En Chile, alrededor del 80% del presupuesto del ministerio de Obras Públicas se destina a calles, carreteras y vías en general. Sostener una red vial implica no solo la construcción de los caminos, sino también mantenciones que demandan recursos y mano de obra periódicamente.
Más del 85% de los caminos en el país son de pavimento flexible, o también llamado pavimento asfáltico, el que puede soportar un alto tránsito de vehículos; pero, con el paso del tiempo, comienza a agrietarse por efectos de las cargas y el clima. El pavimento flexible se estructura en forma de capas, siendo alguna de ellas constituidas por mezcla asfáltica, es decir, cemento asfáltico y material granular. El primero es un derivado del petróleo que actúa como aglomerante o “pegamento” del segundo, que otorga la dureza, flexibilidad, y resistencia necesaria para el buen desempeño de un camino. Uno de los principales problemas de la mezcla asfáltica es que, tal y como se produce hoy, sufre un proceso gradual de oxidación que lo rigidiza hasta resquebrajarse y formar grietas en el camino.
¿De qué manera podría extenderse la vida útil del asfalto, y así reducir la necesidad de mantenciones y reparaciones?
Un grupo de investigadores liderados por el académico Álvaro González actualmente se enfoca en un material que podría marcar una diferencia en este aspecto: la lignina. Se trata de un residuo de la industria papelera con propiedades antioxidantes, que es capaz de atrapar los radicales libres que provocan la oxidación del asfalto.
Usualmente la lignina se quema para generar energía, pero los investigadores se encuentran realizando pruebas en el laboratorio para crear una fórmula de pavimento asfáltico que la incorpore, y así disminuya su oxidación y posterior agrietamiento, extendiendo la vida útil de los pavimentos.
La lignina tiene propiedades antioxidantes, por lo que los investigadores buscan incorporarla a la mezcla tradicional del asfalto.
Departamento de Ingeniería y Gestión de la Construcción
La investigación comenzó estudiando las propiedades y el comportamiento de la lignina y el asfalto, para luego realizar mezclas entre ambos (asfalto-lignina) y definir las proporciones óptimas de cada material. Además, se consideran variables como la temperatura, la velocidad, y el tiempo en que se realizan las mezclas.
Cada una de las muestras de asfalto-lignina ingresa a un RTFO (Rolling Thin Film Oven), un horno que simula la oxidación del material, y finalmente se somete a pruebas de desempeño para medir cuánto se deforma y fatiga. El asfalto-lignina se utilizó para confeccionar mezclas asfálticas, las cuales se sometieron a ensayos mecánicos para determinar sus propiedades físicas y mecánicas.
Las pruebas de laboratorio realizadas por los investigadores hasta ahora resultan prometedoras: la incorporación de lignina a la mezcla de asfalto efectivamente aumentó la durabilidad del pavimento flexible, y sus beneficios irían aún más lejos. Este residuo podría reemplazar hasta un 20% del asfalto que actualmente contiene la mezcla usada en el pavimento flexible, lo que implica una reducción considerable del uso de este material no renovable proveniente del petróleo. Y, por último, de aplicarse esta nueva mezcla, la lignina dejaría de ser un residuo industrial para convertirse en un insumo de bajo costo para la industria de la construcción, potenciando una economía circular.
Un RTFO (Rolling Thin Film Oven), es un horno que puede simular en laboratorio la oxidación del asfalto en un corto tiempo.
Departamento de Ingeniería y Gestión de la Construcción
