Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Washington está resolviendo un problema de desechos de alta tecnología mientras aborda el desafío ambiental de la escorrentía de aguas pluviales.

Los investigadores han demostrado que pueden fortalecer en gran medida los pavimentos permeables al agregar material compuesto de fibra de carbono de desecho. Su método de reciclaje, descrito en la edición de marzo de la Revista de materiales en ingeniería civil , no requiere el uso de mucha energía o productos químicos, un factor crítico para el reciclaje de materiales de desecho.

Tradicional vs perverso

A diferencia del pavimento impermeable que se usa en la mayoría de las carreteras y estacionamientos, El concreto permeable permite que el agua de lluvia se drene libremente y se filtre en el suelo debajo. Debido a la creciente preocupación por las inundaciones en áreas urbanas y los requisitos para controlar la escorrentía de aguas pluviales, Varias ciudades han intentado utilizar el hormigón permeable en estacionamientos y calles de poco tráfico. Pero debido a que es muy poroso, no es tan duradero como el hormigón tradicional que se utiliza en las carreteras principales.

Reciclaje de fibra de carbono

Compuestos de fibra de carbono, mientras tanto, se han vuelto cada vez más populares en numerosas industrias. Superligero y fuerte, el material se utiliza en todo, desde alas de avión hasta turbinas eólicas y automóviles. Si bien el mercado crece aproximadamente un 10 por ciento al año, sin embargo, las industrias no han descubierto una manera de reciclar fácilmente sus desechos, que es tanto como el 30 por ciento del material utilizado en la producción.

Dirigido por Karl Englund, profesor asociado de investigación, y Somayeh Nassiri, profesor adjunto del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, los investigadores agregaron chatarra compuesta de fibra de carbono que recibieron de las instalaciones de fabricación de Boeing a su mezcla de concreto permeable. Utilizaron fresado mecánico para refinar las piezas compuestas a los tamaños y formas ideales. El material agregado aumentó en gran medida tanto la durabilidad como la resistencia del hormigón permeable.

"En términos de resistencia a la flexión, obtuvimos muy buenos resultados, tan altos como el concreto tradicional, y todavía se drena muy rápido, "dijo Nassiri.

Fresado frente a calor o productos químicos

Los investigadores utilizaron técnicas de molienda económicas en lugar de calor o productos químicos para crear un elemento de refuerzo a partir de los compuestos de fibra de carbono de desecho. Mantuvieron y utilizaron la resistencia original de los composites manteniéndolos en su forma de composite curado. Su mezcla también requirió el uso de una gran cantidad de material compuesto, que sería ideal para los productores de residuos.

"Ya estás consumiendo desperdicios; no puedes agregar un montón de dinero a la basura y obtener un producto, ", dijo Englund." La clave es minimizar la energía y mantener bajos los costos ".

Los materiales compuestos se dispersaron por toda la mezcla de pavimento para proporcionar una resistencia uniforme.

Pruebas e integración

Si bien han demostrado que el material funciona a escala de laboratorio, los investigadores están comenzando a realizar pruebas del mundo real en aplicaciones de pavimento. También están trabajando con la industria para comenzar a desarrollar una cadena de suministro.

"En el laboratorio, esto funciona para aumentar la durabilidad y resistencia del pavimento permeable, ", dijo Nassiri." El siguiente paso es descubrir cómo hacerlo generalizado y generalizado ".

La investigación para este proyecto fue posible gracias a una asociación con Boeing Company.