Estudio: Reciclado

Jan 19, 2024

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 las autoridades 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 Superpave Center. "Estamos realizando pruebas ambientales y de rendimiento exhaustivas para llegar a esta mezcla de asfalto".

Mientras continúa la investigación sobre el uso de plástico reciclado en el laboratorio, Granite Construction, que se asoció con el Western Regional Superpave Center 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 mezcla exitosa con bajas emisiones de carbono utilizada por Caltrans".

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

Esta innovadora mezcla de aglutinante de asfalto usó plástico de una sola fuente, tóner de cartucho de impresora usado. Ha sido nombrado MTP, que significa polímero de tóner modificado. Es un plástico de desecho posconsumo que se dirigía a la incineración o a los vertederos en los Estados Unidos. Muchas agencias públicas exigen el uso de materiales reciclables en los pavimentos de asfalto y esta fuente de plástico cumple con esos requisitos.

"Solo se recicla el 9 % de todo el plástico de desecho, por lo que no queríamos utilizar materiales de los flujos de reciclaje existentes", dijo Hajj. "Y queríamos polímeros posconsumo, un producto de carbono bajo o neto cero".

El polvo y los cartuchos de tóner generalmente se clasifican como desechos electrónicos, lo que los hace difíciles de reciclar y contribuye con un estimado de 9,000 a más de 25,000 toneladas de desechos cada año en los Estados Unidos, ya que no existe una aplicación 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 tallar a 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 plásticos de los cartuchos de tóner reciclados en la sección corta de la autopista 99 es equivalente a 450 contenedores de reciclaje residenciales con ruedas grandes junto a la acera.

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, desvía 200 libras de plástico del flujo de desechos por cada tonelada de asfalto líquido producido.

El tóner de los cartuchos de impresora usados ​​se agrega al aglomerante asfáltico como reemplazo parcial para mejorar sus propiedades mecánicas. El aglutinante de polímero de tóner modificado se combina con agregados para producir la mezcla de asfalto utilizada para construir la superficie del pavimento de asfalto. Hajj dijo que usar el 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 uniforme, uniforme y homogéneo", dijo Hajj. "Muchos plásticos son materiales muy duros y difíciles de trabajar. Los cartuchos de tóner son más agradables porque es un plástico posconsumo mixto 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, se pavimentó después de que una prueba inicial de la mezcla el año anterior resultó exitosa en una aplicación de pavimentación del estacionamiento de una tienda Target. En octubre, se pavimentó el tramo de la carretera y las pruebas posteriores muestran que está funcionando bien, incluso después de la inundación 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 bajo contenido 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 visitó 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, me impresionó mucho la alta calidad de la sección de prueba", dijo Peter Sebaaly, profesor de la Facultad de Ingeniería y Director del Programa de Ciencia e Ingeniería de Pavimentos. "En esta etapa temprana de la vida útil del pavimento, generalmente buscamos señales 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 grandioso ver que la sección no mostrar cualquiera 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 de asfalto MTP (polímero de tóner modificado) exhiben una mayor rigidez y viscosidad proporcional al contenido de tóner, lo que resulta en una mayor 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 Highway 99 hasta estacionamientos como el proyecto Target, incluidas aplicaciones de conservación de pavimentos como el sellado de lechada.

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

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

Hajj dijo que el equipo del Centro Superpave de la Universidad continuará investigando mezclas y aplicaciones de productos y ha 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 de asfalto, lo que brinda un enfoque prometedor para mejorar las propiedades de deformación de los aglutinantes de asfalto al tiempo que disminuye los riesgos ambientales asociados con el tóner de vertedero", dijo. "Creemos que aún se necesitan más datos sobre el impacto de MTP en las mezclas de asfalto y su desempeño a largo plazo, por lo que continuaremos con investigaciones adicionales sobre los efectos de MTP en las características de formación de surcos y grietas en las mezclas".

Fuente: UNR

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