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Boada-Parra, GustavoAutor (correspondencia)Gulisano, FedericoAutor o CoautorApaza-Apaza, FreddyAutor o CoautorJurado-Pina, RafaelAutor o CoautorGallego, JuanAutor o Coautor

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14 de agosto de 2025
Publicaciones
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Artículo
Sí

From Conventional to Electrified Pavements: A Structural Modeling Approach for Spanish Roads

Publicado en: Coatings. 15 (7): 801- - 2025-07-09 15(7), DOI: 10.3390/coatings15070801

Autores:

Boada-Parra, Gustavo; Romero, Ronny; Gulisano, Federico; Apaza-Apaza, Freddy; Cubilla, Damaris; Serpi, Andrea; Jurado-Pina, Rafael; Gallego, Juan
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Afiliaciones

Univ Cagliari, Dept Civil Environm Engn & Architecture, I-09123 Cagliari, Italy - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Dept Ingn Transporte Terr & Urbanismo, C Prof Aranguren 3, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ San Francisco Quito, Coll Sci & Engn, Diego Robles & Via Interocean, Quito 170901, Ecuador - Autor o Coautor
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Resumen

The accelerated growth of the transport sector has increased oil consumption and greenhouse gas (GHG) emissions, intensifying global environmental challenges. The electrification of transportation has emerged as a key strategy to achieve sustainability targets, with electric vehicles (EVs) expected to account for 50% of global car sales by 2035. However, widespread adoption requires smart infrastructure capable of enabling dynamic in-motion charging. In this context, Electric Road Systems (ERSs), particularly those based on Wireless Power Transfer (WPT) technologies, offer a promising solution by transferring energy between road-embedded transmitters and vehicle-mounted receivers. This study assesses the structural response and service life of conventional and electrified asphalt pavement sections representative of the Spanish road network. Several standard pavement configurations were analyzed under heavy traffic (dual axles, 13 tons) using a hybrid approach combining mechanistic-empirical multilayer modeling and three-dimensional Finite Element Method (FEM) simulations. The electrified designs integrate prefabricated charging units (CUs) placed at a 9 cm depth, disrupting the structural continuity of the pavement. The results reveal stress concentrations at the CU-asphalt interface and service life reductions of up to 50% in semiflexible pavements. Semirigid sections performed better, with average reductions close to 40%. These findings are based on numerical simulations of standard Spanish sections and do not include experimental validation.
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Palabras clave

AsphaltAsphalt pavementsCharging (batteries)Charging unit integratioCharging unit integrationElectric road systemElectric road systems (erss)Electric utilitiesElement methodEnergy transferFinite element methodFinite element method (fem)Greenhouse gasesLife assessmentMotor transportationPavement structural performancePetroleum transportationPower transfersRadioRoad systemsService lifeService life assessmentStructural performanceTraffic controlWireless powerWireless power transferWireless power transfer (wpt)

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Coatings debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 87/187, consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Physics, Applied. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q2 para la agencia Scopus (SJR) en la categoría Surfaces, Coatings and Films.

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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-25:

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

    • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
    • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/95542/

    Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

    • Visualizaciones: 9
    • Descargas: 2
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    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Ecuador; Italy.

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (BOADA PARRA, LUIS GUSTAVO) y Último Autor (GALLEGO MEDINA, JUAN).

    el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido BOADA PARRA, LUIS GUSTAVO.

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    Objetivos del proyecto

    La aportación persigue los siguientes objetivos: analizar la respuesta estructural de pavimentos convencionales y electrificados representativos de la red vial española; evaluar la vida útil de diferentes configuraciones de pavimento bajo tráfico pesado mediante modelado mecanicista-empírico y simulaciones FEM tridimensionales; determinar el impacto de la integración de unidades de carga prefabricadas a 9 cm de profundidad sobre la continuidad estructural del pavimento; caracterizar las concentraciones de esfuerzo en la interfaz entre las unidades de carga y el asfalto; comparar el desempeño y la reducción de vida útil en pavimentos semiflexibles y semirrígidos; y proporcionar una base numérica para el diseño de infraestructuras inteligentes para sistemas de carga dinámica en movimiento.
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    Resultados más relevantes

    El estudio presenta un análisis estructural comparativo entre pavimentos convencionales y electrificados en carreteras españolas. Los resultados más relevantes son: (1) la integración de unidades de carga prefabricadas a 9 cm de profundidad genera concentraciones de esfuerzo en la interfaz CU-asfalto; (2) los pavimentos semiflexibles experimentan una reducción de vida útil de hasta un 50%; (3) las secciones semirrígidas muestran una disminución promedio cercana al 40% en su vida útil; (4) el análisis se basa en simulaciones numéricas mediante métodos mecánico-empíricos y FEM tridimensional, sin validación experimental; (5) el estudio considera cargas pesadas (ejes dobles de 13 toneladas) representativas del tráfico español.
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    Reconocimientos ligados al ítem

    This research was funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation through the TED2021-131474B-I00 project.
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