Cada año en los Estados Unidos, millones de toneladas de residuos plásticos se desechan y no se reciclan, dando lugar a graves problemas medioambientales. En un esfuerzo por ayudar a evitar que estos desechos terminen en el medio ambiente, Los ingenieros de la Universidad de Missouri se están asociando con Dow y el Departamento de Transporte de Missouri (MoDOT) para probar la mezcla de desechos plásticos en las mezclas de pavimento de asfalto para su posible uso en carreteras y puentes estadounidenses.

Las mezclas de pavimento de asfalto se crean típicamente a partir de una mezcla de asfalto y otros materiales llamados "agregados, "como la piedra, arena o grava, dijo Bill Buttlar, la Cátedra Glen Barton en Pavimentos Flexibles en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental. Dijo que la composición química del plástico lo ayuda a convertirse en un buen producto para las mezclas de pavimentos de carreteras.

"El plástico se desarrolló para ser duradero y tiene una vida útil de cientos de años, "Buttlar dijo." El asfalto y los plásticos también son químicamente similares porque ambos provienen del petróleo crudo, para que se puedan mezclar. No son perfectamente compatibles pero está lo suficientemente cerca como para que ingenieros y químicos puedan trabajar juntos para encontrar una solución viable ".

Dentro del Laboratorio de Innovación y Pavimento Asfáltico de Mizzou, o MAPIL, ubicado en la Facultad de Ingeniería MU, ingenieros y estudiantes están determinando cómo incorporar varios tipos de residuos plásticos a base de polietileno en pavimento asfáltico, incluyendo botellas para beber, bolsas de la compra y pajitas para beber. Buttlar, el director del laboratorio, dijo que la idea de usar desechos plásticos en el pavimento se desarrolló a través de una serie de conversaciones que tuvo con el ex alumno de Mizzou, Jim Fitterling, el presidente y director ejecutivo de Dow, una compañía global de ciencia de materiales de $ 39 mil millones, después de un recorrido que Fitterling hizo por el laboratorio de MAPIL durante una visita reciente a la universidad.

Fitterling espera poder asociarse con su alma mater.

"Me uní a Dow hace más de 35 años, dos semanas después de graduarse de Mizzou, ", Dijo Fitterling." Tanto esta empresa como esta universidad han sido parte integral de mi vida. Entonces, Siempre agradezco la oportunidad de unir a los dos. Pero, incluso más que eso, a través de este proyecto, Mizzou y Dow se están asociando en una solución innovadora que mejorará nuestro planeta. Este proyecto encaja perfectamente en la intersección entre Dow y el propósito y la misión de la Universidad de Missouri. En Dow, estamos trabajando para abordar algunos de los desafíos más difíciles que enfrenta nuestro mundo, como acabar con los residuos plásticos. Estos desafíos requerirán grandes solucionadores de problemas y asociaciones sólidas. Sé que obtenemos ambos cuando trabajamos con la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Missouri ".

Una prueba del mundo real

MoDOT está emocionado de comenzar a ver el uso de plástico reciclado en pavimentos de asfalto, dijo Dave Ahlvers, ingeniero estatal de construcción y materiales.

"El material reciclado es un elemento importante para ofrecer un producto duradero y económico, ", Dijo Ahlvers." Actualmente utilizamos asfalto reciclado, pavimento, tejas de asfalto reciclado y caucho de llantas molido en nuestras mezclas. Expandirse para utilizar plástico reduce la cantidad de material virgen necesario, que es una situación ganadora para el medio ambiente y el costo total ".

Los ingenieros y estudiantes de MU pueden probar su mezcla desarrollada en laboratorio en un entorno del mundo real cuando se aplica como recubrimiento de pavimento. o una nueva capa de asfalto, a una sección en deterioro de la superficie de la carretera, a lo largo de un tramo de Stadium Boulevard en Columbia desde College Ave.hasta U.S. Highway 63 donde el tráfico promedio es de aproximadamente 36, 000 vehículos al día. Buttlar dijo para confirmar los resultados, el equipo deberá observar el área de prueba de casi dos millas durante al menos un año, incluyendo una temporada de verano y una de invierno. Dijo que una superposición de pavimento debería durar al menos una década, o alrededor de 12-15 años, antes de necesitar ser reemplazado, y los materiales reciclados como el plástico y el caucho de neumáticos también pueden prolongar la vida útil del pavimento al aumentar tanto su resistencia como su tenacidad. Buttlar también planea realizar un monitoreo a largo plazo de Stadium Boulevard y futuros proyectos de demostración en asociación con MoDOT.

Las secciones de prueba en Stadium Boulevard también incluirán una sección de control, o área con una mezcla de pavimento actual comúnmente utilizada y aprobada por MoDOT, así como una sección de prueba adicional utilizando una mezcla de pavimento que incluye un modificado químicamente, caucho reciclado de llantas de desecho molido. La prueba de caucho del neumático de tierra se está llevando a cabo en colaboración con un socio adicional del proyecto, Asphalt Plus, LLC. Este producto prolonga la vida útil de la carretera, reduce los costos de construcción de carreteras, y podría evitar la eliminación de millones de llantas de desecho en los EE. UU. y Europa.

Cumplir con las especificaciones correctas

Antes de que una mezcla de pavimento pueda aplicarse a escala comercial para que la utilicen los contratistas al licitar en proyectos de carreteras, primero debe tener una determinada especificación aprobada por MoDOT, o la autoridad reguladora del transporte de otro estado. Este proceso comienza en la etapa de desarrollo, cuando laboratorios como MAPIL ayudan a crear un producto, y también puede continuar una vez que se ha completado un proyecto de demostración de campo y los contratistas pueden realizar más innovaciones en sus propios laboratorios.

"Las especificaciones son un conjunto de requisitos y parámetros que se colocan en el contrato para que todos los contratistas puedan producir y ofertar un producto consistente, "Ahlvers dijo." La innovación permite al MoDOT utilizar nuestros fondos de la manera más eficiente, y tenemos la esperanza de poder marcar la diferencia en la reducción de plásticos que ingresan a los vertederos ".

Teniendo en cuenta el medio ambiente

Un aspecto clave de este proyecto es asegurarse de que el producto final no cause un impacto dañino al medio ambiente. Entonces Buttlar está colaborando con uno de sus colegas en la Facultad de Ingeniería, Baolin Deng, para estudiar el impacto ambiental del proyecto. Deng, profesor del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, ya ha ayudado al equipo de Buttlar con pruebas de microscopía electrónica y pruebas de calidad del agua, y Buttlar dijo hasta ahora, los resultados indican que el impacto ambiental debería ser insignificante.

"Todo el mundo tiene la sensación de que esto es realmente importante, "Buttlar dijo." Por un lado, apreciamos los plásticos y nos beneficiamos de ellos, sin embargo, estamos nadando en desechos plásticos en este momento. Este es claramente un desafío global donde actualmente no hay muchas soluciones viables disponibles. En este caso, el pavimento tendrá que ser duradero, económico y verdaderamente sostenible. Ahora estamos enfocados en estudiar el ciclo de vida de los desechos plásticos en el pavimento para asegurarnos de que sea un limpiador, enfoque más sostenible, y creo que todo el mundo siente que esta es una posible solución ".