Estudio: Reciclado

Noticias Noticias | 25 de abril de 2023

RENO – El pavimento de asfalto formulado con plástico reciclado ha sobrevivido con éxito al tráfico de camiones pesados ​​y a los ríos atmosféricos del invierno de 2022-23 después de que una sección de la ruta 99 del estado de California se inundara en enero, anunciaron funcionarios el martes.

"Es un testimonio de la nueva tecnología", dijo Elie Hajj, profesor de ingeniería civil y ambiental en la Universidad de Nevada, Reno y director asociado de su Centro Superpave. "Estamos realizando extensas pruebas ambientales y de rendimiento para llegar a esta mezcla asfáltica".

Mientras continúa la investigación sobre el uso de plástico reciclado en el laboratorio, Granite Construction, que se asoció con el Centro Superpave Regional Occidental de la Universidad, se acercó a Caltrans para probar la nueva mezcla de asfalto en el mundo real.

"Hicimos una superposición para un proyecto de Caltrans en la autopista 99, reemplazando su mezcla convencional con un 10% de plástico por peso del aglutinante", dijo Edgard Hitti, gerente nacional de asfalto de Granite Construction. "Esa fue la primera combinación exitosa de bajas emisiones de carbono utilizada por Caltrans".

El pavimento asfáltico es tradicionalmente una mezcla de agregados (rocas trituradas, grava y arena) unidos por un aglutinante asfáltico, generalmente un líquido negro pegajoso o una forma semisólida de petróleo para crear una mezcla cohesiva.

Esta innovadora mezcla de aglutinante asfáltico utilizó plástico de una sola fuente: tóner de cartucho de impresora usado. Se le ha denominado MTP, que significa polímero de tóner modificado. Se trata de un plástico de desecho posconsumo que se dirigía a la incineración o a los vertederos en Estados Unidos. Muchas agencias públicas están exigiendo el uso de materiales reciclables en los pavimentos asfálticos y esta fuente de plástico cumple con esos requisitos.

"Sólo el 9% de todos los residuos de plástico se recicla, por lo que no queríamos utilizar materiales de los flujos de reciclaje existentes", dijo Hajj. "Y queríamos polímeros posconsumo, un producto con bajas emisiones de carbono o cero emisiones netas".

El polvo y los cartuchos de tóner generalmente se clasifican como desechos electrónicos, lo que los hace difíciles de reciclar y contribuyen con aproximadamente entre 9.000 y más de 25.000 toneladas de desechos cada año en los Estados Unidos, ya que no existe una solicitud para una mejor utilización.

"Queríamos encontrar una fuente que no se reciclara actualmente para poder mejorar el plástico total reciclado en los EE. UU. y no partir de un flujo existente que actualmente se recicla y utiliza en otras industrias", dijo Hitti. “También es una gran herramienta para mejorar la Declaración Ambiental de Producto de la mezcla asfáltica, lo que se conoce como el 'Valor Nutricional' de la mezcla asfáltica”.

El volumen aproximado de residuos de plástico de los cartuchos de tóner reciclados en la sección corta de la autopista 99 equivale a 450 contenedores de reciclaje residenciales de ruedas grandes situados en las aceras.

Además de sus otras propiedades, este plástico tiene el potencial de reducir las emisiones de dióxido de carbono del asfalto líquido en aproximadamente un 5 % y, al mismo tiempo, desviar 200 libras de plástico del flujo de residuos por cada tonelada de asfalto líquido producido.

El tóner de los cartuchos de impresora usados ​​se añade al ligante asfáltico como sustitución parcial para mejorar sus propiedades mecánicas. El aglutinante de polímero de tóner modificado se combina con agregados para producir la mezcla asfáltica utilizada para construir la superficie del pavimento asfáltico. Hajj dijo que usar tóner es mejor que otros productos de plástico, ya que no se oxidan como muchos otros materiales reciclables.

"Los plásticos no son todos iguales, por lo que los cartuchos de tóner son un producto consistente, uniforme y homogéneo", afirmó Hajj. “Muchos plásticos son materiales muy duros y difíciles de trabajar. Los cartuchos de tóner son más bonitos porque son una mezcla de plástico posconsumo más suave que se adapta mejor a la modificación del aglutinante debido a su bajo punto de fusión y mejor elasticidad que los plásticos duros convencionales”.

La sección de 500 pies de la autopista 99 en Elk Grove, justo al sur de Sacramento, fue pavimentada después de que una prueba inicial de la mezcla el año anterior resultó exitosa en una aplicación de pavimento para el estacionamiento de una tienda Target. En octubre, el tramo de la carretera fue pavimentado y las pruebas posteriores muestran que está funcionando bien, incluso después de la inundación provocada por la rotura de un dique durante una tormenta atmosférica.

“La ruptura del dique que inundó la autopista 99 ocurrió casualmente en la sección de plástico con bajas emisiones de carbono y se mantuvo bien sin daños”, dijo Hitti.

Después del invierno, un equipo de expertos en pavimentos de la Universidad de Nevada, Reno, Granite y Caltrans visitaron la sección de plástico para una revisión de campo para observar y probar el rendimiento del pavimento. Al ser una arteria principal para los camiones que transportan mercancías en todo el estado y el país, miles de camiones pesados ​​viajaron por la carretera durante más de tres meses en un clima sofocante, húmedo y helado. El equipo observó que el pavimento se ha comportado muy bien y no presenta grietas ni surcos.

"En general, quedé muy impresionado por la alta calidad de la sección de prueba", dijo Peter Sebaaly, profesor de la Facultad de Ingeniería y director del Programa de Ciencias e Ingeniería de Pavimentos. “En esta etapa temprana de la vida del pavimento, normalmente buscamos signos de problemas que puedan afectar el desempeño a largo plazo, como la falta de uniformidad de la mezcla en toda la sección y la apertura de la superficie. Fue fantástico ver que la sección no muestra ninguno de los problemas”.

Julissa Larios, candidata a doctorado en la Universidad de Nevada, Reno, está utilizando equipos y técnicas de laboratorio de última generación para evaluar el comportamiento de ingeniería completo de esta tecnología innovadora. Los resultados de laboratorio hasta ahora indican que los aglutinantes asfálticos MTP (polímero de tóner modificado) exhiben una mayor rigidez y viscosidad proporcional al contenido de tóner, lo que resulta en una mejor resistencia a la deformación permanente.

El aglutinante de plástico se puede utilizar en cualquier tipo de aplicación, desde aplicaciones de tráfico pesado como el proyecto de la autopista 99 hasta estacionamientos como el proyecto Target, incluidas aplicaciones de preservación del pavimento como el sellador de lechada.

“Tuvimos el primer intento exitoso de utilizar plástico reciclado emulsionado en un proyecto en San Luis Obispo en octubre de 2022”, dijo Hitti.

El proyecto utilizó una mezcla de 5% de plástico de tóner en el aglutinante para el sello tipo lechada Tipo 2, que es un tratamiento de mantenimiento de una capa delgada de material para prolongar la vida útil del asfalto utilizando agregados triturados muy finos.

Hajj dijo que el equipo del Centro Superpave de la Universidad continuará investigando mezclas y aplicaciones de productos y habrá ampliado los experimentos mientras prepara un estudio para su publicación.

"Nuestro trabajo hasta la fecha proporciona información sobre el uso efectivo de polímeros de tóner modificados en aglutinantes asfálticos, proporcionando un enfoque prometedor para mejorar las propiedades de deformación de los aglutinantes asfálticos y al mismo tiempo disminuir los riesgos ambientales asociados con el tóner de vertedero", dijo. "Creemos que aún se necesitan más datos sobre el impacto del MTP en las mezclas asfálticas y su rendimiento a largo plazo, por lo que continuaremos con investigaciones adicionales sobre los efectos del MTP en las características de ahuellamiento y agrietamiento de las mezclas".

Fuente: UNR

5 de agosto de 2023

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