Los meses de invierno vuelven a abrir cada año la misma pregunta: ¿por qué las calzadas y aceras en los periodos más fríos se «agrietan» tan rápido, de modo que ya después de unos pocos ciclos de hielo y deshielo aparecen en el asfalto baches y desniveles? El problema no es solo estético. Las grietas y daños aumentan el riesgo de accidentes para conductores, ciclistas y peatones, aceleran el deterioro de la base y traen a las ciudades altas facturas por reparaciones que a menudo se repiten de temporada en temporada.

Precisamente en esa intersección de seguridad, durabilidad y costes de mantenimiento aparece una nueva idea que, al menos según los resultados de laboratorio, podría cambiar la forma en que el asfalto se «comporta» cuando las temperaturas caen por debajo de cero. Un equipo de investigación liderado por la Prof. Elham Fini ha desarrollado un ligante para asfalto obtenido del aceite de algas. En pruebas a temperaturas por debajo del punto de congelación, las muestras con algas mostraron menos agrietamiento en comparación con los ligantes convencionales a base de petróleo.

Física invernal del asfalto: dónde se produce el daño

La mayoría de las superficies de carreteras se basan en el mismo principio: una mezcla de agregado de piedra y arena se «mantiene» unida gracias al betún – una sustancia densa y pegajosa obtenida del procesamiento del petróleo crudo. El betún en el asfalto tiene un doble papel. Por un lado conecta las partículas de agregado y asegura la firmeza, y por otro permite una cierta elasticidad, es decir, la capacidad de la calzada de expandirse y contraerse a medida que cambia la temperatura.

El problema surge cuando la temperatura baja muy rápidamente muy por debajo de cero. En tales condiciones, el ligante bituminoso puede volverse más frágil y perder parte de la flexibilidad, lo que aumenta la probabilidad de microgrietas bajo la carga del tráfico o bajo la influencia del congelamiento y descongelamiento repetidos. Una vez que se producen las grietas, el agua penetra más fácilmente en la estructura de la calzada. El agua que luego se congela se expande y destruye adicionalmente el material, por lo que los daños con el tiempo se convierten en agujeros y levantamientos – típicos «puntos de quiebre» invernales en las carreteras.

Ligante de algas: una alternativa más «gomosa» y sostenible

En un trabajo publicado en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering, los investigadores presentan un llamado bioligante (biobinder) hecho de aceite de algas, concebido como una alternativa más sostenible y elástica a una parte del ligante bituminoso clásico. Según la explicación del equipo, los compuestos obtenidos de algas podrían mejorar la resistencia del asfalto a la humedad, aumentar la flexibilidad y fomentar un comportamiento que se asemeja a la autocuración. En la práctica, esto podría significar una vida útil más larga de la calzada y menos necesidad de costosas y frecuentes reparaciones.

Tal enfoque se basa en resultados anteriores de la misma dirección de investigación: el aceite extraído de algas se puede procesar en un producto que se comporta «de manera similar al betún», pero es más resistente y funcional en ciertos regímenes de temperatura. En el trabajo más reciente, los investigadores se centraron en una pregunta concreta: qué tipos de algas dan aceites con las propiedades más favorables para el asfalto, especialmente cuando se trata de bajas temperaturas y enfriamiento rápido.

Modelos computacionales y elección entre cuatro tipos de algas

Para reducir la elección, el equipo aplicó modelos computacionales para la evaluación del aceite de cuatro tipos de algas. El objetivo era identificar aceites que se puedan procesar en un ligante compatible con la parte sólida de la mezcla asfáltica, manteniendo la funcionalidad en condiciones de congelación. Como el candidato más prometedor se destacó el aceite de la microalga verde de agua dulce Haematococcus pluvialis.

En simulaciones y evaluaciones, el aceite de esa especie mostró una mejor resistencia a las deformaciones permanentes bajo carga similar a lo que sucede en las carreteras bajo la influencia del tráfico, así como una mayor resistencia a los daños que surgen debido a la presencia de humedad. Para la construcción de carreteras esto no es un elemento secundario: el agua y la humedad, especialmente en combinación con bajas temperaturas, a menudo aceleran la degradación del asfalto. Si el ligante tolera mejor la humedad y mantiene un comportamiento más elástico, la calzada puede permanecer más tiempo en un estado que es más seguro para el tráfico y más favorable para el mantenimiento.

Pruebas de laboratorio: carga de tráfico y ciclos de congelación

Después de las evaluaciones computacionales, los investigadores verificaron las formulaciones en demostraciones de laboratorio que imitaban una combinación de carga de tráfico y ciclos de congelación. En estas pruebas, las muestras de asfalto con ligante a base de H. pluvialis mostraron, según las afirmaciones de los autores, hasta un 70% de mejor recuperación de la deformación (deformation recovery) en relación con las muestras con ligante habitual obtenido de petróleo crudo.

Traducido al lenguaje cotidiano, tal resultado sugiere que el material podría «rebotar» mejor después de una carga, es decir, evitar más fácilmente el hundimiento permanente y los daños que con el tiempo se convierten en grietas. Precisamente el comportamiento a bajas temperaturas es clave para climas en los que el invierno trae caídas repentinas de temperatura y múltiples episodios consecutivos de congelación y descongelación.

Efecto climático: pequeño reemplazo, gran porcentaje en la estimación

El trabajo se ocupa también del potencial efecto climático del reemplazo de una parte del ligante de petróleo por bioligante. Los investigadores estiman que el reemplazo del 1% del ligante convencional de petróleo por un ligante a base de algas podría reducir las emisiones netas de carbono asociadas con el asfalto en un 4,5%. En un escenario en el que la proporción de bioligante alcanzara alrededor del 22%, el asfalto podría – según su estimación – potencialmente volverse carbono neutral.

Es importante destacar que son estimaciones que dependen de las suposiciones del cálculo de emisiones netas y la forma en que se calcula el carbono a través del ciclo de vida del material. Sin embargo, las cifras apuntan claramente a la lógica de la investigación: incluso un reemplazo parcial de material que proviene de fuentes fósiles por una alternativa a base de biomasa puede tener un efecto medible, especialmente si la tecnología se aplicara en grandes proyectos de infraestructura donde el consumo total de ligante es considerable.

Qué podría significar la tecnología para carreteras y aceras

Aunque se trata de resultados de laboratorio, el objetivo de la innovación es práctico: prolongar la vida útil del asfalto en condiciones donde la helada y la humedad aceleran la degradación. En ciudades con inviernos marcados, los daños a menudo no aparecen gradualmente, sino en oleadas – después de enfriamientos repentinos y ciclos repetidos de hielo. Cualquier reducción de grietas y deformaciones permanentes podría significar menos intervenciones de urgencia, menos parches temporales y un estándar de mantenimiento más estable.

Tal cambio tendría también una dimensión de seguridad. Un bache no es solo una molestia que sacude el vehículo; puede causar daños a los neumáticos y la suspensión, pérdida de control y caídas de ciclistas o peatones. Si el ligante demuestra ser más resistente en condiciones de temperatura críticas, es razonable esperar también un menor riesgo asociado con el deterioro repentino de la superficie – bajo la condición de que los resultados se confirmen fuera del laboratorio y en diferentes tipos de mezclas asfálticas.

Del trabajo científico a la obra: qué falta probar aún

Para que la innovación cruce el camino desde el trabajo científico hasta la práctica estándar, es habitual que deba pasar una serie de verificaciones adicionales: comportamiento en grandes series y diferentes recetas de mezclas asfálticas, exposición a largo plazo a la radiación UV y oxidación, resistencia a influencias químicas (por ejemplo sales), y compatibilidad con los procesos industriales existentes de mezcla e instalación de asfalto.

También está el aspecto económico. Los investigadores describen el enfoque como un camino potencial hacia una infraestructura de alta eficiencia, costo aceptable y sostenible. Sin embargo, la relación real costo-beneficio depende en gran medida de los costos de la materia prima, el procesamiento y la logística, así como del ciclo de vida de la calzada. En la práctica, «más favorable» a menudo no es solo el precio del material, sino el costo total del mantenimiento a través de los años. Si se demostrara que el bioligante reduce la necesidad de reparaciones, el costo inicial podría justificarse más fácilmente.

Quién está detrás de la investigación y cómo se presentó al público

El trabajo sobre el bioligante a base de algas fue publicado el 17 de noviembre de 2025 en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering, y un resumen más amplio de los resultados fue presentado públicamente en un comunicado de la Sociedad Química Estadounidense (ACS) el 15 de diciembre de 2025. El comunicado destaca el enfoque en la mejora de la durabilidad de las superficies de carreteras y peatonales en condiciones más frías, buscando al mismo tiempo soluciones materiales más sostenibles para la infraestructura.

En el mismo contexto se indica también que los autores de la investigación agradecieron la financiación al Departamento de Energía de EE. UU. (U.S. Department of Energy), lo que es un marco frecuente para proyectos que vinculan innovaciones materiales, transición energética y reducción de la huella ambiental.

ACS y el papel de las revistas científicas en la verificación de afirmaciones

La Sociedad Química Estadounidense (ACS) actúa como una organización sin fines de lucro fundada en 1876 y autorizada por el Congreso de EE. UU. El papel de la ACS en tales temas no es la realización de la investigación misma, sino la publicación y diseminación de resultados científicos a través de revistas revisadas por pares y canales de comunicación como los comunicados PressPacs. Para el público es importante entender la diferencia: el comunicado es el punto de entrada, mientras que los detalles clave, la metodología y los datos se encuentran en el propio trabajo científico.

Por ahora, el mensaje que los autores destacan se reduce a dos puntos: el bioligante obtenido del aceite de algas muestra potencial para que el asfalto en condiciones bajo cero se vuelva más resistente al agrietamiento y las deformaciones permanentes, y al mismo tiempo se abre espacio para la reducción de las emisiones netas de carbono si una parte del ligante de petróleo se reemplazara a largo plazo con material a base de biomasa.