Categoría: investigación

Columnas mixtas acero-hormigón: cuando resistir ya no es el único criterio de diseño

Un estudio reciente plantea la optimización simultánea de la resistencia, el coste y las emisiones de CO₂ en columnas tubulares rellenas de hormigón y muestra cómo la geometría, la esbeltez y los materiales pueden modificar la solución óptima.

Acaban de publicar un artículo nuestro en Journal of Composites Science, una de las revistas de impacto científico indexada en el JCR.  La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. Además, muestra la internacionalización de nuestro grupo de investigación, en este caso, con Brasil. A continuación, se presenta un resumen del trabajo y de la información de contexto.

Durante décadas, el dimensionamiento estructural ha girado en torno a una pregunta directa: ¿qué sección necesitamos para resistir las acciones previstas? Hoy esa pregunta sigue siendo imprescindible, pero ya no agota el problema. El coste de los materiales y su impacto ambiental están teniendo un impacto progresivo en las decisiones de los proyectos.

Las columnas tubulares de acero rellenas de hormigón constituyen un buen campo de estudio para esta cuestión. El perfil de acero aporta resistencia y confinamiento, mientras que el hormigón contribuye a la capacidad resistente y a la rigidez del conjunto. Existen, sin embargo, muchas formas de alcanzar una determinada resistencia: modificar la geometría, mejorar la calidad de los materiales o incorporar armadura adicional.

El trabajo de Lourenção et al. aborda estas alternativas mediante un procedimiento de optimización multiobjetivo aplicado a columnas tubulares mixtas con secciones circulares, cuadradas y rectangulares. El objetivo es analizar conjuntamente la capacidad resistente, el coste y las emisiones de CO₂ incorporadas.

De dimensionar una sección a explorar un espacio de soluciones

La principal aportación del estudio radica en plantear el diseño como un problema de búsqueda. Los autores permiten que el modelo modifique la geometría de la sección, las propiedades de los materiales y la disposición de la armadura dentro de un espacio de diseño previamente definido.

La herramienta empleada es Multi-Objective Particle Swarm Optimization (MOPSO), una extensión del algoritmo PSO orientada a problemas con múltiples objetivos. El procedimiento genera soluciones de Pareto: alternativas en las que mejorar uno de los objetivos implica, por lo general, penalizar el otro.

El estudio utiliza, además, métricas de Minkowski y la teoría de la entropía para analizar y seleccionar alternativas dentro de ese conjunto. De esta forma, el resultado no es una única sección supuestamente óptima, sino un conjunto de soluciones que permiten valorar distintos compromisos entre resistencia, coste y emisiones.

Qué variables entran en el cálculo

El espacio de búsqueda incluye perfiles tubulares circulares, cuadrados y rectangulares del catálogo de Vallourec. También se modifican la resistencia característica del hormigón, la calidad del acero y, cuando corresponde, la cantidad y el diámetro de las barras longitudinales.

El hormigón se estudia entre 25 y 90 MPa, con barras de 10, 12,5, 16 y 20 mm y diferentes calidades de acero estructural. La inclusión de hormigones de alta resistencia permite estudiar si una mayor resistencia del material puede compensar su mayor coste mediante una reducción de la cantidad total de material.

Este punto requiere cierta cautela. El artículo señala que la ABNT NBR 8800:2024 limita la resistencia característica del hormigón en los elementos mixtos a 50 MPa. Las soluciones por encima de ese valor tienen, por tanto, un carácter exploratorio en el estudio.

Las tres funciones objetivo son la capacidad resistente, el coste de los materiales y las emisiones de CO₂ asociadas al hormigón, al perfil de acero y a la armadura.

Qué se ha validado realmente

Antes de aplicar la optimización, los autores contrastan la formulación empleada para calcular la capacidad resistente con seis probetas experimentales publicadas por Ibáñez et al. (2021).

Son columnas tubulares rellenas de hormigón sin armadura longitudinal adicional, con secciones circulares, cuadradas y rectangulares, una longitud de 30 cm y apoyos articulados en ambos extremos. Las cargas últimas experimentales se comparan con las obtenidas mediante el Eurocódigo 4, el AISC y la formulación basada en la ABNT NBR 16239 empleada en el estudio.

La relación media Nexp / NNBR16239 es 1,01. Los valores medios correspondientes a Eurocódigo 4 y a AISC son 0,92 y 1,09, respectivamente. Los resultados individuales muestran diferencias entre las probetas, especialmente en algunas secciones circulares.

La precisión metodológica es importante: esta comprobación respalda la formulación empleada para estimar la resistencia, pero no constituye una validación experimental del algoritmo MOPSO ni de las soluciones de coste y de emisiones. Tampoco cubre directamente el comportamiento de las columnas de 3, 4 y 5 m analizadas en la optimización, ya que las probetas experimentales tienen 30 cm de longitud.

Qué encuentra la optimización

Los resultados muestran que las configuraciones sin armadura longitudinal adicional suelen presentar emisiones menores que sus equivalentes armadas. Aunque la armadura incrementa la capacidad resistente, añade acero y, con ello, coste y emisiones.

El empleo de hormigones de mayor resistencia puede alterar ese equilibrio. En determinadas soluciones sin armadura, los hormigones de 60 y 90 MPa permiten reducir la cantidad total de material y las emisiones. En los casos estudiados, las reducciones alcanzan hasta aproximadamente el 16 %.

La geometría tampoco mantiene una posición constante. El estudio analiza columnas de 3, 4 y 5 m y observa que el aumento de la longitud de la columna incrementa las emisiones. Los autores cuantifican un aumento medio de aproximadamente el 35 % en las columnas de 4 m y del 73 % en las de 5 m respecto de las soluciones de 3 m.

La explicación se relaciona con la mayor demanda de material asociada a la esbeltez y con las restricciones adicionales de resistencia y estabilidad. Además, la sección que presenta las menores emisiones varía según las cargas y la longitud consideradas.

Qué aporta el frente de Pareto

La representación mediante frentes de Pareto permite visualizar el compromiso entre los tres objetivos. Una solución puede ofrecer mayor capacidad resistente, pero a costa de un mayor coste y de mayores emisiones; otra puede reducir el impacto ambiental a costa de una menor capacidad o de otras penalizaciones.

Entre los nueve escenarios analizados mediante el procedimiento multicriterio, las secciones cuadradas sin armadura longitudinal adicional ocupan la primera posición en ocho de ellos. La excepción corresponde a una columna de 4 m sometida a flexión biaxial, en la que la alternativa rectangular con armadura adicional ocupa dicha posición.

Estos resultados corresponden al conjunto concreto de cargas, longitudes, materiales y criterios considerados. No permiten establecer una regla general según la cual una determinada geometría sea siempre preferible.

Utilidad práctica de la investigación

La aplicación más interesante del procedimiento radica en el predimensionamiento y en la comparación sistemática de alternativas. En lugar de seleccionar una sección y modificarla mediante iteraciones sucesivas, el ingeniero puede definir un conjunto de soluciones admisibles y explorar simultáneamente la geometría, los materiales y la armadura. Esto puede ser especialmente útil en estructuras con numerosas columnas similares, donde pequeñas diferencias en el consumo de acero u hormigón pueden acumularse y generar efectos relevantes.

El modelo, sin embargo, no sustituye las comprobaciones habituales del proyecto. El estudio no incorpora como criterios independientes la constructibilidad, la ductilidad, la resistencia al fuego ni determinadas condiciones de servicio. Tampoco realiza un análisis de ciclo de vida completo: el indicador ambiental se limita a las emisiones incorporadas de los materiales considerados. Los resultados ambientales dependen de los factores de emisión adoptados, mientras que la selección multicriterio depende del procedimiento utilizado para comparar las alternativas.

La metodología es potencialmente transferible al proyecto español, pero los resultados numéricos no pueden trasladarse directamente. El estudio utiliza normativa, perfiles comerciales, precios y datos ambientales pertinentes al contexto brasileño. Para aplicarlo en España, habría que adaptar el espacio de búsqueda a los perfiles disponibles, a los materiales y precios reales, a los datos ambientales del suministro y a la normativa aplicable. También habría que incorporar las condiciones concretas de ejecución, de fuego, de durabilidad, de uniones, de estabilidad global y de servicio.

Por tanto, la transferencia más interesante no consiste en adoptar directamente una de las secciones seleccionadas por el estudio, sino en reproducir el procedimiento con datos y restricciones propios del proyecto. Esa es probablemente la principal utilidad profesional del trabajo: disponer de una metodología capaz de explorar conjuntamente la resistencia, el coste y las emisiones antes de fijar definitivamente la solución estructural.

Referencia:

LOURENÇÃO, J.S.; KRIPKA, M.; YEPES, V.; ALVES, É.C. (2026). Multi-Objective Comparative Analysis of High-Strength Steel–Concrete Composite Columns. Journal of Composites Science, 10(10):517. DOI:10.3390/jcs10100517

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Cómo verificar la conexión entre micropilotes y cimentaciones existentes en el recalce de edificios

El recalce mediante micropilotes es una solución habitual cuando una cimentación existente deja de contar con condiciones geotécnicas adecuadas. Es especialmente interesante en terrenos con baja capacidad portante o con arcillas expansivas, donde los movimientos volumétricos del terreno pueden comprometer el comportamiento de una cimentación superficial. Sin embargo, disponer de micropilotes con capacidad resistente suficiente no garantiza por sí mismo que el sistema de recalce funcione correctamente.

El artículo «Analytical design of RC–micropile connections in building underpinning« (Sánchez-Garrido et al., 2026) aborda precisamente este problema. Los autores centran su atención en el nudo que conecta el micropilote con la zapata existente, una zona en la que las normas ofrecen una orientación limitada y fragmentaria para verificar la transferencia de cargas.

La idea que recorre todo el trabajo es sencilla, pero tiene importantes consecuencias para el diseño: la capacidad del micropilote y la capacidad geotécnica del terreno no son necesariamente los mecanismos que gobiernan el recalce. La transferencia de esfuerzos en la conexión puede convertirse en el punto débil del sistema.

La aportación principal del artículo

La principal aportación es una metodología analítica para verificar la transferencia de carga en la conexión entre una cimentación existente de hormigón armado y un micropilote. Para ello, los autores dividen el problema en dos interfaces resistentes:

  • Interfaz 1: acero–lechada, correspondiente a la adherencia entre el tubo de acero del micropilote y el material cementante que lo rodea.
  • Interfaz 2: lechada–zapata, correspondiente a la transferencia de cortante entre el material de relleno y el hormigón de la cimentación existente.

A estas dos comprobaciones se añade una verificación global de la zapata mediante un modelo de bielas y tirantes. La metodología combina formulaciones normativas, referencias empíricas y datos provenientes de ensayos normalizados de arranque.

Este planteamiento permite separar los mecanismos resistentes que habitualmente quedan agrupados en una única comprobación. El artículo sostiene que esta separación resulta especialmente útil en los nudos confinados de recalce, donde la geometría y la concentración de tensiones pueden modificar significativamente el mecanismo de transmisión de cargas.

Los autores también plantean que la metodología podría incorporarse en el futuro a entornos digitales de diseño, incluido BIM, mediante comprobaciones paramétricas asociadas a la geometría y a las propiedades de los materiales. El propio artículo aclara que esta integración digital no forma parte del desarrollo realizado, sino que constituye una posible aplicación posterior.

¿Cómo se ha desarrollado la metodología?

Antes de estudiar las interfaces, el procedimiento comprueba el comportamiento global de la cimentación existente. Cuando los micropilotes atraviesan una zapata, esta pasa a comportarse, desde el punto de vista resistente considerado en el estudio, como un encepado rígido. Por ello, los autores emplean un modelo de bielas y tirantes para comprobar si la armadura existente puede resistir las tracciones multidireccionales generadas por la transferencia de cargas.

Una vez garantizada esta condición global, se estudian por separado ambas interfaces.

1. Interfaz acero–lechada

En un tubo de acero liso, la transmisión de esfuerzos depende principalmente de la adhesión química y de la fricción. El problema es que el tubo carece de un mecanismo eficaz de engranamiento mecánico.

El artículo compara distintas formulaciones. La expresión histórica de EH-91 proporciona una resistencia de adherencia de 1,26 MPa para el caso estudiado, mientras que el Eurocódigo 4 limita el valor a 0,55 MPa y el fib Model Code 2010 conduce a aproximadamente 0,60 MPa. En todos los casos, la resistencia obtenida para el tubo liso resulta insuficiente para transmitir la solicitación de cálculo del caso analizado.

La alternativa estudiada consiste en soldar conectores corrugados longitudinales al tubo. Estos elementos aumentan la superficie efectiva de transferencia y, sobre todo, introducen un mecanismo de interbloqueo mecánico. La comprobación utiliza las formulaciones del EH-91 para barras corrugadas y considera, además, una reducción de la superficie efectiva asociada a la ejecución de las soldaduras.

2. Interfaz lechada–zapata

La segunda interfaz presenta otro problema. Si se considera una unión convencional entre materiales cementantes y se aplica directamente la formulación normativa de la EHE-08 para juntas de hormigón, la resistencia obtenida es muy baja.

Para el hormigón de 25 MPa utilizado en el caso de estudio, los autores calculan una resistencia a tracción de cálculo de 1,20 MPa. Con un factor de rugosidad β = 0,3, correspondiente a la superficie obtenida mediante perforación con corona de diamante, se obtiene una tensión cortante admisible de solo 0,36 MPa.

El artículo compara este resultado con dos formulaciones empíricas empleadas en la práctica geotécnica. Estas proporcionan valores superiores, de 0,73 y 1,25 MPa aproximadamente, pero los autores no las adoptan como criterio de dimensionamiento porque no están integradas en una comprobación estructural en estado límite último.

La solución analizada consiste en emplear un mortero técnico expansivo de altas prestaciones y sin retracción. El material considerado alcanza una resistencia a compresión de 69,3 MPa en el caso de estudio y presenta propiedades expansivas que aumentan el confinamiento lateral y, con ello, la componente friccional de la resistencia de la interfaz.

Para estimar la capacidad de esta interfaz, los autores parten de ensayos normalizados de arrancamiento (pull-out) conforme a UNE-EN 1881 y extrapolan sus resultados a la geometría real del taladro. El propio artículo advierte que esta extrapolación es una estimación orientada al diseño, no una ley de escalado físico directo, ya que las condiciones de contorno y de confinamiento del ensayo y de la conexión real difieren.

El caso real utilizado para aplicar la metodología

La metodología se aplica a un proyecto de recalce de un edificio educativo de dos plantas afectado por problemas geotécnicos importantes. El terreno estaba constituido por arcillas muy expansivas y presentaba baja capacidad portante y agresividad a los sulfatos.

La intervención contempló 158 micropilotes, con una longitud total de 1.235 metros, distribuidos en grupos de dos o tres micropilotes bajo las zapatas existentes. Las cimentaciones tenían una profundidad total de 500 mm.

En el caso estudiado, el tubo del micropilote tenía un diámetro exterior de 88,9 mm y un espesor nominal de 8 mm. Considerando una pérdida de 0,6 mm por corrosión, el espesor efectivo empleado en el cálculo era de 7,4 mm. La longitud efectiva de empotramiento fue de 450 mm y se utilizaron tres conectores corrugados de 16 mm de diámetro.

La solicitación máxima de compresión era de 376 kN, mientras que la resistencia estructural última del tubo de acero era de 521,04 kN. Esta diferencia es significativa: el tubo, considerado por separado, tenía capacidad suficiente, de modo que el problema de diseño se desplazaba hacia la conexión entre el micropilote y la cimentación existente.

Principales resultados

Los resultados muestran con bastante claridad dónde se encuentra el problema.

En la interfaz acero–lechada, el tubo liso alcanza solamente:

  • 158,97 kN con la formulación EH-91.
  • 69,12 kN con Eurocódigo 4.
  • 75,41 kN con el fib Model Code 2010.

Ninguno de estos valores permite transferir los 376 kN de solicitación de cálculo.

Al incorporar los tres conectores corrugados, la contribución calculada asciende a 394,17 kN. Sumando de forma conservadora esta contribución a la adherencia de 75,41 kN obtenida mediante el fib Model Code 2010, la resistencia total de diseño llega a 469,58 kN. Esto supone una relación capacidad-demanda de 1,25 y una relación respecto a la resistencia última del tubo de 0,90.

La mejora no se explica únicamente por disponer de más superficie. Los conectores modifican el mecanismo resistente: permiten que la biela de compresión se distribuya sobre una mayor superficie del hormigón y reducen la concentración de tensiones alrededor del tubo.

La situación es aún más llamativa en la interfaz lechada–zapata. Aplicando directamente la formulación de la EHE-08, la capacidad del taladro ejecutado de 170 mm sería de solo 96,13 kN. Para alcanzar la resistencia estructural última de 521,04 kN mediante esta formulación, según el cálculo del artículo, sería necesario un diámetro teórico de taladro de 921,4 mm, lo cual resulta incompatible con las dimensiones habituales de una zapata.

Las formulaciones empíricas mejoran la estimación, pero tampoco alcanzan la resistencia necesaria. La expresión de Serrano Alcudia proporciona 193,86 kN y la formulación SEMSIG-AETESS 333,79 kN.

Con el mortero expansivo de altas prestaciones y la metodología basada en los ensayos de arrancamiento, el valor de diseño adoptado para la tensión cortante es de 2,10 MPa. Para el taladro de 170 mm se obtiene una capacidad de 560,77 kN, superior tanto a la solicitación de cálculo de 376 kN como a la resistencia última del tubo de 521,04 kN.

El resultado conjunto es, por tanto, un cambio de estrategia: en lugar de aumentar considerablemente el tamaño del taladro para compensar una resistencia interfacial baja, se modifica el mecanismo resistente mediante conectores mecánicos y un mortero con capacidad de confinamiento.

¿Qué significa esto para el diseño de recalces?

El estudio plantea una cuestión muy útil para la práctica profesional: dimensionar un micropilote no debería concluirse cuando se comprueba su resistencia estructural y geotécnica.

En una intervención de recalce, hay que comprobar cómo llega realmente la carga desde la estructura existente hasta el micropilote. El nudo puede presentar una capacidad inferior a la del propio elemento profundo y convertirse en el mecanismo que controla el comportamiento del conjunto.

Desde el punto de vista del detalle constructivo, el trabajo se centra en dos decisiones concretas. La primera es proporcionar un mecanismo de engranamiento mediante conectores soldados al tubo. La segunda es utilizar un material de relleno capaz de desarrollar una resistencia interfacial compatible con las solicitaciones y con las condiciones de confinamiento del nudo.

El procedimiento constructivo también cobra relevancia. El artículo contempla la soldadura de tres conectores de 16 mm, la perforación de la zapata, la ejecución del micropilote y la limpieza a alta presión de la superficie perforada antes de rellenar la zona de conexión con el mortero expansivo. La calidad de estas operaciones forma parte de las condiciones necesarias para que el comportamiento calculado se materialice en obra.

Además, hay una consecuencia relacionada con la optimización de recursos. Según los autores, aumentar únicamente el diámetro del taladro conduce a soluciones sobredimensionadas, mientras que modificar los mecanismos de transferencia permite alcanzar la capacidad requerida manteniendo dimensiones geométricas razonables. Esto puede reducir el consumo de materiales asociado al recalce.

Posibles aplicaciones prácticas

La metodología propuesta puede utilizarse como esquema de comprobación para proyectos de recalce con micropilotes en los que exista una cimentación de hormigón armado que deba transferir cargas a nuevos elementos profundos.

Su aplicación práctica puede resumirse en una secuencia:

  1. Comprobar globalmente la zapata existente, considerando su comportamiento como elemento tipo encepado y verificando las bielas y los tirantes.
  2. Identificar las dos interfaces de transferencia: tubo–lechada y lechada–hormigón existente.
  3. Comprobar la adherencia natural del tubo y verificar si es suficiente para la solicitación.
  4. Introducir conectores mecánicos cuando la adherencia natural no permita alcanzar la capacidad requerida.
  5. Comprobar la interfaz con la zapata, evitando asumir que la capacidad del mortero es automáticamente equivalente a la capacidad de la unión.
  6. Considerar datos de ensayos normalizados para caracterizar soluciones de altas prestaciones cuando las formulaciones convencionales resulten excesivamente conservadoras.
  7. Controlar la ejecución, especialmente la preparación de superficies, las soldaduras y la colocación del mortero expansivo.

El artículo apunta, además, a una futura integración de estas comprobaciones en modelos BIM. Cada interfaz podría definirse como un objeto de verificación asociado a parámetros geométricos y mecánicos, lo que facilita la trazabilidad entre el cálculo, el detalle constructivo y la ejecución.

Una conclusión prudente

El trabajo aporta una forma estructurada de analizar un problema que, según sus autores, está insuficientemente desarrollado en las normas: la transferencia de carga en la conexión entre micropilotes y cimentaciones existentes.

El caso estudiado muestra que un tubo de acero con una resistencia última de 521,04 kN no garantiza, por sí solo, la transferencia de los 376 kN de cálculo. Con el tubo liso, la interfaz acero–lechada presenta capacidades muy inferiores. La incorporación de conectores corrugados eleva la resistencia calculada hasta 469,58 kN. En la interfaz lechada–zapata, el mortero expansivo y la estimación basada en ensayos de arrancamiento permiten alcanzar 560,77 kN en el taladro de 170 mm ejecutado.

Ahora bien, el propio artículo establece límites claros. La capacidad de la segunda interfaz se obtiene mediante una extrapolación de ensayos normalizados que no reproduce plenamente las condiciones tridimensionales y de confinamiento del nudo real. Tampoco se cuantifican explícitamente todas las incertidumbres asociadas a la ejecución. Además, quedan fuera del análisis algunos modos de fallo, como la fisuración local del hormigón, el punzonamiento o el fallo de las soldaduras.

Por ello, la contribución debe entenderse como una metodología analítica orientada al diseño y aplicada a un caso real a escala completa, no como una validación experimental completa. Los autores plantean como siguientes pasos los ensayos a escala real, los análisis paramétricos y las simulaciones numéricas no lineales que permitan cuantificar mejor los efectos del confinamiento, la escala y de las condiciones de ejecución.

Para el ingeniero que proyecta un recalce, el mensaje técnico del artículo es claro: el micropilote no debe estudiarse como un elemento aislado. La seguridad del sistema también depende de cómo se construye y se verifica el camino de carga entre la cimentación existente y el nuevo elemento profundo.

El texto puede publicarse como post técnico prácticamente tal cual; he mantenido deliberadamente las limitaciones del artículo para no presentar como experimentalmente demostrado aquello que los propios autores consideran una validación analítica mediante un caso real.

Referencia:

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; YEPES-BELLVER, L.; YEPES, V. (2026). Analytical Design of RC–Micropile Connections in Building Underpinning. Journal of Construction Engineering, Management & Innovation, 9(3): 725. DOI:10.31462/jcemi.2026.725

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Por qué no construimos pilotes de bajo carbono (aunque sepamos diseñarlos)

Hace años que se investiga cómo reducir las emisiones de carbono asociadas a las cimentaciones profundas, especialmente en los pilotes. Estos trabajos muestran que, al optimizar la geometría o la resistencia del hormigón o del material, se pueden lograr reducciones superiores al 70 %. Y sin embargo, cuando uno visita una obra, los pilotes siguen siendo mayoritariamente cilindros uniformes con margen de sobra.

Podemos, por tanto, plantear una pregunta incómoda: si sabemos diseñarlos, ¿por qué no se usan? Para responderla, dejamos de calcular y empezamos a escuchar. El resultado es el reciente artículo titulado Barriers and enablers to the decarbonisation of deep foundations in the UK: Insights from geotechnical industry experts, publicado en Environmental and Sustainability Indicators por Abushama et al. (2026), que podéis descargar gratuitamente, ya que está en abierto.

En dicha investigación se recoge lo que diez expertos británicos en geotecnia contaron sobre el abismo que existe entre la investigación y la práctica.

La investigación fue realizada por terceros y se basó en diez entrevistas semiestructuradas en línea, de entre 45 y 60 minutos cada una. Cinco entrevistas se realizaron con consultores, concretamente con directores técnicos y asociados, y las otras cinco con contratistas, como líderes técnicos y responsables de ingeniería, diseño y desarrollo digital. Todos los participantes tenían perfiles muy senior, con entre 11 y 30 años de experiencia; además, todos contaban con al menos un máster y cuatro tenían un doctorado. Para analizar las entrevistas se utilizó el análisis temático de Braun y Clarke, mediante 20 códigos organizados en 7 temas y 2 grandes bloques. Las barreras identificadas se denominaron «frenos» (brakes) y los factores que facilitaban el proceso, «aceleradores» (accelerators). La investigación alcanzó la saturación temática a partir de la décima entrevista, ya que después de ese punto no surgieron temas sustancialmente nuevos.

Principales aportaciones

  1. Cubrieron un vacío en la investigación. Existe una amplia literatura sobre la optimización de pilotes y las barreras para avanzar hacia una construcción más sostenible. Sin embargo, gran parte de estos estudios se centra en edificios y en superestructuras. Según la revisión realizada, no se había identificado ningún estudio que analizara directamente, mediante entrevistas a proyectistas y contratistas de pilotaje, las barreras específicas de la cimentación profunda.
  2. Identificaron que las principales dificultades no son solo técnicas. Los resultados sugieren que la resistencia a adoptar soluciones de pilotes con menor huella de carbono se relaciona con la interacción entre la presión comercial, la gestión del riesgo y las expectativas del mercado. Por tanto, el conocimiento técnico disponible no parece ser la única limitación para su adopción.
  3. Propusieron una estructura para analizar el problema. El estudio organizó los resultados en cuatro frenos (brakes) y tres aceleradores (accelerators), y planteó un marco de decisión que relaciona estos factores con las políticas y la normativa.
  4. Diferenciaron las perspectivas entre los consultores y los contratistas. Ambos grupos identificaron barreras similares, pero las experimentaron de manera distinta. Para los consultores, las principales preocupaciones se relacionan con la responsabilidad en el diseño y con las expectativas del cliente. Para los contratistas, los riesgos asociados a la ejecución y al cumplimiento del programa tienen mayor peso.
  5. Plantearon una hoja de ruta para avanzar. Las propuestas se organizaron en tres preguntas: qué hacer, cómo hacerlo y quién debe hacerlo, con el objetivo de orientar posibles acciones para facilitar la adopción de soluciones de cimentación profunda con menor huella de carbono.

Los cuatro frenos

T1. Prioridad comercial y de plazo. El coste y el cumplimiento de los plazos condicionan la elección de las soluciones. Los sobrecostes resultan difíciles de justificar si no ofrecen un beneficio claro, mientras que la falta de tiempo limita la realización de ensayos y estudios adicionales.

T2. Riesgo, responsabilidad y conservadurismo. El temor al riesgo y a asumir responsabilidades favorece diseños conservadores y dificulta la adopción de soluciones nuevas. También existe reticencia a utilizar tecnologías que todavía no han sido suficientemente probadas, reforzada por los márgenes de seguridad establecidos en la normativa.

T3. Datos del terreno y calidad. Una investigación geotécnica insuficiente aumenta la incertidumbre sobre las condiciones del terreno y favorece hipótesis conservadoras y el sobredimensionamiento de los pilotes. También persisten dudas sobre la durabilidad y las condiciones ambientales del terreno.

T4. Constructibilidad y utillaje. Algunas soluciones presentan dificultades para adaptarse a los sistemas y equipos de ejecución existentes. Los problemas de fabricación, alineación y control de calidad pueden aumentar los recursos necesarios, mientras que la falta de coordinación entre disciplinas puede llevar a adoptar cargas más conservadoras.

Los tres aceleradores

T5. Necesidad de prueba empírica. Los participantes señalaron la falta de evidencia práctica como una de las principales barreras para adoptar nuevas soluciones. Destacaron la necesidad de contar con ensayos a escala real, casos de estudio y garantías de su durabilidad antes de incorporarlas a los proyectos.

T6. Madurez del mercado y de la cadena de suministro. Los consultores mostraron reticencias a especificar soluciones que dependieran de un único contratista. Para facilitar su adopción, consideran necesario contar con una oferta suficientemente desarrollada y con varios proveedores capaces de suministrar y ejecutar estas soluciones.

T7. Colaboración y difusión. Los participantes destacaron la utilidad de herramientas sencillas para apoyar la toma de decisiones, la participación temprana de los contratistas y un mayor contacto con la realidad de la ejecución. También señalaron la necesidad de mejorar la difusión del conocimiento mediante formatos accesibles para los profesionales.

Conclusiones

El estudio concluye que el coste y el plazo siguen siendo los principales criterios de decisión, de modo que la reducción de carbono gana peso cuando también aporta mayor certeza económica. A esto se suma una «reticencia a ser el primero», vinculada al riesgo de fallo y a la responsabilidad profesional. Cuando faltan precedentes, los proyectistas tienden a recurrir a soluciones recogidas en la normativa porque son más fáciles de justificar. Del mismo modo, algunas innovaciones enfrentan dificultades cuando no se ajustan a los equipos y procedimientos habituales de la obra. Ante estas barreras, el estudio plantea la necesidad de reducir el riesgo mediante una mayor incorporación de estas soluciones en la normativa, de herramientas de diseño accesibles y de más datos. El objetivo final es pasar de una lógica centrada en el «mínimo coste» a otra basada en el valor a lo largo de todo el ciclo de vida.

Aplicaciones prácticas

Si proyectas o eres consultor

  • Incluye el carbono embebido como parámetro de diseño, junto con la capacidad, el servicio y la constructibilidad, no como un extra opcional.
  • Documenta y justifica cada reducción: el problema de fondo es la defendibilidad, no la capacidad de cálculo.
  • Defiende una investigación geotécnica de mayor calidad. Lo que se ahorra en el reconocimiento suele pagarse en sobredimensionamiento.
  • Revisa con el equipo de estructuras las cargas «con colchón» que se transmiten a la cimentación.

Si eres contratista

  • Ofrece validación de la constructibilidad desde la fase de concepto: convierte una barrera en una restricción de diseño manejable.
  • Registra y comparte datos de ensayos de carga y de resultados de ejecución.

Si eres cliente o administración

  • Sin una demanda clara del cliente, estas soluciones seguirán siendo marginales. Las palancas son exigir el cálculo del carbono embebido, fijar objetivos o límites en las licitaciones públicas y puntuar el valor a lo largo de todo el ciclo de vida.
  • Considera la contratación con participación temprana del contratista (ECI).

Si investigas

  • La experimentación puntual y aislada no basta. Hacen falta programas de ensayos a escala real, financiados de forma independiente y representativos de vidas útiles de 120 años. Se proponen plataformas como Constructionarium.
  • Publica también en formatos breves que la profesión lea, no solo en revistas científicas.

Para organismos normativos y colegios profesionales

  • Guías tipo CIRIA/ICE que respalden a quien especifica, una base de datos abierta de ensayos de carga y de comportamiento a largo plazo, y herramientas de cálculo de acceso libre.

¿Se pueden extrapolar estos hallazgos a otros países?

El estudio se limita al Reino Unido y no incluye datos de otros países. Lo que sigue es una interpretación, no un resultado del estudio.

Barrera Probable extrapolación Por qué
Presión de coste y plazo en licitación Alta Es un rasgo de casi cualquier mercado de contratación competitiva
Aversión al riesgo y «no ser el primero» Alta Nace de la asimetría entre un ahorro pequeño y las consecuencias de un fallo, que son enormes
Falta de precedentes y de ensayos a escala real Alta Es un problema de generación de evidencia, no de contexto local
Solución de un solo proveedor frente al mercado Alta Vale donde se licita con concurrencia
Utillaje estándar y calidad de ejecución Media-alta Los diámetros y equipos varían por región, pero la lógica es la misma
Calidad de la investigación geotécnica Media Depende de la práctica local de reconocimiento y de su coste relativo
Marco de responsabilidad y seguros Media El régimen legal cambia mucho entre países
Vida útil de 120 años Baja-media Es un criterio típico de la infraestructura británica; en otros lugares las exigencias difieren
Riesgo de la madera Baja Depende del clima y del nivel freático, como recordaron los propios entrevistados al citar Venecia o Ámsterdam
Marcos de referencia (PAS 2080, CIRIA, FPS, etc.) Baja Son específicos del Reino Unido, aunque el papel de la normativa es trasladable donde exista un equivalente

Es factible que las barreras estructurales (incentivos, riesgo, evidencia, cadena de suministro) se extrapolen bien al resto de Europa, a España y a Latinoamérica. Las barreras contextuales (régimen de responsabilidad, seguros, códigos, clima, práctica de reconocimiento) deben revisarse país por país. Demostrarlo requeriría estudios locales.

Limitaciones del trabajo

  • Muestra pequeña. Diez entrevistas aportan profundidad, no representatividad estadística. Los códigos con pocas menciones, como los incentivos fiscales al carbono, deben leerse con cautela.
  • Solo dos voces de la cadena. No entrevistamos a clientes, estructuristas, aseguradoras, reguladores ni administraciones, precisamente los actores que señalamos como palancas clave.
  • Posible sesgo de encuadre. Se desarrolló parte de las técnicas de optimización que sirvieron de caso en las entrevistas. Lo tratamos como cuestión de reflexividad en el artículo, pero conviene tenerlo presente al leerlo.
  • El «70 %» no es un resultado de este estudio. Es la reducción que atribuimos a la literatura previa sobre optimización, y aparece como resultado esperado en nuestra hoja de ruta.
  • La hoja de ruta es propositiva. Se deriva de las entrevistas y de la literatura, pero no se ha puesto a prueba en ningún proyecto real.

Mensaje final

Si tuviéramos que resumir el estudio en una frase, diríamos que el bajo carbono en cimentaciones profundas no se frena por falta de ingenio, sino por cómo se reparten el riesgo, la responsabilidad y los incentivos. Por ello, la optimización paramétrica, por sí sola, no basta para impulsar el cambio. Para avanzar, hacen falta ensayos a escala real que aporten evidencia, guías que respalden a los proyectistas, herramientas accesibles que faciliten el diseño y clientes que incorporen el carbono como criterio de decisión. Ya sabemos diseñar pilotes de bajo carbono. Ahora toca crear las condiciones para especificarlos, construirlos y demostrar que funcionan. El siguiente paso no es seguir calculando: es llevarlos a obra.

Referencia

Abushama, K., Hawkins, W., Pelecanos, L., & Ibell, T. (2026). Barriers and enablers to the decarbonisation of deep foundations in the UK: Insights from geotechnical industry experts. Environmental and Sustainability Indicators, 32, Article 101521. https://doi.org/10.1016/j.indic.2026.101521

Os dejo un vídeo que puede resumir bien el contenido del artículo.

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El calentamiento global podría acortar hasta 25 años la vida útil de infraestructuras

Un estudio desarrollado por investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) y del Hunan Institute of Science and Engineering (China) estima que el calentamiento global podría provocar un deterioro térmico prematuro de las infraestructuras y reducir significativamente su vida útil si se mantienen las tendencias de aumento de la temperatura.

El trabajo, firmado por Zhiwu Zhou, Faxing Ding, Julián Alcalá y Víctor Yepes, presenta un nuevo modelo que evalúa el efecto de las temperaturas extremas sobre la durabilidad de las infraestructuras y el impacto de dicho deterioro en las emisiones de carbono.

Hasta 25 años menos de vida útil hacia 2100

Según las proyecciones del modelo, el calentamiento global podría reducir entre 18,52 y 25,15 años la vida útil de las infraestructuras a nivel global hacia 2100. El estudio estima, además, que el calentamiento registrado durante el último siglo habría provocado un envejecimiento prematuro en alrededor del 8,67% de los puentes analizados a escala global.

“Este trabajo sintetiza una investigación profunda sobre el impacto del calentamiento global en la infraestructura crítica, en particular en los puentes atirantados de hormigón. El estudio revela una presión dual: el calentamiento acelera la degradación estructural y, simultáneamente, amplifica las emisiones de carbono incorporadas debido a la necesidad de demoliciones prematuras y reparaciones no planificadas”, apunta Víctor Yepes.

En su estudio, el equipo de investigadores de España y China concluye que el 8,67% de los puentes atirantados a nivel mundial han entrado en una fase de demolición prematura durante su etapa operativa. “Esto ha generado emisiones de carbono excedentes de más de 100.000 toneladas, una cifra equivalente a 2,70 veces la producción de carbono proyectada en la etapa de diseño original”, añade Yepes.

Validación del modelo

Para desarrollar y validar el modelo, el equipo analizó cuatro puentes situados en China y sometidos a condiciones climáticas y altitudes muy diferentes: el puente de Nan’ao, en Shantou, provincia de Guangdong; el puente del río Meixi, cerca de Fengjie, en el municipio de Chongqing; el puente de Wuhekou, en Huai’an, provincia de Jiangsu; y el puente de Xiaoxihu sobre el río Amarillo, en Lanzhou, provincia de Gansu.

“Los casos abarcan desde climas monzónicos subtropicales hasta climas continentales templados, lo que permite comprobar cómo los gradientes térmicos afectan de forma desigual a la durabilidad estructural”, apunta Julián Alcalá, investigador también de la UPV.

Más peligro en las regiones de clima templado marítimo y continental

El estudio advierte del peligro sobre todo en las regiones de clima templado marítimo y continental, identificadas como zonas de alta vulnerabilidad, “lo que exige una recalibración urgente de los códigos de diseño para garantizar la sostenibilidad y la resiliencia de la infraestructura global”, añade Julián Alcalá.

Para evitar estos riesgos, el equipo de investigadores aboga por incorporar escenarios climáticos futuros al diseño, mantenimiento y refuerzo de infraestructuras, para ayudar a anticipar daños y reducir tanto costes como emisiones derivadas de intervenciones prematuras.

La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, dirigido por Víctor Yepes y Julián Alcalá, investigadores principales de la UPV.

Referencia

ZHOU, Z.; DING, F.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2026). Thermal damage and lifespan deterioration of global infrastructure under climate warming. Thermal Science and Engineering Progress, 78, 104910. DOI:10.1016/j.tsep.2026.104910

Aquí os dejo los enlaces a los medios de comunicación que se han hecho eco de la noticia.

El calentamiento global también lo sufren las infraestructuras: su vida útil podría acortarse hasta en 25 años

https://cadenaser.com/comunitat-valenciana/2026/09/09/el-calentamiento-global-podria-acortar-hasta-25-anos-la-vida-util-de-infraestructuras-radio-valencia/

https://cadenaser.com/audio/1788941691907/

https://www.publico.es/sociedad/m-ambiente/calentamiento-global-podria-reducir-25-anos-vida-util-infraestructuras-globales.html

https://www.europapress.es/comunitat-valenciana/noticia-calentamiento-global-puede-acortar-25-anos-vida-util-infraestructuras-estudio-20260909102315.html

https://www.infobae.com/america/agencias/2026/09/09/el-calentamiento-global-acorta-hasta-25-anos-la-vida-de-infraestructuras-segun-un-estudio/

El calentamiento global acorta la vida de las infraestructura hasta 25 años

https://www.ultimahora.es/noticias/comunidades/2026/09/09/2704955/calentamiento-global-puede-acortar-hasta-anos-vida-util-infraestructuras-segun-estudio.html

https://www.upv.es/noticias-upv/noticia-16026-el-calentamien-es.html

https://valenciaplaza.com/valenciaplaza/plaza-innovacion/el-calentamiento-global-puede-acortar-hasta-25-anos-la-vida-util-de-infraestructuras-segun-un-estudio

https://www.elperiodic.com/val/valencia/lescalfament-global-podria-escurcar-fins-anys-vida-util-dinfraestructures_1091728

https://www.noticiasaominuto.com/economia/3048843/aquecimento-global-reduz-vida-util-de-infraestruturas-em-ate-25-anos-estudo

https://www.larazon.es/comunidad-valenciana/valencia/estudio-cientifico-revela-que-calentamiento-global-reduce-vida-util-puentes-hormigon_202609096aa12e3067d6870e444f225f.html

https://www.ecoavant.com/medio-ambiente/el-calentamiento-global-acorta-la-vida-de-infraestructuras_17370_102_amp.html

https://okdiario.com/okgreen/calentamiento-global-podria-restar-hasta-25-anos-vida-util-infraestructuras-del-planeta-20256066

https://www.levante-emv.com/videos/levante-tv/2026/09/09/estudio-upv-advierte-riesgo-infraestructuras-134108908.amp.html

Menos años la vida de infraestructuras según estudio de calentamiento global

También os paso el enlace al programa «Cambio climático» de Canal Sur.

https://audio.canalsurmas.es/videos/detail/405617-infraestructuras-con-fiebre

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Puentes en la encrucijada: el desafío global de mantener en pie las estructuras del siglo XXI

¿Qué sabemos sobre la sostenibilidad del mantenimiento de los puentes? Un artículo reciente (Kattoub & Kegyes-Brassai, 2026) analiza cómo ha evolucionado la investigación sobre este tema entre 2000 y 2025 y pone sobre la mesa varios retos aún pendientes. Sus autores revisan y clasifican la literatura científica en cuatro tipos de trabajos: estudios de caso, marcos metodológicos, modelos teóricos y revisiones.

Los resultados apuntan a una distancia considerable entre lo que se propone desde la investigación y lo que realmente se aplica en los proyectos. Por ejemplo, herramientas como el análisis del ciclo de vida, que permiten valorar los impactos de un puente a lo largo de todas sus etapas, siguen teniendo una presencia limitada en la práctica. La revisión también muestra un claro predominio de los estudios centrados en puentes de hormigón, mientras que las estructuras de acero y mixtas reciben mucha menos atención pese a su potencial para contribuir a un mantenimiento más sostenible.

Ante este panorama, se propone una hoja de ruta para avanzar hacia una gestión más sostenible de las infraestructuras. Su propuesta pasa por aprovechar mejor las tecnologías digitales y desarrollar análisis más específicos para cada elemento del puente. La idea de fondo es sencilla: para afrontar el envejecimiento de las infraestructuras y sus crecientes necesidades de mantenimiento, no basta con desarrollar nuevas teorías; también hay que conseguir que estas lleguen a los proyectos reales.

El mantenimiento de puentes no se trata solo de mantener las estructuras en buen estado. También implica decidir cómo invertir los recursos disponibles, reducir el impacto ambiental y garantizar que estas infraestructuras sigan prestando servicio durante décadas. En un sector que genera una parte importante de las emisiones asociadas a la energía y al CO₂, avanzar hacia el objetivo de cero emisiones netas para 2050 exige replantear también la forma en que cuidamos lo ya construido.

Para conocer hasta dónde ha llegado la investigación en esta materia, los autores revisaron 51 artículos publicados entre 2000 y 2025. El análisis deja una fotografía bastante clara del estado actual del campo: los puentes de hormigón concentran buena parte de la atención científica, mientras que los de acero y las estructuras mixtas siguen siendo mucho menos estudiados.

Pero hay otro problema que quizá sea todavía más relevante: muchas de las soluciones propuestas sobre el papel no han dado el salto a la práctica. La revisión detecta una brecha entre los marcos metodológicos desarrollados por los investigadores y los casos reales en los que dichos métodos se ponen a prueba. A ello se suman la escasez de datos y las limitaciones de los análisis actuales de ciclo de vida, que no siempre pueden adaptarse a las necesidades cambiantes de los gestores de infraestructuras.

El mensaje de la revisión es claro:

Investigar nuevas formas de hacer más sostenible el mantenimiento de los puentes no basta si esas soluciones no llegan a los puentes que tenemos delante.

Desafíos globales y necesidades de mantenimiento.

La infraestructura mundial se enfrenta a una crisis inminente debido al envejecimiento de los activos y al aumento de la demanda no planificada. El coste total de inspección, evaluación y mantenimiento se estima entre el 10 % y el 20 % del coste de reconstrucción, lo que subraya la importancia de la eficiencia.

Comparativa de deficiencias estructurales por país

El análisis estadístico de regiones clave evidencia disparidades en el estado de conservación y en las tasas de inversión.

País Puentes con deficiencias estructurales (%) Contexto específico
China 11,9 % Crecimiento masivo (de 878.300 puentes en 2019 a más de 1,07 millones en 2023). La nueva construcción supera al mantenimiento.
Alemania 10,0 % 1 de cada 10 puentes es estructuralmente deficiente; cerca de 1.000 puentes de autopista están afectados.
Hungría 10,0 % Edad promedio de 46 años; el 10% de los puentes en las carreteras nacionales requiere reparación en 1-2 años.
EE. UU. 7,5 % 1 de cada 4 puentes tiene más de 50 años. El mantenimiento avanza 20 veces más lento de lo requerido.

El mantenimiento avanza a una tasa casi 20 veces más lenta de la requerida, lo que indica una desinversión sistémica en lugar de un deterioro rápido.

Análisis del panorama de la investigación (2000-2025).

El análisis bibliométrico revela una divergencia en la manera en que las bases de datos abordan la sostenibilidad. Mientras que Scopus la aborda principalmente como un problema de materiales e ingeniería, Web of Science se centra en políticas y en gestión económica.

Temas dominantes y desatendidos

  • Predominio: los materiales sostenibles y el pilar económico son los temas más frecuentes.
  • Retraso: el análisis del ciclo de vida (LCA) y los sistemas de calificación son los temas menos discutidos. El número de publicaciones sobre materiales es 3,75 veces mayor que el de LCA.
  • Causas del retraso del LCA: los protocolos poco dinámicos, la falta de datos sobre el carbono embebido en los materiales de reparación y la presión económica y temporal en las decisiones de mantenimiento.

Clasificación de la literatura y de las metodologías.

La investigación se clasifica en cuatro categorías principales en función de su contribución principal:

Categoría Cantidad de artículos Descripción
Desarrollo de marcos y metodologías 20 Propuestas de nuevos conceptos, métodos o algoritmos.
Casos de estudio y análisis comparativos 18 Aplicación a sistemas del mundo real y validación con datos reales.
Revisiones 7 Ensamblaje de conocimiento y orientación crítica.
Modelos teóricos y prácticas generales 6 Discusiones teóricas generales y principios.

España lidera la investigación mundial en mantenimiento sostenible de puentes, ya que ha aportado 12 de los 51 artículos analizados en la revisión bibliométrica (Kattoub & Kegyes-Brassai, 2026), situándose por delante de potencias como China y Estados Unidos (con 9 publicaciones cada uno) y superando la producción conjunta de otros seis países europeos —Italia, Suecia, Ucrania, Francia, Suiza y Alemania—, que suman 8 trabajos. De hecho, España, China y EE. UU. forman el reducido grupo de países (menos del 20 %) que concentra casi el 60 % de toda la investigación científica en este ámbito. A nivel metodológico, mientras la contribución de China se distribuye de manera más uniforme entre las distintas categorías del estudio, la aportación española destaca por centrarse mayoritariamente en estudios de caso y en evaluaciones comparativas. No obstante, los propios autores señalan que este predominio plantea limitaciones geográficas, ya que los marcos desarrollados en España incorporan supuestos específicos del contexto local (como costes, cadenas de suministro o clima) que requieren validación previa antes de su extrapolación a las infraestructuras de otras naciones.

La brecha teoría-práctica

Existe una tendencia a «proponer y abandonar» marcos de trabajo. Al haber más publicaciones de marcos (20) que de casos de estudio (18), la validez de estas herramientas resulta cuestionable. A menudo, los investigadores proponen algoritmos complejos de toma de decisiones multicriterio (MCDM) que se ignoran en condiciones reales a favor de alternativas más simples.

Análisis de cobertura: sesgos en los materiales y en los elementos.

Un hallazgo crítico es el desequilibrio en el enfoque técnico de las investigaciones.

  • Dominio del hormigón: se identificaron 22 artículos centrados en el hormigón, el hormigón armado y los aditivos (como cenizas volantes y humo de sílice), frente a solo 4 dedicados al acero y 6 a los puentes mixtos.
  • Ambigüedad de los elementos: Más del 60 % de los estudios no especifican qué elemento exacto del puente (tablero, vigas o losas) se analiza. Esto socava la aplicabilidad práctica, ya que las consecuencias económicas y ambientales varían drásticamente entre la sustitución de un tablero y el refuerzo de una viga.
  • Sesgo geográfico: España lidera la investigación con 12 manuscritos, seguida de China y EE. UU. con 9 cada uno. Esto limita la generalizabilidad de los marcos desarrollados debido a las diferencias climáticas (ciclos de hielo-deshielo) y a los costes de los materiales.

Transformación digital y tecnologías emergentes.

A pesar de su potencial, las tecnologías digitales modernas están subrepresentadas en la red de palabras clave de la literatura analizada.

  • BIM (Building Information Modeling): se utiliza principalmente para la visualización de daños y la gestión de la información, pero su integración en los casos de estudio de mantenimiento sigue siendo limitada.
  • Inteligencia artificial: herramientas como las redes neuronales convolucionales (CNN) y los algoritmos YOLO han mostrado una precisión de 0,91 en la detección de grietas.
  • Digital Twins y IoT: representan el siguiente paso para la monitorización en tiempo real y la toma de decisiones de mantenimiento proactivas, aunque requieren una mayor inversión inicial.

Hoja de ruta para la investigación futura.

Para cerrar las brechas identificadas, se propone la siguiente hoja de ruta, estructurada por urgencia y prioridad:

Prioridad alta/corto plazo:

  • LCA en puentes mixtos (acero-hormigón): expandir el uso del análisis de ciclo de vida más allá del hormigón.
  • Marcos con modelos de optimización: integrar modelos matemáticos robustos en los marcos de trabajo propuestos.
    Análisis orientado a elementos: Declarar explícitamente el componente del puente objeto de estudio para mejorar la transparencia.

Prioridad media/corto plazo:

  • Especificación de los tipos de diseño estructural (para evitar la ambigüedad en la tipología de la estructura).
  • Análisis de puentes pretensados: investigar más a fondo sus impactos sociales y económicos.
  • Equilibrio en la investigación de materiales: reducir el sesgo hacia el hormigón.

Investigación fundamental:

Incorporación eficiente del LCA en puentes reales: superar la falta de datos y la resistencia de los propietarios de infraestructuras para implementar evaluaciones de sostenibilidad en proyectos complejos del mundo real.

Conclusión

La sostenibilidad en el mantenimiento de puentes exige un cambio de paradigma hacia un modelo decididamente orientado a la aplicación que supere la brecha existente entre la formulación metodológica teórica y la práctica operativa. Para transformar los desarrollos analíticos en herramientas de gestión viables, es imperativo validar los marcos metodológicos en proyectos del mundo real, exigir la caracterización explícita y transparente de las tipologías y de los elementos estructurales evaluados, y diversificar el análisis hacia materiales de acero y sistemas mixtos, frente al predominio tradicional del hormigón. Esta evolución debe articularse mediante la integración sistémica de la transformación digital, impulsada por la inteligencia artificial, el BIM, el IoT y los gemelos digitales, y establecer un ecosistema de mantenimiento predictivo que optimice el uso de recursos y asegure la resiliencia a largo plazo de las redes globales de transporte.

El futuro de la red de infraestructuras no depende de crear más algoritmos teóricos, sino de operacionalizar la sostenibilidad en las decisiones diarias de gestión de activos.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre este tema.

El siguiente vídeo explica bien lo comentado en el artículo.

Referencia:

Referencias de nuestro grupo en el artículo:

  • García-Segura, T., Penadés-Plà, V., & Yepes, V. (2018). Sustainable bridge design by metamodel-assisted multi-objective optimization and decision-making under uncertainty. Journal of Cleaner Production, 202, 904–915.
  • Martínez-Muñoz, D., Martí, J. V., & Yepes, V. (2020). Steel–concrete composite bridges: design, life cycle assessment, maintenance, and decision-making. Advances in Civil Engineering, 2020, 8823370.
  • Martínez-Muñoz, D., Martí, J. V., & Yepes, V. (2021). Comparative life cycle analysis of concrete and composite bridges varying steel recycling ratio. Materials, 14(15), 4218.
  • Martínez-Muñoz, D., Martí, J. V., & Yepes, V. (2022). Social impact assessment comparison of composite and concrete bridge alternatives. Sustainability, 14(9), 5186.
  • Milani, C. J., Yepes, V., & Kripka, M. (2020). Proposal of sustainability indicators for the design of small-span bridges. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(12), 4488.
  • Navarro, I. J., Penadés-Plà, V., Martínez-Muñoz, D., Rempling, R., & Yepes, V. (2020). Life cycle sustainability assessment for multicriteria decision making in bridge design: a review. Journal of Civil Engineering and Management, 26, 690–704.
  • Navarro, I. J., Yepes, V., & Martí, J. V. (2018). Social life cycle assessment of concrete bridge decks exposed to aggressive environments. Environmental Impact Assessment Review, 72, 50–63.
  • Navarro, I. J., Yepes, V., Martí, J. V., & González-Vidosa, F. (2018). Life cycle impact assessment of corrosion preventive designs applied to prestressed concrete bridge decks. Journal of Cleaner Production, 196, 698–713.
  • Navarro, I. J., Yepes, V., & Martí, J. V. (2020). Role of the social dimension in the sustainability-oriented maintenance optimization of bridges in coastal environments. WIT Transactions on the Built Environment, 196, 205–215.
  • Navarro, I. J., Yepes, V., & Martí, J. V. (2020). Sustainability assessment of concrete bridge deck designs in coastal environments using neutrosophic criteria weight. Structure and Infrastructure Engineering, 16, 949–967.
  • Penadés-Plà, V., García-Segura, T., Martí, J. V., & Yepes, V. (2016). A review of multi-criteria decision-making methods applied to the sustainable bridge design. Sustainability, 8(12), 1295.
  • Penadés-Plà, V., Martí, J. V., García-Segura, T., & Yepes, V. (2017). Life-cycle assessment: a comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges. Sustainability, 9(10), 1864.
  • Penadés-Plà, V., García-Segura, T., Martí, J. V., & Yepes, V. (2018). An optimization-LCA of a prestressed concrete precast bridge. Sustainability, 10(3), 685.
  • Penadés-Plà, V., Martinez-Munoz, D., García-Segura, T., Navarro, I. J., & Yepes, V. (2020). Environmental and social impact assessment of optimized post-tensioned concrete road bridges. Sustainability, 12(10), 4265.
  • Zhou, Z. W., Alcalá, J., Kripka, M., & Yepes, V. (2021). Life cycle assessment of bridges using Bayesian networks and fuzzy mathematics. Applied Sciences, 11, 4916.
  • Zhou, Z., Alcalá, J., & Yepes, V. (2021). Environmental, economic and social impact assessment: study of bridges in China’s five major economic regions. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(1), 122.

 

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Diferencias entre impacto social e impacto académico de la ciencia

Es importante distinguir entre el impacto académico y el social para comprender con precisión las múltiples dimensiones en las que la investigación científica aporta valor a la sociedad actual. Mientras que el primero mide la transformación dentro de las fronteras de la propia ciencia, el segundo evalúa su capacidad de repercusión más allá de la academia. Aunque ambos tipos de impacto están íntimamente relacionados y, en numerosos casos, se retroalimentan y se producen de manera conjunta, responden a lógicas, indicadores y públicos completamente diferentes.

El impacto académico o científico se refiere a la influencia que una investigación ejerce sobre la ciencia y el conocimiento. Se produce principalmente en la comunidad científica, entre quienes generan, consumen y evalúan el conocimiento, e incluye a investigadores, instituciones académicas y colegas científicos que utilizan, citan y construyen sobre trabajos previos. Este impacto puede canalizarse a través de publicaciones científicas, redes académicas, conferencias y otros medios de comunicación propios de la comunidad investigadora. Por tanto, su análisis se centra en determinar en qué medida los resultados de una investigación contribuyen al avance del conocimiento y ejercen influencia sobre otros investigadores o sobre nuevas líneas de trabajo.

El impacto social, también denominado no académico, se produce cuando los resultados de la investigación trascienden la comunidad científica y generan cambios en la sociedad. Se entiende como el cambio o conjunto de cambios duraderos que se producen en ámbitos como la economía, la salud, el medio ambiente, la seguridad social, la pobreza, el empleo, la tecnología o, en general, en la vida colectiva, como resultado de acciones de I+D+i que aportan valor a productos, servicios, procesos y tecnologías. Evaluar este impacto implica analizar si los resultados de la investigación llegan a personas y organizaciones ajenas al ámbito académico, si se utilizan y, especialmente, si contribuyen a modificar comportamientos, decisiones o prácticas. Estos efectos pueden aparecer a corto o a largo plazo y traducirse en mejoras concretas en ámbitos como la calidad de vida, el desarrollo social, el empleo o la protección del medio ambiente.

Metodologías de medición

Tradicionalmente, el impacto científico o el conocimiento se ha evaluado con base en los resultados de la actividad científica y tecnológica, mediante el análisis de los niveles de citación de los trabajos científicos. Los impactos en el conocimiento se miden habitualmente mediante técnicas bibliométricas que analizan las citas en las publicaciones académicas.

El impacto social, a diferencia de los niveles anteriores, es un tema abordado en una época más reciente y que aún carece de metodologías estándar para su medición, debido, sobre todo, a su complejidad. Las métricas de impacto social incluyen citas en documentos de políticas públicas, menciones en medios de comunicación, citas en patentes, citas en guías clínicas, menciones en sitios web y blogs profesionales y difusión en redes sociales generalistas .

Temporalidad del impacto

El impacto académico tiende a manifestarse de manera más inmediata y mensurable. Una vez publicado un artículo, las citas pueden comenzar a acumularse en un plazo relativamente corto y las bases de datos bibliográficas permiten un seguimiento sistemático.

El impacto social puede tardar más en manifestarse y, a menudo, resulta más difícil atribuirlo directamente a una investigación específica. Los cambios en las políticas públicas, las mejoras en la calidad de vida o las transformaciones en las prácticas profesionales pueden requerir años para materializarse y suelen ser el resultado de múltiples factores, no solo de una investigación concreta.

Audiencias objetivo

El impacto académico tiene como audiencia principal a la comunidad científica: investigadores, académicos, estudiantes de posgrado y profesionales que publican en revistas especializadas. La comunicación se realiza mediante el lenguaje técnico y los formatos propios de la academia (artículos, conferencias, pósteres científicos).

El impacto social tiene como destinatarios a personas que no pertenecen al ámbito académico: responsables políticos, agentes sociales, profesionales de diversos sectores y la ciudadanía en general. La difusión se produce cuando se dan a conocer los resultados de la investigación a la comunidad científica, a los responsables políticos, a los agentes implicados o a la ciudadanía en general.

Relación entre difusión, transferencia e impacto

Es importante no confundir el impacto con la difusión y la transferencia de los resultados de una investigación. La difusión se produce cuando se dan a conocer los resultados de la investigación, ya sea a la comunidad científica, a los responsables políticos, a los agentes implicados o a la ciudadanía en general. La transferencia ocurre cuando los resultados publicados y difundidos son utilizados por los destinatarios.

El término «resultado» abarca el espectro de salidas, logros e impactos. Es una realidad que sin resultados no hay impacto; por sí mismos, solo constituyen un impacto potencial, no el impacto real. El impacto es un beneficio medible, logrado, que aportó a la economía, favoreció a alguien o mejoró algo.

Tabla comparativa

Dimensión Impacto académico Impacto social
Definición Influencia en el pensamiento de otros investigadores a través de publicaciones y redes académicas Cambios duraderos en la sociedad, economía, medio ambiente y calidad de vida como resultado de la investigación
Ámbito Comunidad científica e instituciones académicas Sociedad en general, incluyendo economía, salud, empleo, medio ambiente
Audiencia Investigadores, académicos, estudiantes de posgrado Responsables políticos, profesionales, ciudadanos, agentes sociales
Métricas principales Citas en publicaciones académicas, factor de impacto de revistas, índices h Citas en políticas públicas, patentes, guías clínicas, menciones en medios, impacto en ODS
Temporalidad Relativamente inmediata y mensurable Puede tardar años en manifestarse, más difícil de atribuir
Lenguaje Técnico, especializado, formatos académicos Accesible, adaptado a diferentes audiencias no académicas
Canales Revistas científicas, conferencias, redes académicas Medios de comunicación, políticas públicas, redes sociales, informes institucionales
Evaluación Técnicas bibliométricas estandarizadas Metodologías diversas, menos estandarizadas, mayor complejidad

Interrelación entre ambos impactos

Las fuentes plantean que el impacto académico y el social están interrelacionados y no se excluyen mutuamente, sino todo lo contrario. El impacto académico puede ser un camino hacia el impacto social, ya que la validación por pares y la visibilidad en la comunidad científica pueden facilitar su posterior transferencia a la sociedad.

Sin embargo, hay procesos de investigación que no priorizan el impacto académico como vía hacia el impacto social, sino que buscan generar impacto social directamente desde el diseño del proyecto. Esto es especialmente relevante en investigaciones aplicadas, participativas o de acción social, en las que la colaboración con actores no académicos es central desde el inicio.

Reconocimiento institucional

Tradicionalmente, los sistemas de evaluación y recompensa académica han priorizado el impacto académico por encima del social. El reconocimiento y la recompensa adecuados del enfoque social de la investigación son objetivos fundamentales que requieren cambios en las políticas de evaluación.

Existe una discrepancia significativa entre los resultados de las investigaciones y su impacto social real. Muchos entrevistados perciben una diferencia muy sutil entre las publicaciones y el impacto social, reflejada en declaraciones como «cuando publicas tu trabajo y la gente te lee, la gente está usando tu trabajo y eso también es un impacto».

Desafíos en la medición

La investigación científica afecta tantos aspectos de la sociedad que medir la totalidad de sus impactos es una tarea ardua. Además, los impactos más significativos son los más difíciles de medir, por lo que resulta complicado identificar buenas métricas de impacto social.

A diferencia del impacto académico, que cuenta con indicadores estandarizados y ampliamente aceptados (como el factor de impacto o el índice h), el impacto social requiere metodologías más diversas y contextuales que capturen la complejidad de los cambios sociales.

Conclusión

La distinción entre impacto académico e impacto social no implica jerarquía, sino complementariedad. Ambos tipos de impacto son valiosos y necesarios para que la ciencia cumpla su función social. Mientras el impacto académico asegura la calidad, el rigor y el avance del conocimiento en la comunidad científica, el impacto social garantiza que ese conocimiento trascienda las fronteras de la academia y contribuya a mejorar la vida de las personas y de la sociedad en su conjunto. Reconocer y evaluar adecuadamente ambos tipos de impacto es esencial para una ciencia responsable y socialmente relevante.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre este tema.

Este vídeo resume bien el contenido de lo que hemos visto en este artículo.

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Puentes que mueren jóvenes: el coste invisible del calentamiento global en nuestra infraestructura

Cuando cruzamos un puente moderno, lo hacemos confiados en que la ingeniería ha superado la prueba del tiempo. Estas estructuras están diseñadas para durar, por norma general, al menos un siglo. Sin embargo, en todo el mundo, los gigantes de hormigón y acero están fallando décadas antes de lo previsto. ¿Por qué las infraestructuras que deberían ser monumentos a la estabilidad sucumben prematuramente? El enemigo no solo es el desgaste provocado por el tráfico o el paso de los años, sino también un factor mucho más sutil y persistente: el estrés térmico causado por el calentamiento global.

Un estudio fundamental realizado por nuestro equipo de investigación revela que el aumento de las temperaturas globales no solo supone una amenaza medioambiental, sino que también acelera la fatiga estructural. Esta investigación, que analiza la termodinámica de los puentes atirantados, pone de manifiesto una crisis silenciosa de infraestructuras que está disparando los riesgos para la seguridad y las emisiones de carbono a niveles alarmantes.

La muerte prematura del 8,67 % de los puentes del mundo.

La estadística es contundente: el 8,67 % de los puentes atirantados a nivel mundial han entrado en una fase de demolición prematura durante su vida útil. Este hallazgo desmonta la promesa del «periodo de diseño de 100 años» que rige la ingeniería civil contemporánea.

La realidad técnica es sombría. El estudio analiza casos como los del puente Nan’ao (NAB) y el puente del río Amarillo (YRB), cuyas vidas útiles se ven drásticamente reducidas por el estrés térmico acumulado. Es particularmente alarmante el caso del puente NAB: aunque fue diseñado para durar un siglo, la evaluación técnica de su vida útil por fatiga bajo condiciones de estrés térmico extremo y ciclos de congelación-descongelación proyectó una vida útil de apenas 6166 años. No se trata de un error de construcción, sino de una proyección científica sobre cómo la fatiga acumulada por el calor extremo «devora» la capacidad de carga de la estructura.

«La tendencia preocupante de las emisiones globales y la ineficiencia de los modelos de diseño actuales frente al cambio climático están provocando que la infraestructura se convierta en una fuente de riesgo inesperada, en la que la acumulación continua de daño térmico es el factor causal principal».

El «Carbon Drift»: un coste ambiental 2,7 veces mayor de lo previsto.

El estudio introduce un marco métrico tridimensional crucial: la «deriva de carbono». Esta métrica no solo mide el CO₂, sino que también considera el tiempo, la geografía y el rendimiento estructural para revelar la verdadera huella climática de una obra. Los datos revelan que esta degradación prematura ha generado un exceso de más de 100 millones de toneladas de emisiones de carbono.

Lo más impactante es que esta cifra equivale a 2,70 veces la producción de carbono proyectada originalmente en la fase de diseño. Aquí reside la «paradoja de la reconstrucción»: el calor daña el puente, lo que nos obliga a reconstruirlo con cemento, lo cual, a su vez, emite más CO₂ y acelera el calentamiento global. La degradación estructural se convierte así en un acelerador del cambio climático, creando un círculo vicioso de emisiones no contabilizadas que sabotea los objetivos globales de sostenibilidad.

La paradoja geográfica: las zonas templadas con mayor riesgo

Contrariamente a lo que cabría esperar, las regiones más calurosas del planeta no son necesariamente las más vulnerables. El modelado geoespacial ha identificado que las zonas de clima marítimo y de clima continental templado presentan la mayor vulnerabilidad estructural debido a la alta variabilidad de sus ciclos térmicos.

Esta paradoja se explica por la interacción entre la variabilidad climática regional y los gradientes altitudinales. En regiones como China, los datos técnicos muestran que, por cada 100 metros de altitud, la temperatura desciende entre 0,579 y 0,613 °C. Esta fluctuación, sumada a los cambios estacionales, intensifica los ciclos de congelación y descongelación, lo que provoca una fatiga en el hormigón mucho más agresiva que la causada por un calor constante. Los factores críticos identificados son:

  • Fluctuaciones de temperatura extrema: La amplitud entre máximas y mínimas genera un microestrés constante.
  • Gradientes de altitud: Las zonas montañosas experimentan ciclos térmicos más intensos y frecuentes.
  • Ciclos térmicos intensificados: El paso constante de frío a calor genera microfisuras que comprometen la integridad química del material.

La física del daño: por qué el hormigón se rinde ante el calor.

Para entender esta crisis, debemos observar la microestructura del material. El calor induce lo que los ingenieros llaman «deterioro termomecánico» y «evolución de la fluencia» (creep evolution). En un proceso de «ablación interna» progresiva, las altas temperaturas oxidan los microcristales de carbono de la estructura, generando microestrés que propaga grietas de forma invisible. Con el tiempo, esto debilita la adherencia crítica entre el acero de refuerzo y el hormigón, lo que deteriora la capacidad de carga de manera desigual hasta que se produce el fallo final.

El coste ambiental de este fallo es enorme debido a una relación física implacable: 1 tonelada de cemento emite aproximadamente 0,9 toneladas de CO₂. Cada reparación obligada por el calor supone un golpe severo al presupuesto de carbono del planeta.

«Desde la perspectiva de la termodinámica, la predicción precisa de la respuesta estructural en entornos de alta temperatura es esencial para prevenir deformaciones generales y el colapso de la capacidad de carga en la ingeniería civil moderna».

Hacia una infraestructura de «bajo carbono»: ¿es suficiente?

El estudio propone soluciones basadas en materiales de vanguardia para mitigar este impacto y aumentar la resiliencia.

  • Sustitutos del clínker: El uso de arcilla calcinada (calcined clay), cenizas volantes y escoria de alto horno puede reducir las emisiones de CO2 entre un 14% y un 22%.
  • Nanotecnología: La incorporación de nano CaCO3 en una proporción óptima del 2% para mejorar la resistencia a la compresión y la densidad de la matriz del concreto.
  • Diseño híbrido: Optimización mediante agregados reciclados para reducir el carbono incorporado en las materias primas.

Sin embargo, la innovación en materiales es solo la mitad de la batalla. El reto principal es normativo: es urgente recalibrar los códigos de diseño. Los estándares actuales están diseñados para un clima estable que ya no existe y no contemplan los extremos térmicos a los que nos enfrentaremos en las próximas décadas.

Conclusión: ¿Estamos diseñando para un mundo que ya no existe?

La infraestructura global se encuentra hoy en una carrera desesperada contra el tiempo y el termómetro. Los datos de Zhiwu Zhou et al. son una advertencia final sobre el «clima overshoot» o sobrepasado: nuestras ciudades están sostenidas por estructuras que envejecen a una velocidad que no previmos y que emiten más carbono del que podemos permitirnos.

Al finalizar este análisis, surge una pregunta inevitable que debe resonar en cada oficina de planificación urbana: ¿están nuestras ciudades listas para los desafíos térmicos de 2050 o estamos construyendo hoy, con cada nuevo puente de diseño tradicional, los monumentos de nuestra propia obsolescencia?

En esta conversación puedes escuchar algunas de las ideas más interesantes sobre este tema.

Este vídeo resume bien el contenido del trabajo.

Referencia:

ZHOU, Z.; DING, F.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2026). Thermal damage and lifespan deterioration of global infrastructure under climate warming. Thermal Science and Engineering Progress, 78, 104910. DOI:10.1016/j.tsep.2026.104910

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Degradación termo-mecánica e impacto de carbono: obsolescencia prematura de infraestructuras por el calentamiento global

Acaban de publicar un artículo nuestro en Thermal Science and Engineering Progress, una de las revistas de mayor impacto científico, ubicada en el primer cuartil del JCR. Este estudio científico analiza cómo el calentamiento global y las temperaturas extremas aceleran la degradación física de la infraestructura vial, con especial atención a los puentes atirantados de hormigón.

La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. Además, muestra la internacionalización de nuestro grupo de investigación, en este caso, con China. A continuación, se presenta un resumen del trabajo y de la información de contexto.

Este trabajo sintetiza una investigación profunda sobre el impacto del calentamiento global en la infraestructura crítica, en particular en los puentes atirantados de hormigón. El estudio revela una presión dual: el calentamiento acelera la degradación estructural y, simultáneamente, amplifica las emisiones de carbono incorporadas debido a la necesidad de demoliciones prematuras y reparaciones no planificadas.

Los hallazgos clave indican que el 8,67% de los puentes atirantados a nivel mundial han entrado en una fase de demolición prematura durante su etapa operativa. Esto ha generado emisiones de carbono excedentes de más de 100.000 toneladas, una cifra equivalente a 2,70 veces la producción de carbono proyectada en la etapa de diseño original. Las regiones de clima templado marítimo y continental se identifican como zonas de alta vulnerabilidad, lo que exige una recalibración urgente de los códigos de diseño para garantizar la sostenibilidad y la resiliencia de la infraestructura global.

1. El impacto térmico en las estructuras de hormigón

El calentamiento global altera el equilibrio termomecánico de las estructuras, afectándolas principalmente mediante dos mecanismos: el gradiente térmico y la temperatura uniforme.

1.1. Mecanismos de deterioro

  • Efectos térmicos estáticos: Bajo condiciones de alta temperatura, las estructuras sufren deformaciones y tensiones excesivas que pueden comprometer su integridad microestructural.
  • Evolución de la fluencia (creep): En condiciones de carga variable y a alta temperatura, la microestructura experimenta una evolución gradual de la fluencia. Esto induce tensiones que inician y propagan grietas.
  • Efecto de retraso temporal (time-lag): Los fenómenos de retraso o diferencias de fase en la variación de la temperatura entre distintas ubicaciones estructurales son factores determinantes de la acumulación continua de daños.

1.2. Factores de degradación química y física

El deterioro es un proceso acoplado multivariable influenciado por:

  • Reacción álcali-sílice: Causa pérdida de propiedades mecánicas y reducción de la durabilidad del agregado.
  • Corrosión de armaduras: La temperatura es el principal factor que acelera la corrosión de las armaduras en el hormigón.
  • Gradientes térmicos severos: La exposición repetida a gradientes de temperatura extremos provoca grietas que afectan la vida útil normal y el funcionamiento.

2. Marco metodológico y modelización

La investigación emplea un marco multidisciplinario, basado en la física, que vincula el forzamiento climático a escala macro con el deterioro estructural a escala micro.

2.1. Innovaciones en el modelado

  • Métrica de deriva de carbono 3D: Un nuevo marco para acoplar la variabilidad climática regional con la decadencia del rendimiento estructural.
  • Modelo de daño térmico global: Incorpora la cuantificación de la incertidumbre y la caracterización estadística de eventos extremos.
  • Simulaciones de elementos finitos: Modelización detallada que incluye temperaturas extremas específicas del sitio, gradientes altitudinales e incertidumbre climática.

2.2. Ecuaciones fundamentales de transferencia de calor

El estudio se apoya en la ley de conducción de calor de Fourier y en modelos mejorados de radiación solar (Kelvin) para calcular la intensidad de radiación total, considerando las radiaciones directas, dispersas, reflejadas por el suelo e inversas atmosféricas.

3. Análisis de casos de estudio: puentes de gran luz

Se analizaron cuatro puentes atirantados en diferentes regiones climáticas para evaluar su deformación ante gradientes de temperatura extremos a lo largo de un ciclo de 50 años (1975–2025).

Tabla 1: Resumen de puentes analizados y rendimiento térmico

Puente Ubicación / clima Altitud promedio Ciclos hielo-deshielo (>20 °C) Vida útil de diseño Vida de fatiga estimada
NAB (Nan’ao) Monzón subtropical 15 m 3.098 100 años 6,166 años
MRB (Meixi) Monzón cálido/húmedo 943 m 3.672 100 años 20,470 años
WEB (Wuhekou) Transicional cálido 194 m 4.302 100 años 22,117 años
YRB (Yellow River) Continental templado 1.630 m 3.808 100 años 16,916 años

Hallazgos críticos por caso:

  • NAB: El análisis de acoplamiento térmico mostró que la vida operativa real caería a 93,834 años, por debajo del diseño original de 100 años.
  • MRB: Bajo ciclos intensos de hielo-deshielo, la vida útil se redujo drásticamente entre 65,9 y 93,1 años respecto a su vida útil de diseño original.
  • WEB: Presentó una relación de tensión térmica entre las losas superior e inferior de 2,818, lo cual fue la principal causa del arqueo en la viga principal.
  • YRB: Las temperaturas extremas (mínima de -21,7 °C) y la alta altitud provocaron una reducción masiva de la durabilidad, con una vida de fatiga acumulada de apenas 16,9 años en condiciones críticas.

4. Sostenibilidad y emisiones de carbono

La industria del hormigón enfrenta desafíos críticos, dado que la producción de una tonelada de cemento emite aproximadamente 0,9 toneladas de CO2.

4.1. El ciclo de retroalimentación climática

El estudio advierte sobre un círculo vicioso: el calentamiento global acelera el deterioro de las infraestructuras, lo que obliga a reconstrucciones prematuras, que a su vez generan más emisiones de CO2 y aceleran aún más el calentamiento. Por cada 1% de aumento en la tasa de crecimiento de las emisiones de carbono, la temperatura media aumenta en 0,01873 °C.

4.2. Análisis regional de emisiones excedentes

El equipo investigó 1.427 puentes atirantados en 27 países, dividiendo los hallazgos por regiones:

  • Norteamérica: En EE. UU., 14 puentes superaron su vida útil real calculada tras el daño térmico, entrando en periodo de demolición. Las emisiones en el periodo de demolición aumentaron un 488,19% en la región.
  • Europa: Alemania e Italia representan el 34,63% y el 15,24% de los puentes europeos, respectivamente. Tras el daño por fatiga ambiental, las emisiones durante el periodo de mantenimiento en Europa disminuyeron un 29,68% debido a demoliciones tempranas, pero las emisiones por demolición aumentaron un 1054,14%.
  • Asia-Pacífico: China representa el 43,22% de la región. Aunque muchos puentes son nuevos, la sensibilidad térmica indica que, al aumentar la temperatura, las propiedades de corte y la adherencia entre el acero y el hormigón disminuyen drásticamente.

5. Soluciones y mitigación: hormigón de bajas emisiones

Para cumplir con la Agenda 2030 de la ONU, resulta necesario adoptar materiales y tecnologías sostenibles.

Tabla 2: Tecnologías de Reducción de Carbono en la Construcción

Estrategia Materiales / Métodos Efecto en reducción de CO2
Sustitución de clinker Cenizas volantes, escoria, arcilla calcinada Reducción del 14% – 22%
Adhesivos sin cemento Materiales cementicios activados por álcalis Reducción de hasta el 80%
Optimización híbrida Áridos reciclados Reducción del 22% – 46% en materias primas
Nanotecnología Nano-rellenos de CaCO3 (2%) Mejora la resistencia y propiedades de la matriz
Captura de carbono Absorción química / Ciclo de calcio Captura directa de emisiones de CO2

6. Conclusiones y recomendaciones

La investigación concluye que el modelo tradicional de diseño de infraestructura resulta insuficiente frente a la volatilidad climática actual.

  1. Recalibración de códigos: Es urgente actualizar las especificaciones de diseño de vida útil, incorporando modelos de daño térmico que consideren eventos climáticos extremos y variaciones altitudinales.
  2. Enfoque interdisciplinario: La evaluación de infraestructuras debe integrar mecánica, termodinámica, ciencias sociales y detección remota para identificar las causas raíz de las fallas.
  3. Priorización de nuevos materiales: La durabilidad a largo plazo de los nuevos materiales de bajo carbono requiere una evaluación continua en entornos naturales reales, ya que la investigación actual en este ciclo de vida es insuficiente.
  4. Gestión de riesgos de «overshoot»: La industria de la infraestructura debe reconocer su papel decisivo en el riesgo de superación climática a nivel regional y global, y adoptar estrategias de diseño adaptativo para evitar el colapso prematuro de activos críticos.

Referencia:

ZHOU, Z.; DING, F.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2026). Thermal damage and lifespan deterioration of global infrastructure under climate warming. Thermal Science and Engineering Progress, 78, 104910. DOI:10.1016/j.tsep.2026.104910

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La interdisciplinariedad y su importancia en la investigación

La interdisciplinariedad ocupa un lugar cada vez más importante en la investigación científica. Muchos de los problemas actuales, como el cambio climático o el desarrollo de la inteligencia artificial, no pueden entenderse desde una única disciplina. Para estudiarlos es necesario reunir conocimientos, métodos y puntos de vista procedentes de distintos campos.

Este enfoque consiste en trabajar con dos o más disciplinas para estudiar cuestiones que no encajan por completo en un solo ámbito. La combinación de estos conocimientos permite analizar los problemas desde diferentes perspectivas y obtener una visión más completa. En este aspecto, la interdisciplinariedad se diferencia de la multidisciplinariedad. En esta última, varias disciplinas pueden participar en un mismo proyecto, pero cada una mantiene sus propios métodos y trabaja de forma relativamente independiente. En la interdisciplinariedad, en cambio, existe un mayor intercambio entre los distintos campos. Los investigadores comparten conocimientos, combinan métodos y pueden plantear nuevas formas de estudiar un problema.

Resolución de problemas complejos

Uno de los principales beneficios de la interdisciplinariedad es que permite estudiar problemas que difícilmente pueden resolverse desde un único campo. El cambio climático, la seguridad alimentaria, las pandemias o la inteligencia artificial son buenos ejemplos. En todos ellos intervienen numerosos factores, por lo que resulta necesario contar con especialistas de diversas áreas.

El cambio climático evidencia claramente esta necesidad. Para hacerle frente no basta con conocer los procesos atmosféricos. También hacen falta conocimientos de ingeniería, economía, sociología y política, entre otros campos. La colaboración entre estos especialistas puede ayudar tanto a comprender mejor el problema como a diseñar medidas aplicables en la práctica.

Lo mismo ocurre con muchos otros problemas del mundo real. Una disciplina puede explicar una parte de un fenómeno, pero no necesariamente todas sus causas ni todas sus consecuencias. El trabajo conjunto permite comparar diferentes puntos de vista y detectar aspectos que podrían quedar fuera de un análisis más limitado. De este modo, la investigación interdisciplinar ofrece una visión más amplia del problema y facilita la relación entre conocimientos que normalmente se estudian por separado.

Innovación y nuevos descubrimientos

La colaboración entre disciplinas también puede favorecer la aparición de nuevas ideas y soluciones. Cuando investigadores de diferentes campos trabajan juntos, pueden combinar métodos y conocimientos que, por separado, no habrían dado los mismos resultados.

Un ejemplo conocido es el Proyecto Genoma Humano, en el que participaron especialistas de áreas como la biología, la química, las matemáticas, la ingeniería y la informática. El objetivo era identificar y estudiar el genoma humano, una tarea que requería un amplio conjunto de conocimientos. Los resultados del proyecto cambiaron la forma de estudiar la genética y allanaron el camino para nuevas investigaciones en medicina.

La biotecnología moderna también pone de manifiesto las posibilidades de este tipo de colaboración. La combinación de la biología molecular y la ingeniería ha permitido desarrollar nuevas terapias y numerosos productos con aplicaciones médicas y agrícolas. En las ciencias sociales encontramos otro ejemplo en la economía del comportamiento, que combina conocimientos de economía y psicología para estudiar cómo las personas toman decisiones. Este campo ha puesto en duda algunos modelos económicos basados exclusivamente en la idea de que las personas actúan siempre de manera racional.

Algo parecido sucede con la neurociencia cognitiva. Esta disciplina integra conocimientos de psicología, biología e informática para estudiar el funcionamiento del cerebro. Gracias a esta combinación ha sido posible avanzar en el estudio de procesos como el aprendizaje, la memoria y la toma de decisiones.

Mejora de la calidad de la investigación

La colaboración interdisciplinar también puede mejorar la calidad de la investigación. Cuando participan especialistas con formaciones diversas, los resultados pueden revisarse desde múltiples perspectivas. Esto ayuda a detectar errores, plantear cambios en los métodos empleados y verificar que las conclusiones estén bien fundamentadas.

En muchos proyectos, los investigadores se encargan de distintas fases del trabajo y revisan los resultados obtenidos por sus compañeros. Cada especialista puede prestar atención a aspectos distintos según su formación. Por ejemplo, un estadístico puede detectar problemas en el tratamiento de los datos que quizá no sean evidentes para un investigador de otra área. Del mismo modo, un especialista en el tema estudiado puede señalar cuestiones que no figuran en un análisis puramente estadístico.

La colaboración también permite distribuir la responsabilidad en el proceso de investigación. Contar con varias personas que revisen los resultados facilita la detección de errores y aumenta las posibilidades de obtener datos reproducibles en otros estudios. Además, la combinación de diferentes puntos de vista puede ayudar a reducir ciertos sesgos en la interpretación de los resultados. Los desacuerdos entre investigadores no tienen por qué ser negativos, ya que en muchos casos obligan a revisar las ideas iniciales y pueden conducir a conclusiones mejor fundamentadas.

Más recursos y posibilidades de financiación

Los proyectos interdisciplinarios también pueden acceder a más opciones de financiación. Algunos organismos nacionales e internacionales valoran especialmente los proyectos en los que participan investigadores de distintas áreas que forman parte de redes de colaboración. La razón es que estos proyectos pueden abordar cuestiones de mayor alcance y reunir conocimientos que sería difícil concentrar en un solo equipo.

La participación en redes académicas internacionales ofrece, además, diversas posibilidades. Entre ellas, se encuentran los proyectos de cooperación entre instituciones, las becas de movilidad, las convocatorias internacionales y algunos fondos destinados a investigaciones realizadas en varios países. Estas oportunidades pueden resultar más difíciles de conseguir para los grupos que trabajan de forma aislada.

Formar parte de estas redes también facilita el contacto entre investigadores con intereses comunes. A partir de estas relaciones pueden surgir nuevos equipos y proyectos en los que participen especialistas de diversas disciplinas. El trabajo conjunto permite plantear investigaciones de mayor alcance y compartir recursos, conocimientos y experiencias.

Así, la interdisciplinariedad no consiste simplemente en reunir a especialistas de distintos campos. Su principal valor radica en lograr que esos conocimientos se relacionen y se utilicen de manera conjunta. Ante problemas de múltiples causas y consecuencias, esta colaboración permite analizar mejor cada situación, plantear soluciones desde diferentes perspectivas y ampliar las posibilidades de la investigación científica.

Beneficios para la carrera de los investigadores

La interdisciplinariedad también puede favorecer la trayectoria profesional de los investigadores. Trabajar con especialistas de otras áreas permite establecer nuevos contactos y conocer grupos de investigación con los que, de otro modo, quizá no se habría tenido relación. Estas colaboraciones pueden aumentar la presencia del investigador en su propio campo y, al mismo tiempo, acercarlo a otros ámbitos profesionales.

Participar en proyectos de este tipo también facilita el acceso a recursos, equipos e infraestructuras que no siempre están disponibles para un solo grupo de investigación. Además, trabajar con otros especialistas puede dar lugar a nuevos proyectos y colaboraciones. De esta forma, la experiencia interdisciplinar no solo aporta conocimientos de otras áreas, sino que también puede influir en las oportunidades que surgen a lo largo de la carrera profesional.

Otro aspecto importante es el desarrollo de habilidades que pueden resultar útiles en distintos trabajos. Los investigadores que colaboran con personas de otras disciplinas deben aprender a explicar sus conocimientos de modo que los especialistas ajenos a su formación los comprendan. También deben adaptar sus métodos a diversas situaciones y encontrar puntos en común entre distintas formas de trabajo.

Estas capacidades son útiles tanto dentro como fuera de la universidad. En muchos entornos profesionales es habitual trabajar en equipos integrados por personas con conocimientos y experiencias diversos. Saber comunicarse con ellas, entender sus planteamientos y coordinar el trabajo es tan importante como dominar los conocimientos propios de una especialidad.

Por tanto, la experiencia interdisciplinar puede aportar algo más que conocimientos científicos. También ayuda a los investigadores a ampliar su red de contactos, a familiarizarse con otras formas de trabajo y a adquirir habilidades que pueden resultarles útiles en distintas etapas de su carrera.

Creatividad e innovación en la investigación interdisciplinar

La investigación interdisciplinar combina conocimientos y métodos de trabajo de distintas disciplinas. Esta combinación puede ayudar a encontrar soluciones que no surgirían con la misma facilidad en una sola disciplina. Al contar con métodos, teorías y datos distintos, los investigadores pueden comparar ideas y plantear respuestas diversas ante un mismo problema.

La diversidad de perspectivas también puede favorecer la innovación científica. Dos áreas pueden estudiar la misma cuestión, pero hacerlo con métodos distintos. Cuando los investigadores de ambas áreas ponen en común lo que saben, pueden incorporar nuevos datos y nuevas formas de análisis al proyecto. Esto permite examinar el problema desde varios puntos de vista y encontrar relaciones que quizá no serían visibles si cada grupo trabajara por separado.

Un aspecto especialmente interesante de este tipo de colaboración es que las ideas de una disciplina pueden servir para resolver problemas de otra. Un método utilizado habitualmente en un campo puede tener una aplicación inesperada en otro. Del mismo modo, una pregunta planteada desde una especialidad determinada puede llevar a los investigadores a revisar sus propias formas de trabajo.

Por ello, la diversidad dentro de un equipo de investigación no se limita a reunir a personas con conocimientos distintos. Lo importante es que haya un intercambio entre ellas. Cuando este intercambio funciona, las aportaciones de cada disciplina pueden complementarse y dar lugar a soluciones que difícilmente surgirían si trabajaran de forma aislada.

Formación e intercambio académico

La interdisciplinariedad también anima a los investigadores a salir de su área de especialización y acercarse a otros campos. Al participar en proyectos de este tipo, conocen teorías, métodos y formas de trabajo diferentes de los que suelen emplear. Esta experiencia puede ampliar sus conocimientos y ayudarles a incorporar nuevas herramientas a sus investigaciones.

El contacto con otras disciplinas también puede servir para desarrollar nuevas capacidades. Un investigador que trabaja fuera de su especialidad debe aprender a comprender conceptos distintos, adaptar sus métodos y combinar conocimientos de campos diferentes. Con el tiempo, estas experiencias pueden ampliar su formación y hacer que afronten sus investigaciones desde otras perspectivas.

Las redes internacionales ofrecen otras posibilidades de aprendizaje. A través de ellas se organizan estancias de investigación, programas de movilidad para estudiantes y profesores, seminarios conjuntos y programas de doble titulación, entre otras actividades. Estas iniciativas permiten que investigadores y estudiantes conozcan otras universidades, establezcan relaciones profesionales y compartan sus métodos de trabajo.

Este intercambio también beneficia a las propias instituciones. La colaboración entre universidades y centros de investigación de distintos países hace posible que los conocimientos y los métodos desarrollados en un lugar lleguen a otros. Además, mantener este contacto les permite a los investigadores conocer los últimos avances en sus áreas de estudio y actualizar sus conocimientos.

En conjunto, la movilidad y el trabajo interinstitucional contribuyen a la formación continua de la comunidad académica. No solo se trata de adquirir nuevos conocimientos, sino también de conocer otras maneras de investigar, de enseñar y de plantear problemas científicos.

Contribución al avance de la ciencia abierta

La interdisciplinariedad fomenta el contacto entre investigadores de diferentes campos y facilita el intercambio de conocimientos. Cuando especialistas con formaciones distintas trabajan en un mismo proyecto, pueden conocer otras formas de plantear y estudiar los problemas. Este intercambio ayuda a reducir la separación que a veces existe entre unas disciplinas y otras.

Las redes internacionales también facilitan esta colaboración. A través de ellas, universidades y centros de investigación pueden compartir publicaciones, datos y recursos y participar en proyectos conjuntos. Estas redes pueden contribuir al desarrollo de la ciencia abierta y facilitar el acceso al conocimiento, sobre todo si participan instituciones con recursos y capacidades diversos.

En Iberoamérica, las alianzas entre países del sur pueden desempeñar un papel especialmente importante. La colaboración entre universidades y centros de investigación de la región permite estudiar problemas en su contexto de origen y plantear soluciones que consideren las características de cada territorio. Al mismo tiempo, los resultados de estas investigaciones pueden ser útiles para otros lugares que se enfrentan a problemas similares.

Por ello, formar parte de redes internacionales no solo supone una oportunidad para conseguir nuevos proyectos o establecer contactos. También permite compartir conocimientos y experiencias entre instituciones de distintos países y acercar la investigación a las necesidades de cada sociedad. La colaboración entre investigadores puede contribuir a una ciencia más abierta y participativa en la que tengan cabida diferentes perspectivas y realidades.

Retos de la investigación interdisciplinar

Aunque la investigación interdisciplinar ofrece muchas ventajas, también plantea algunos desafíos. Una de las más habituales surge cuando investigadores de distintas áreas utilizan conceptos y métodos de trabajo diferentes. Cada disciplina tiene su propia terminología, teorías y métodos, por lo que puede llevar tiempo encontrar una forma de comunicación que todos entiendan. Si no se logra ese punto de encuentro, el trabajo conjunto puede resultar más lento y complejo.

También pueden surgir problemas dentro de las propias instituciones. Muchas universidades y centros de investigación están organizados en departamentos y áreas de conocimiento muy específicas. Esta estructura puede dificultar la creación de proyectos que involucren a varios departamentos, así como la obtención de financiación o recursos para su realización. Además, un investigador debe conocer lo suficiente de otras disciplinas como para colaborar con sus especialistas sin perder la profundidad de su propia área de estudio.

Otro problema tiene que ver con la coordinación del trabajo. Cuando participan personas con formaciones diferentes, no siempre coinciden las prioridades, los métodos ni la manera de interpretar los resultados. Llegar a acuerdos puede llevar más tiempo que en un proyecto desarrollado dentro de una sola disciplina. Por esta razón, la colaboración interdisciplinar requiere una planificación clara y una comunicación constante entre los participantes.

Para facilitar este tipo de investigación, las universidades y los centros de investigación pueden ofrecer formación específica en comunicación y en trabajo interdisciplinario. También resulta útil crear espacios en los que los investigadores puedan reunirse, intercambiar ideas y conocer el trabajo de otros grupos. Estos encuentros ayudan a construir relaciones de colaboración y a comprender mejor las diferencias entre las distintas áreas.

El apoyo institucional también es importante. Las universidades pueden crear convocatorias de financiación para proyectos interdisciplinares, impulsar centros en los que trabajen investigadores de diferentes campos y tener en cuenta este tipo de colaboración en los procesos de evaluación y de promoción profesional. Así, la interdisciplinariedad no dependerá únicamente de la iniciativa de los investigadores, sino que contará con condiciones que facilitarán su desarrollo.

Conclusión

La interdisciplinariedad se ha convertido en una parte importante de la investigación actual. Muchos de los problemas que afectan a la sociedad, como el cambio climático, las pandemias, la desigualdad social o el desarrollo de la inteligencia artificial, tienen causas y consecuencias que inciden en distintos ámbitos. Por eso, resulta difícil estudiarlos adecuadamente desde una sola disciplina. La colaboración entre áreas permite reunir conocimientos y métodos diversos para comprender mejor estos problemas y buscar soluciones más adecuadas.

Además de aportar nuevos conocimientos, el trabajo interdisciplinario puede favorecer la innovación, mejorar la calidad de la investigación y ampliar las oportunidades de formación y colaboración para los investigadores. Sin embargo, este tipo de trabajo también presenta dificultades. Las diferencias en la terminología, los métodos y las formas de organizar la investigación pueden complicar la colaboración. Superarlas requiere tiempo, comunicación y un mayor apoyo por parte de las instituciones académicas.

Por esta razón, sería conveniente seguir impulsando proyectos en los que participen investigadores de diferentes áreas. También es importante crear espacios de encuentro, facilitar la financiación de estos proyectos y reconocer la colaboración interdisciplinar en la carrera académica.

En un contexto en el que muchos problemas afectan a varios ámbitos simultáneamente, trabajar de forma aislada puede resultar insuficiente. La colaboración entre disciplinas permite poner en común conocimientos que, por separado, ofrecen una visión parcial de la realidad. En este sentido, la interdisciplinariedad no solo puede mejorar la forma de investigar, sino también acercar la ciencia a los problemas que plantea la sociedad.

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