La revolución de las carreteras que se autorreparan para hacer más sostenible el sector transporte

Vanessa Torné Fernández, Abel Toscano Soto y Francisco Medina Cabello.

Universitat Rovira i Virgili. 

Los líquidos iónicos son una clase especial de compuestos que tienen la capacidad de activar mecanismos de autorreparación en el asfalto, lo que supone un gran avance para alargar la vida útil de las carreteras.

Las carreteras, esenciales para la movilidad de personas y mercancías, también son responsables de un impacto significativo en el medio ambiente. La construcción y el mantenimiento de las infraestructuras viales generan grandes cantidades de emisiones contaminantes y la producción de los materiales empleados, como el asfalto, depende en gran medida de los combustibles fósiles.

Sin embargo, gracias a la ciencia y la innovación, el futuro de las carreteras podría ser mucho más sostenible.

En busca de soluciones

El asfalto que cubre las carreteras está compuesto principalmente por betún, un material derivado del petróleo que contribuye a la emisión de gases de efecto invernadero. Además, las reparaciones constantes debido a las grietas que se generan con el uso y las condiciones climáticas suponen un importante gasto energético y económico.

Según la Agencia Internacional de la Energía, el sector del transporte es responsable de casi el 25 % de las emisiones de CO₂ a nivel mundial, por lo que encontrar soluciones sostenibles para las infraestructuras es una necesidad urgente.

Por eso, investigadores del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Rovira i Virgili estamos trabajado en un proyecto pionero que busca transformar el asfalto tradicional en un material más sostenible y eficiente. El objetivo principal es reducir la dependencia del petróleo y disminuir las emisiones asociadas al mantenimiento de las carreteras. Para lograrlo, estamos experimentando con soluciones innovadoras, como el uso de líquidos iónicos para crear un asfalto capaz de autorregenerar las grietas que aparecen con el tiempo.

Los líquidos iónicos son una clase especial de compuestos que tienen la capacidad de activar mecanismos de autorreparación en el asfalto, lo que supone un gran avance para alargar la vida útil de las carreteras.

Esta tecnología permite que las carreteras puedan repararse a sí mismas, reduciendo la necesidad de constantes arreglos y, por lo tanto, disminuyendo el consumo energético y las emisiones derivadas de estos trabajos de mantenimiento.

Menos contaminación y ahorro energético

Otro aspecto destacado de nuestra investigación es la incorporación de nanopartículas fotocatalíticas en el asfalto, que se mezclan en su superficiey permiten capturar y eliminar compuestos contaminantes generadas por los vehículos, como el dióxido de nitrógeno (NO₂), un gas altamente tóxico, o los compuestos orgánicos volátiles (VOC, por sus siglas en inglés), que se producen por la combustión incompleta del carburante en el motor y son expulsados a la atmósfera.

Por otra parte, la adición de estos líquidos iónicos y fotocatalizadores permite también la eliminación de partículas de desgaste de los neumáticos durante la rodadura del vehículo.

Recientemente se ha mostrado que el desgaste de neumáticos y de frenos de los vehículos emite partículas microscópicas (PM2,5 y PM10) formadas por metales y microplásticos, que contaminan el aire y las aguas de ríos y de mares.

Se estima que entre el 5 y el 10 % de los microplásticos de los océanos del mundo provienen de la degradación de los neumáticos. Por consiguiente, el uso de estos líquidos y fotocatalizadores en la superficie del asfalto permitirían reducir la emisión de estos agentes contaminantes.

Así, este tipo de soluciones podría contribuir no solo a mantener en mejor estado las infraestructuras, sino también a mejorar la calidad del aire en las zonas cercanas a las carreteras más transitadas y de los ríos y mares.

Además, la presencia de estos líquidos iónicos permite reducir la temperatura de trabajo del asfalto durante su instalación. Tradicionalmente, el asfaltado requiere calentar el material a temperaturas muy altas, lo que genera grandes cantidades de emisiones de CO₂ y de compuestos volátiles del propio asfalto.

Hemos sintetizado nuevos líquidos iónicos que, aplicados al asfalto, permiten reducir su temperatura de ablandamiento en más de 40 grados Celsius. De esta forma, el proceso de asfaltado se puede realizar a temperaturas más bajas, con el consiguiente ahorro energético y reducción de emisiones.

Primeras pruebas en carreteras reales

Los avances del proyecto no se limitan al laboratorio. Recientemente, hemos probado un nuevo tipo de pavimento asfáltico que incorpora estas tecnologías en un tramo de 400 metros de la carretera TP-2031, en el municipio de La Secuita (Tarragona), en colaboración con la empresa Sorigué. Esta carretera se ha convertido en un banco de pruebas para evaluar la eficacia de estos nuevos materiales en condiciones reales.

Los resultados obtenidos hasta ahora son muy prometedores, y se espera que las tecnologías desarrolladas estén listas para ser implementadas a escala industrial en el futuro cercano. Con estas innovaciones, las carreteras del futuro no solo serán más resistentes y seguras, sino también mucho más sostenibles.

Descarbonización y retos futuros

El desarrollo de tecnologías avanzadas en la construcción de carreteras es parte de un esfuerzo más amplio para lograr la descarbonización de la industria de la construcción y el mantenimiento de infraestructuras. Esta iniciativa, que forma parte del proyecto “Cuidemos lo que nos une”, cofinanciado por la Generalitat de Cataluña y la Diputación de Tarragona, está alineada con la estrategia europea de sostenibilidad y con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

A medida que estas tecnologías avanzan hacia su implantación industrial, uno de los principales desafíos será garantizar que sean económicamente viables y puedan adaptarse a las infraestructuras existentes. Sin embargo, los beneficios a largo plazo en términos de reducción de emisiones y ahorro energético son indiscutibles, y hacen que estas innovaciones sean una apuesta firme hacia un futuro más respetuosos con el medio ambiente.

En resumen, estas nuevas tecnologías no solo prometen mejorar la seguridad y la durabilidad de las carreteras, sino también contribuir de manera significativa a la reducción de la huella ambiental del sector del transporte.

Fuente:
The Conversation