Pasos para crear túneles sin emisiones de carbono
A pesar del desalentador cronograma establecido por el Acuerdo de París, los túneles sin emisiones de carbono son posibles si se implementan las soluciones adecuadas.
La industria de la construcción de túneles se encuentra en un punto de inflexión en el que la sostenibilidad y la descarbonización son asuntos prioritarios para los ejecutivos. A fin de lograr el objetivo del límite de 1.5 °C para frenar el cambio climático antes de 2050, el sector deberá reducir las emisiones directas de CO2 a cero neto.
Actualmente, muy pocos países y proyectos de infraestructura están "siguiendo el ejemplo" y tomando la iniciativa para reducir el carbono. Quizá Noruega sea el único país que marca el camino y, al igual que ocurre con su mercado nacional de vehículos eléctricos, allí se emplean cada vez más equipos de construcción eléctricos. Se prevé que, en las principales ciudades, se construyan edificios neutros en carbono antes de 2025. Fuera de Noruega, en algunos países y proyectos en Europa, por ejemplo, se están estableciendo al menos objetivos aspiracionales para reducir el carbono, pero generalmente solo se centran en la elaboración de mezclas de concreto con bajas emisiones de este gas.
La industria de la construcción de túneles contribuye a las emisiones globales de CO2 y tiene que desempeñar un rol en la reducción de carbono. La industria se enfrenta a una presión cada vez mayor por parte de las autoridades responsables de formular políticas, los inversionistas y los clientes para descarbonizar las operaciones.
Una vez que se toma la decisión de construir un nuevo túnel, el diseño inteligente seguido de una construcción eficiente centrada en las emisiones de carbono permitirá reducir los costos del proyecto.
Aunque algunas personas creen que la construcción de túneles con bajas emisiones de carbono equivale a costos de proyecto más elevados, las prácticas óptimas actuales en cuanto a la gestión del carbono en la industria de la construcción sugieren lo contrario. Y mediante un enfoque holístico a lo largo del proyecto, con los ingenieros centrados en reducir las emisiones de carbono, intrínsecamente se logra un ahorro en los costos generales del proyecto. Por cierto, este es el espíritu de la norma PAS2080 en materia de gestión del carbono en infraestructuras y, para los entusiastas de la descarbonización, bien vale la pena su aplicación en los proyectos.
Teniendo en cuenta esta ambición y esta necesidad cada vez mayores de descarbonización, opino que hay tres aspectos clave que acelerarían las campañas de descarbonización y darían un impulso considerable para lograr el objetivo del límite de 1.5 °C para frenar el cambio climático: construcción inteligente, construcción eficiente y construcción para toda la vida.
Construcción inteligente: todo comienza con un diseño innovador y cuidadoso
Los mayores beneficios de la descarbonización en la construcción de túneles provienen de las decisiones en las etapas de planificación y diseño. Las elecciones iniciales para posibles proyectos son fundamentales para la historia del carbono, por ejemplo, si en verdad es necesario construir o si se busca actualizar o prolongar la vida útil de los activos existentes antes de intentar construir algo nuevo.
Por lo tanto, apenas iniciada la etapa de diseño, se establecen las diferencias clave. Y en la construcción de túneles, la fase de diseño es donde se puede lograr la mayor proporción de ahorro de carbono. Dichos beneficios de diseño pueden implementarse con mayor facilidad en proyectos de túneles a través del liderazgo del cliente. Por ejemplo, incentivando enfoques de adquisición que atraigan a los principales contratistas para ofrecer procesos y materiales innovadores que reduzcan las emisiones de carbono, lo que, a su vez, estimulará la cadena de suministro técnico más amplia.
En la excavación de túneles a cielo abierto, el soporte en roca de concreto proyectado se utiliza en todo el mundo y, en muchos países, dada su alta calidad, también se adoptó ampliamente para los revestimientos de túneles permanentes, que permiten ahorrar entre un 20% y un 25 % del concreto utilizado en los sistemas de revestimiento de túneles convencionales. Creo que los modernos sistemas de concreto proyectado de hoy en día, que combinan altos niveles de reemplazo de cemento Portland, fibras poliméricas y tecnologías innovadoras de impermeabilización, ofrecen la posibilidad de lograr una reducción de las emisiones de carbono de hasta el 50% en los revestimientos de nuestros túneles. Sin embargo, repito, estas soluciones de "construcción inteligente" deben adoptarse e implementarse en la etapa inicial de diseño para maximizar la posibilidad de ahorro de carbono. Estas son soluciones reales para brindar ahorros reales, y podemos dar estos grandes pasos hoy con la cultura de equipo correcto y el diseño adecuado, todo combinado con nuevos y emocionantes modelos de adquisición que obligan a que sucedan cosas positivas.
Como dato curioso, el desafío para el concreto proyectado bajo en carbono es la ganancia de resistencia más lenta en las primeras horas después de la proyección. La ganancia temprana de resistencia es vital para la seguridad y la productividad aéreas en la construcción de capas lo suficientemente gruesas. Algunos estudios interesantes que desarrollamos con geopolímeros (mezclas sin cemento Portland) demostraron que podemos obtener concreto ultrabajo en carbono con una rápida ganancia de resistencia inicial, aunque seguimos mejorando el rendimiento a largo plazo, que es para que estas mezclas sean más viables.
El próximo paso que podemos dar para crear túneles sin emisiones de carbono es ser supereficientes en todos los procesos de construcción.
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Enfoque temprano: asociaciones estratégicas en diseño y colaboración con contratistas y cadena de suministro. |
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Materiales de revestimiento de concreto proyectado con bajo y ultrabajo contenido de carbono. Los nuevos aceleradores y membranas son clave. |
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Gama de equipos para la construcción SC basada en vehículos eléctricos a batería para diámetros de túneles principales. |
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Digitalización de la curvatura pequeña para validar el diseño. Desarrolle SmartScan en tiempo real y ecosistemas digitales a través de la colaboración de la industria. |
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Entrenamiento con simulador, acreditación EFNARC, mejora continua, desarrollo adicional de proyección asistida por computadora. |
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Las personas son clave para hacer que los túneles SCL con bajas emisiones de carbono funcionen. No es algo que vendrá de la legislación del gobierno. Los operadores del esquema deben liderar la situación. |
Es necesario un enfoque holístico al diseño y a la construcción de túneles para descarbonizar la industria. Cada paso del proceso ofrece un componente fundamental para el ahorro de carbono.
Construcción eficiente: equipos, personas y digitalización inteligentes
Se requerirán múltiples esfuerzos para abordar las principales fuentes de emisiones y descarbonizar. Dichas acciones incluyen un cambio hacia el abastecimiento sostenible, el uso selectivo de combustibles, transmisiones eléctricas, así como un cambio a proveedores de electricidad verde para impulsar nuestros proyectos de construcción de túneles.
Un ejemplo de nuestra oferta sostenible son los vehículos eléctricos con batería SmartDrive. SmartDrive ofrece un rendimiento mejorado con cero emisiones locales. También eliminan los costos de combustible y transporte de combustible y tienen costos más bajos de mantenimiento de los equipos. A modo de ejemplo, los contratistas de túneles noruegos ya están trabajando con objetivos de neutralidad de carbono para 2050 mediante el uso de robots de proyección SmartDrive Spraymec 8100 SD que se cargan con electricidad de la red hidroeléctrica. También comenzamos a ver esto en proyectos mineros remotos donde las plantas de energía renovable con base en la mina suministran la energía de carga de la batería para la flota de equipos mineros. Queremos alcanzar el cero neto y lo lograremos para 2050.
Para reducir las emisiones de carbono, es fundamental comenzar a medir y a establecer hoy mismo nuestro consumo de carbono en los proyectos de construcción de túneles. Necesitamos crear un punto de referencia que nos permita hacer comparaciones para mejorar nuestro trabajo. Para hacerlo, anticipo una revolución digital en la construcción de túneles con concreto proyectado, con plataformas de acceso a datos que extraen fuentes de datos de nuestros equipos subterráneos, plantas dosificadoras, etc., pero también sistemas inteligentes de escaneo 3D en tiempo real en el frente de excavación que ayudan a los operadores de boquillas robóticas a "hacerlo bien desde el principio" cuando proyecten de acuerdo con el perfil o espesor requeridos. Por ejemplo, estos sistemas también ayudarán a los ingenieros a evaluar el uso de materiales, la geología y la calidad. En esencia, un gemelo digital en tiempo real será muy valioso para todas las partes interesadas e impulsará la revisión diaria de la reducción de carbono y los costos y, al mismo tiempo, logrará procesos seguros y controlados.
Las plataformas de capacitación de realidad virtual para operadores clave se están consolidando en nuestra industria y el simulador de concreto proyectado VR de Normet, respaldado por el esquema de certificación internacional EFNARC C2, es el último ejemplo que permite a los operadores de boquillas perfeccionar sus habilidades en el entorno de un aula. Estos simuladores promueven formas seguras y sostenibles de proyección y destacan las áreas para mejorar, lo que contribuye a que los aprendices adopten las actitudes y las prácticas correctas que se necesitan en el espacio subterráneo real.
Construcción para toda la vida
¡Necesitamos ser una sociedad que deseche menos cosas, particularmente en nuestra vida de excavación de túneles! En Normet construimos equipos para que duren y, siempre que podemos, reciclamos y reutilizamos componentes y materiales para construir nuevos equipos y nuevos materiales de construcción.
Asimismo, cuando no tenemos que construir túneles nuevos, podemos ofrecer maneras de dar una nueva vida útil a activos subterráneos existentes que estén exhaustos y desgastados mediante el uso de herramientas remotas y precisas de evaluación de estructuras, junto con una variedad de tecnologías y procesos inteligentes de rehabilitación.
Finalmente, promovamos el uso de tecnologías de concreto proyectado con bajas emisiones de carbono para construir una infraestructura más sostenible que ayude a mejorar la vida de nuestras sociedades actuales y futuras. El alto valor social ya se puede medir con el renovado interés en los planes de almacenamiento subterráneo de energías renovables, por ejemplo, el almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo y el posible almacenamiento de hidrógeno, además de las soluciones de túneles de bajo costo para conectar de forma permanente nuestras comunidades remotas.
En pocas palabras, se necesitan varios esfuerzos en diversos frentes para acelerar las campañas de descarbonización. No se trata solo de concreto bajo en carbono. Todos tenemos trabajo que hacer, así que pongamos manos a la obra para lograr construir túneles "con bajo contenido de carbono".
BIOGRAFÍA
Ross Dimmock, vicepresidente de construcción de túneles de Normet
Ross es bien conocido tanto en el Reino Unido como en la industria internacional de construcción de túneles de concreto proyectado, ya que comenzó su proceso en las secciones del Nuevo Método Austríaco de Construcción de Túneles (NATM, por sus siglas en inglés) del Eurotúnel. Siguieron dos capítulos separados en Mott MacDonald, en los que estuvo dedicado a los diseños de Crossrail y Hindhead. Entre esos proyectos, trabajó para Balfour Beatty en la construcción de la estación Waterloo de la línea Jubilee, y para MBT (más tarde, BASF), como jefe técnico internacional. Después de 11 años con Normet en varios roles de liderazgo, ahora es el vicepresidente de Construcción de Túneles y tiene el emocionante desafío de desarrollar soluciones sostenibles con bajas emisiones de carbono para la industria, aprovechando sus 33 años de pasión por la construcción de túneles con concreto proyectado y motivando el cambio.