Un experimento de la Universidad Estatal de Pensilvania revela un resultado inesperado al someter un nuevo pavimento a pruebas de tráfico, calor y humedad.
- ♻️ Residuos convertidos en infraestructura: el estudio utiliza polietileno de baja densidad (LDPE), un plástico presente en bolsas, películas y numerosos envases flexibles.
- 🛣️ Mayor resistencia: las mezclas modificadas conservaron mejor su integridad frente a las solicitaciones mecánicas y la humedad.
- 🔬 Un resultado inesperado: el asfalto con plástico reciclado presentó una menor cantidad medida de partículas con características químicas similares al LDPE tras los ensayos.
- 💧 Pruebas exigentes: las muestras se sometieron a cargas repetidas, agua caliente y presiones hidráulicas para reproducir mecanismos de deterioro.
- 🌍 Potencial ambiental: la tecnología podría contribuir al aprovechamiento de residuos y a la fabricación de pavimentos más duraderos, siempre que se confirme su comportamiento a largo plazo.
Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State), en Estados Unidos, ha descubierto que incorporar plástico reciclado a las mezclas asfálticas puede mejorar la resistencia del pavimento y, sorprendentemente, reducir la cantidad de partículas potencialmente plásticas que se desprenden durante su deterioro. Los resultados, publicados en la revista científica Journal of Cleaner Production, abren nuevas posibilidades para aprovechar residuos plásticos en la construcción de carreteras, aunque todavía deben confirmarse en condiciones reales.
Cómo se fabrica el asfalto con plástico reciclado
La incorporación de materiales plásticos a las mezclas asfálticas no es una idea completamente nueva. Durante los últimos años se han investigado diferentes polímeros reciclados para modificar las propiedades de los pavimentos y reducir el consumo de determinadas materias primas.
Sin embargo, uno de los principales interrogantes ambientales es qué sucede con esos materiales cuando las carreteras comienzan a desgastarse.
Para abordar esta cuestión, los investigadores prepararon una mezcla experimental combinando plástico LDPE triturado, áridos de piedra y material asfáltico recuperado de pavimentos anteriores. Posteriormente incorporaron el ligante bituminoso encargado de mantener unidos los componentes.
El procedimiento permitió comparar el comportamiento de esta formulación con el de un asfalto convencional.
La utilización de material procedente de pavimentos antiguos introduce además un segundo componente de circularidad: no solo se aprovechan residuos plásticos, sino también materiales que ya habían formado parte de una carretera.
Dos ensayos para reproducir el deterioro de una carretera
Para evaluar la resistencia de las mezclas, el equipo utilizó dos procedimientos experimentales habituales en ingeniería de pavimentos.
El primero fue el ensayo de rodadura de Hamburgo, en el que unas ruedas de acero pasan repetidamente sobre muestras de asfalto sumergidas en agua caliente.
Esta prueba permite estudiar cómo responde el material a la combinación de cargas de tráfico, temperatura y humedad. Es especialmente útil para analizar la formación de deformaciones permanentes y el deterioro asociado a la presencia de agua.
El segundo procedimiento fue un ensayo de tensiones inducidas por humedad, que somete las probetas a temperaturas elevadas, humedad y variaciones repetidas de presión hidrostática.
A diferencia de una simple prueba de resistencia mecánica, estos experimentos permiten investigar cómo se degrada progresivamente el material bajo diferentes mecanismos de daño.
Los resultados mostraron que las muestras modificadas con plástico reciclado mantenían, en términos generales, una mayor cohesión que las convencionales.
Menos partículas similares a microplásticos de lo esperado
Uno de los aspectos más interesantes de la investigación fue el análisis de las partículas desprendidas durante los ensayos.
La preocupación inicial era razonable: si se introduce plástico en una carretera, su desgaste podría convertirse en una fuente adicional de microplásticos.
Estas partículas, definidas habitualmente como fragmentos de tamaño inferior a 5 milímetros, pueden llegar a los suelos próximos a las carreteras y a las redes de drenaje mediante la escorrentía de lluvia o el transporte por el viento.
Para estudiar su presencia, los científicos recurrieron a técnicas de imagen infrarroja y caracterización química.
Primero identificaron las firmas espectrales de los materiales originales. Después analizaron individualmente las partículas recogidas durante las pruebas y compararon sus características con las referencias.
El equipo midió el área acumulada de las partículas identificadas como similares al LDPE en relación con la masa de asfalto ensayada.
El resultado fue que el pavimento modificado presentó una menor cantidad medida de partículas con firmas químicas semejantes al LDPE después de las pruebas combinadas de tráfico y humedad.
Los investigadores consideran que una posible explicación está relacionada con la mayor resistencia del material: un pavimento que mantiene mejor su estructura podría desprender menos fragmentos durante su deterioro.
No obstante, existe una limitación analítica importante. El betún y el LDPE comparten determinadas características en sus espectros infrarrojos, lo que dificulta identificar inequívocamente algunas partículas y establecer su procedencia.
Por tanto, el estudio no demuestra que el asfalto con plástico reciclado esté libre de emisiones de microplásticos ni que reduzca necesariamente su liberación en todas las condiciones.
¿Podría ayudar a construir carreteras más sostenibles?
La posible aplicación de esta tecnología tiene implicaciones que van más allá de la gestión de residuos.
En ingeniería de carreteras, la durabilidad es uno de los factores que condicionan el consumo de materiales, la frecuencia de mantenimiento y los costes de explotación de una infraestructura.
Si una mezcla asfáltica consigue prolongar su vida útil, podría reducir la necesidad de determinadas intervenciones de rehabilitación y, con ellas, el transporte de materiales, el uso de maquinaria y la generación de residuos de construcción.
Además, utilizar plástico recuperado permitiría abrir una vía adicional de valorización para ciertos residuos que, dependiendo de su composición y contaminación, pueden resultar difíciles de reciclar mediante procedimientos convencionales.
Sin embargo, incorporar plástico reciclado no convierte automáticamente una carretera en más sostenible.
Para demostrar un beneficio ambiental neto sería necesario evaluar todo su ciclo de vida, incluyendo la recogida y preparación del plástico, las temperaturas de fabricación, las posibles emisiones durante la producción, la durabilidad y el tratamiento del pavimento al final de su utilización.
También habría que comprobar si la incorporación del polímero dificulta o facilita posteriores operaciones de reciclaje del propio asfalto.
El siguiente paso: comprobar qué ocurre en carreteras reales
Aunque los resultados de laboratorio son prometedores, los autores insisten en que todavía no pueden extrapolarse directamente a cualquier carretera.
La investigación utilizó una única formulación asfáltica y una cantidad y procedencia concretas de plástico reciclado.
En una infraestructura real intervienen numerosas variables que los ensayos acelerados no reproducen por completo: radiación solar, envejecimiento del ligante, ciclos térmicos, intensidad del tráfico, precipitaciones y composición química del agua de escorrentía.
También pueden existir diferencias importantes entre los distintos tipos de plástico, sus aditivos y las condiciones de fabricación de las mezclas.
Por ello, el equipo plantea realizar estudios de campo con seguimiento prolongado y procedimientos de muestreo capaces de distinguir las partículas procedentes del pavimento de las generadas por otras fuentes, especialmente el desgaste de los neumáticos.
La investigación aporta así una perspectiva relevante al debate sobre el uso de residuos plásticos en infraestructuras: no basta con comprobar que una carretera resiste más; también es necesario conocer qué materiales libera al medio ambiente durante toda su vida útil.
Si los resultados se confirman a escala real, el plástico reciclado podría convertirse en un componente útil para desarrollar pavimentos más resistentes y avanzar hacia una construcción viaria con un mejor aprovechamiento de los recursos.
Más información: Microplastics release from recycled plastic modified asphalt: Detection, characterization, and environmental implications
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