misma línea, José Solís (Cemosa), Aníbal Ollero (Universidad de Sevilla), Angelos Christos (Universidad de Patras, Grecia), Jesús Rodríguez (Universidad Politécnica de Madrid) y Ander Ansuategi (Tekniker) proponen una plataforma inteligente de gestión de carreteras (Omicron) basada en tecnologías innovadoras para mejorar la construcción, el mantenimiento, la renovación y la rehabilitación de la red europea de carreteras. Aunque la propuesta contempla toda la cadena de gestión de activos, se centra fundamentalmente en cuatro aspectos: la construcción modular de puentes, la digitalización de la inspección, el mantenimiento predictivo y la ejecución automatizada de las actividades de conservación. El objetivo de la plataforma es la digitalización y la automatización de numerosas tareas necesarias para la gestión de carreteras.
También en el campo de las infraestructuras del transporte, David García (Tecnalia), Daniel Castro (Universidad de Cantabria), Bryan Tyrone (ETH Zurich), Fabrizio Federizi (Aiscat Servizi) y Lorenz Wickert (Fraunhofer-Gesellschaft) presentan Foresee, un proyecto que proporciona herramientas para mejorar la resiliencia de esas infraestructuras. El objetivo principal del proyecto es reducir la magnitud y la duración de los eventos disruptivos, tales como terremotos, inundaciones, incendios, deslizamientos de tierras y otros riesgos naturales y antropogénicos. A través de nuevas tecnologías y metodologías innovadoras, se aborda la eficacia de las medidas destinadas a mejorar la capacidad de anticipación, absorción, adaptación y recuperación rápida de un evento disruptivo, principalmente en infraestructuras lineales (carreteras y ferrocarriles). El proyecto propone la actualización de las metodologías disponibles sobre la base del rendimiento y el conocimiento y optimizando la adquisición de datos. También plantea el uso de tecnologías innovadoras, como, entre otras, pavimentos permeables, sistemas de estabilización de taludes, drenajes innovadores y diseño alternativo de intersecciones.
Para la mayoría de las empresas de nuestro sector, innovar forma parte de sus procesos habituales
Centrándonos más concretamente en el transporte ferroviario, Miguel del Sol, M.ª Carmen Rubio y Fernando Moreno (Universidad de Granada), Vicente Pérez (CEPSA) y Esther Tomás (CIESM) nos presentan el proyecto HP-Rail. El principal desarrollo innovador de este proyecto es una mezcla bituminosa de altas prestaciones mecánicas, equipada con sensores piezoeléctricos y capaz de proporcionar secciones ferroviarias de alta capacidad de carga y durabilidad dotadas de un sistema compacto de monitorización económica de la vía. Este desarrollo integra otros elementos altamente innovadores, como los betunes químicamente mejorados, desarrollados para hacer frente a las cargas de alta frecuencia de los trenes de alta velocidad, o los sensores para el control de cargas y defectos en la geometría de la vía.
Cambiando radicalmente de temática, Álvaro Serrano (Universidad Politécnica de Madrid), Ignacio del Rey, Juan Ojeda, Javier Abanades y Ángel Vidal (Grupo Typsa) nos presentan diferentes aplicaciones de la dinámica computacional de fluidos (CFD) a la de infraestructuras. En el caso de túneles de carreteras y ferroviarios, y también de estaciones de metro, la CFD se aplica al análisis de incendios, estudiando la estratificación y el movimiento de los humos y caracterizando sus condiciones de temperatura u opacidad. En edificios, se llevan a cabo el análisis de presiones sobre fachadas o cubiertas, la calibración de rugosidad de fachadas, el estudio dinámico del efecto del viento sobre el edificio, e incluso el análisis de confort peatonal en el entorno urbano. Este tipo de investigaciones pueden extenderse fácilmente también a tableros y pilas de puentes. En el ámbito del agua, se optimizan las geometrías complejas en las que la componente turbulenta o los fenómenos locales son preponderantes, los flujos hipercríticos con importancia del análisis de la interfaz aire-agua, y también fenómenos de difusión o mezcla en problemas de calidad de agua o de transporte de sedimentos.
Finalmente, Víctor Flórez y Begoña Labalde (FCC Construcción), Fernando Salazar (Universitat Politècnica de Catalunya), Miguel Angel Toledo y Rafael Morán (Universidad Politécnica de Madrid) abordan la seguridad hidrológica y el incremento de la capacidad de embalse de presas de fábrica mediante la implementación de canales laterales para la recogida de vertidos.
El resultado del proyecto profundiza en el conocimiento de la disipación de la energía de aliviaderos con cajeros convergentes. La conclusión más relevante es que el funcionamiento de esta configuración de aliviadero permite incrementar la disipación de la energía gracias al efecto del choque entre los chorros procedentes de los cajeros laterales y del vertido frontal. Sus principales aplicaciones incluyen la protección frente a la erosión del pie de presas de fábrica ante el sobrevertido; la ampliación de la capacidad de desagüe del aliviadero; e incluso la ampliación de la capacidad de almacenamiento del embalse útil.
Como puede observarse por la variedad de temas y organizaciones involucradas, la investigación en ingeniería de caminos, canales y puertos está muy viva. Como ya resaltamos en el monográfico anterior sobre este tema, esto se debe a que muchas empresas ya tienen interiorizado su proceso de investigación, desarrollo e innovación. Para la mayoría de las empresas de nuestro sector, innovar, o incluso investigar, no es algo especial, sino que forma parte de sus procesos habituales. En esta transformación han tenido mucho que ver las políticas de principios del siglo XXI con la aparición de la serie de normas UNE 166000 sobre gestión de la I+D+i, la valoración en los pliegos de contratación de la producción innovadora de las empresas, y las políticas fiscales de ayuda a la innovación. A la vista de los resultados que estamos alcanzando actualmente podemos considerarlas como un éxito, al menos en lo relativo a la ingeniería civil y ambiental.
En concreto, una gran parte del éxito de la sistematización del proceso investigador en las empresas viene dado por la norma UNE 166002 (Gestión de la I+D+i: Requisitos del Sistema de Gestión). Esta norma define el sistema de gestión de la innovación de una empresa, incluyendo la estructura organizativa, la planificación, las responsabilidades, los procesos, los procedimientos, los recursos y los registros. Explicita cómo desarrollar, implementar, ejecutar, revisar y mantener una política de innovación sistemática en la empresa. Un sistema de gestión de la innovación adecuadamente implantado en una empresa conlleva cinco fases interrelacionadas: la vigilancia tecnológica (detallada en la UNE 166006); la creatividad; la planificación y el desarrollo de proyectos de innovación (contemplados en la UNE 166001); la protección de resultados; y la transferencia tecnológica. La transferencia de la tecnología es la fase más crítica dado que conlleva que el resultado de la investigación, desarrollo o innovación se ponga en uso en el mercado. El producto en uso será lo que determine realmente el éxito del proyecto.
Tras esta panorámica sobre la colaboración entre empresas y universidades, no queda sino incidir una vez más en la importancia de este binomio para la formación de los estudiantes de nuestras Escuelas de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos: ellos son los futuros profesionales y también, los futuros colegiados. Para que su formación sea lo más completa posible es fundamental que durante sus años de formación en la universidad vean, incluso que vivan, cómo se trabaja en las empresas. En este sentido, las prácticas en empresa son una pieza básica de su formación, son realmente la clave, la dovela que cierra el arco de la formación. Otras actividades, como la participación en proyectos conjuntos de I+D+i, las charlas de profesionales en los centros, o las visitas a obras, instalaciones y empresas pueden ser complementarias, pero nunca pueden sustituir las prácticas. Una vía adicional que tenemos en nuestras manos actualmente es la incorporación de la Mención Dual en nuestras titulaciones; mediante esta vía, un estudiante puede formarse en una empresa durante un período mínimo de medio año tutorizado por un profesional de la empresa y con garantía de adquisición de las competencias adecuadas. No tengamos miedo y ofrezcamos a nuestros estudiantes esa oportunidad. Tanto la universidad, como la empresa saldremos ganando.