Millones de carreteras en los Estados Unidos están construidas con pavimento asfáltico que se deteriora con el tiempo. Ahora, los investigadores de la Universidad de Missouri están utilizando materiales reciclables, incluidos los desechos plásticos, como una solución sostenible para reparar el sistema vial fracturado de Estados Unidos.
En asociación con el Departamento de Transporte de Missouri (MoDOT), los investigadores del Laboratorio de Innovación y Pavimento Asfáltico de Mizzou (MAPIL) crearon recientemente una carretera de prueba del mundo real utilizando materiales reciclados como llantas de desecho y desechos plásticos a lo largo de una parte de la Interestatal 155 en Missouri. Bootheel.
Al aumentar la sustentabilidad de las mezclas asfálticas, este método innovador puede ayudar a reducir la cantidad de artículos que van a los vertederos o se filtran al medio ambiente, dijo Bill Buttlar, director de MAPIL.
«Missouri es el estado Show-Me, por lo que tenemos una visión muy pragmática», dijo Buttlar. “La ciencia puede ser espinosa y difícil, pero estamos a la altura de la tarea. Estamos entusiasmados de que, si bien nuestro enfoque es complicado en el laboratorio, es simple de ejecutar en el campo, por lo que lo hace fácilmente adaptable, escalable y rentable. efectivo para incorporar en muchos tipos de entornos viales».
El proyecto I-155 lleva la carretera de prueba anterior del grupo, instalada a lo largo de un tramo de Stadium Boulevard en Columbia, Missouri, un paso más allá. En lugar de solo probar cuatro tipos diferentes de materiales reciclados, el proyecto I-155 evaluará la efectividad en el mundo real de nueve tipos diferentes de materiales reciclados en la creación de pavimento asfáltico. Esto incluye tres tipos diferentes de polietileno (PE), un material que se encuentra comúnmente en las bolsas de plástico de los supermercados, y el caucho molido de las llantas, que es una forma más nueva de desechar las llantas de desecho.
Crédito: Universidad de Misuri
«Estos proyectos nos brindan la oportunidad de construir intencionalmente la próxima generación de carreteras con estos materiales, no como un tipo de vertedero lineal, sino también para ayudar al medio ambiente y hacer que el valor de los dólares gastados en infraestructura de transporte como esta se extienda más hacia el futuro . «, dijo Buttlar, quien también es presidente de Glen Barton en pavimentos flexibles.
MU está a la vanguardia de este tipo de trabajo en los EE. UU. porque su equipo ha abordado la mayoría de las preguntas de investigación traslacional, como la durabilidad y la seguridad, que podrían impedir que un contratista general o un departamento de transporte adopte esta estrategia innovadora.
«No solo vivimos en el laboratorio», dijo Buttlar. «En el campo de la investigación de materiales de transporte, necesitamos ver cómo se comportan en el mundo real todos los diversos materiales utilizados para construir una carretera (la roca, el asfalto y los materiales reciclados ) y se fusionan para construir una carretera».
«El asfalto se licua con el calor, y cuando se le pone un aditivo, como un material plástico o de caucho, se debe lograr que todo se adhiera con una buena adherencia. Pero solo sabremos si eso sucede con éxito cuando lo produzcamos en una nivel de escala completa y luego exponerlo a elementos, como diferentes condiciones climáticas y tráfico pesado».
MAPIL se especializa en un proceso seco, lo que permite a los investigadores agregar fácilmente los materiales reciclables directamente a la mezcla antes de que se aplique a la superficie de una carretera.
«La forma, forma y tamaño de los plásticos plantean diferentes desafíos en cuanto a cómo fluye el material, cómo se comporta y cómo se mezcla», dijo Punya Rath, profesor asistente de investigación en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental que trabaja en MAPIL. «Entonces, hicimos pruebas exhaustivas a pequeña escala durante casi un año antes de pasar a una escala mayor en el campo con los contratistas».
Una ventaja de este proceso es que los investigadores pueden probar las mezclas en el campo usando un laboratorio de investigación móvil, que desarrollaron y usaron para los proyectos Stadium Boulevard e I-155.
«Al Departamento de Transporte de Missouri (MoDOT) le ayuda enormemente tener un laboratorio de investigación móvil en el sitio en el campo que tiene la capacidad de analizar muestras rápidamente y proporcionar resultados dentro de las 24 a 48 horas para informar mejor el proceso», dijo Rath.
El personal de laboratorio del Laboratorio de Innovación y Pavimento Asfáltico de Mizzou muestra las partículas de desechos plásticos que se agregan a la mezcla del pavimento. El laboratorio está ubicado dentro de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Missouri. Crédito: Universidad de Misuri
Se aplica una mezcla de pavimento con plástico reciclado a una sección de Stadium Boulevard en Columbia cerca de la autopista US 63 en 2021. Crédito: Universidad de Missouri
El vapor se eleva de la mezcla de pavimento de desechos plásticos recién vertida cuando un rodillo de asfalto compacta la mezcla en una superficie lisa para conducir a lo largo de Stadium Boulevard en Columbia en 2021. Crédito: Universidad de Missouri
Citando preocupaciones ambientales, Buttlar dijo que el equipo se asegura de que todo lo que hacen esté dentro de los límites actuales establecidos por la Agencia de Protección Ambiental (EPA).
«Estamos diseñando el material para que pueda retener o capturar los subproductos ambientales en el porcentaje más alto durante el mayor tiempo posible. No será una contención del 100%», dijo Buttlar. «Todo lo construido en un entorno natural se degradará con el tiempo, por eso la EPA tiene estándares para todo, y nos aseguramos de estar seguros dentro de esos estándares».
