Mejor infraestructura, mejor sociedad

Además de ser ingenieros civiles con doctorado en universidades de Alemania, Francia e Inglaterra y de pertenecer al Grupo de Investigación en  Estructuras y Geotecnia, Arcesio Lizcano, Bernardo Caicedo y Mauricio Sánchez tienen en común su interés por investigar en temas de infraestructura y obras civiles.

Evaluar la confiabilidad de la infraestructura, modelar el deterioro de las estructuras, entender el comportamiento de rocas y materiales asfálticos, estudiar el efecto del clima en las obras y extender, mejorar y desarrollar modelos matemáticos para comprender los suelos es parte de la cotidianidad de los estudiantes de doctorado en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental.

Todos estos son componentes de un universo de investigación mucho más amplio cuyo objetivo es avanzar en el conocimiento universal sobre cómo se comportan los materiales para prever lo que ocurrirá en las obras civiles y de infraestructura, con el fin de hacerlas más seguras, económicas y de impacto en la sociedad. Los trabajos son liderados por los profesores Arcesio Lizcano (director del Departamento), Bernardo Caicedo y Mauricio Sánchez y en cada caso tienen sus particularidades. El ingeniero Lizcano, doctor en Geotecnia de la Universidad de Karlsruhe (Alemania), se centra en cómo mejorar y desarrollar modelos matemáticos utilizados para entender y predecir la reacción de los suelos cuando son sometidos a diferentes tipos de cargas. Por ejemplo, acaba de terminar un trabajo doctoral que mejora el desempeño de modelos matemáticos para comprender y reproducir el comportamiento de materiales granulares —como las arenas— cuando son sometidos a un número elevado de cargas repetidas con amplitudes muy pequeñas. Este tipo de material, bajo este tipo de carga, puede encontrarse en los pavimentos o en los suelos que soportan generadores de energía eólica, como los que hay en La Guajira. Su investigación tiene un alto componente fundamental con aplicación en ingeniería. Ha graduado a cinco doctores y tiene cuatro en camino; estos últimos son: Lucio Gerardo Cruz, José Andrés Cruz, Carlos Mauricio Botón y William Mario Fuentes.

Los intereses del profesor Caicedo, doctor en Geotecnia y Estructuras de la Escuela Central de París (Francia), se dirigen hacia geomateriales (rocas, suelos y mezclas asfálticas) y efectos climáticos, temáticas en las que ya tiene tres graduados: Octavio Coronado, Carol Murillo y Manuel Ocampo. Uno de los temas de trabajo que tiene una aplicación directa a la problemática de la infraestructura colombiana es el estudio de los materiales granulares o materiales pétreos para pavimentos, cuya calidad es muy deficiente por las condiciones geológicas colombianas y no pueden compararse con los de Estados Unidos o Europa. “Necesitamos entender cómo se comportan los nuestros porque se dañan con mayor facilidad —dice—. Debemos buscar soluciones intermedias para plantear metodologías sobre cómo utilizar esos materiales sabiendo que tienen esas deficiencias y no rechazarlos pues son abundantes”. Por otro lado, con Julián Tristancho y Catalina Lozada investiga la influencia de las condiciones climáticas extremas en la estabilidad de ciertas obras civiles. El propósito es entender cómo funciona la desecación de los suelos debido a sequías muy pronunciadas y probar diferentes escenarios para determinar si con el cambio climático se agravan las consecuencias sobre la infraestructura construida. Otra temática de estudio, que trabaja con Lina Ximena Garzón, es la influencia de la heterogeneidad del subsuelo en el comportamiento de las obras de infraestructura.

Estas investigaciones tienen gran potencial de aplicación en sectores como el petrolero y el minero, pues involucran obras civiles de gran envergadura con materiales muy particulares como suelos y rocas de diferentes tipos, cuyo estudio puede mejorar la explotación. Así, por ejemplo, puede ocurrir que, por los tipos de roca, un pozo petrolero produzca arena y petróleo en cantidades iguales si la extracción no se hace en forma adecuada, considerando las condiciones geotécnicas del sitio de explotación. Conociendo estas condiciones, los investigadores de Los Andes podrían recomendar procedimientos de explotación que permitan mejorar los porcentajes de extracción, garantizando por ejemplo 70% de petróleo y 30% de arena.

También hay perspectivas de ampliar convenios existentes como los del profesor Caicedo con el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU) en Bogotá para investigar sobre pavimentos. “Lo que falta —dice— es pasar de las investigaciones puntuales que les hemos hecho a otras de más largo plazo. Es reformular los proyectos”.

Infraestructura para generar impacto social

El profesor Mauricio Sánchez, doctor en Modelación de Análisis de Riesgos de la Universidad de Bristol (Inglaterra), está convencido de que la fragilidad de la infraestructura colombiana se va a evidenciar una vez entren en vigencia los Tratados de Libre Comercio con Canadá y Estados Unidos. “No solo es la fragilidad física, sino la fragilidad de la forma de pensar —explica—. No estamos acostumbrados a pensar en grande. En el país no ha faltado dinero para invertir, ha faltado visión y capacidad de ejecución”.

Para él, los ingenieros deben “mirar el bosque y no solo el árbol”, pues el problema no es cómo diseñar y construir el puente sino cómo integrarlo dentro de una red de autopistas que tenga el mayor impacto en la economía del país. Por eso centra sus investigaciones, que son de tipo analítico no experimental, en distintos aspectos de la infraestructura y ya ha graduado un doctor.

En este momento, con los estudiantes Camilo Gómez y Diego Castiblanco, el ingeniero Sánchez se centra en modelar las incertidumbres que rodean las obras civiles y la infraestructura; es decir, en analizar su condición, saber dónde están los puntos más vulnerables y qué debe hacerse para mejorar su operación y funcionamiento, lo cual se relaciona con estudiar la confiabilidad y evaluar los riesgos.

Su interés también se extiende al deterioro de la infraestructura, un problema vigente en gran parte del mundo, porque las obras están llegando al límite de vida útil y el costo de mantenerlas o reconstruirlas sobrepasa la capacidad de cualquier gobierno o institución. Las causas del deterioro están relacionadas directamente con el comportamiento de los materiales, el tipo de estructura y las características donde estas se encuentran. Todos estos problemas tienen como componente esencial la incertidumbre, por lo que requieren una modelación estocástica que permita identificar dónde y cuándo debe hacerse el mantenimiento. Todo esto debe estar, por supuesto, relacionado con los costos, el impacto sobre el medio ambiente y la sostenibilidad. En esta temática trabaja con los estudiantes Magda Marcela Torres y Javier Ochoa.

“Lo que nos interesa es mirar la incertidumbre que hay en el proceso de deterioro —explica—. Por ejemplo cuando hay fatiga de material, el puente va perdiendo resistencia y la pregunta es cuántos camiones pueden pasar o cuál es el peso que puede soportar, pero este asunto no tiene solución, porque no se sabe cuántos van a pasar ni cuándo ni si serán más ahora o después. Lo único que puede hacerse es estimar con herramientas matemáticas la probabilidad de que pase cierto número de camiones y sabiendo eso predecir unos resultados”. Como complemento ahora el profesor Sánchez está incursionando en un área nueva: la corrosión del concreto y más específicamente el biodeterioro para entender cómo las bacterias afectan este material y, de paso, favorecen otros procesos muy dañinos, como el ingreso de cloruros y la corrosión. Este trabajo se realiza con Fernando Márquez

Última actualización el Miércoles, 31 Julio 2013 14:43