Foto: Ana María Rodríguez-Alloza sujeta una muestra de su innovador asfalto. Crédito: Pasquale Caprile.

Una cuadrilla de obreros extiende bajo el sol de agosto la humeante capa de asfalto que formará el firme de una carretera. Probablemente esta escena despierte la empatía de los pasajeros que observan la dura labor de los trabajadores desde sus coches con aire acondicionado. De lo que quizá no se percaten es de que el asfalto que están empleando está asociado a impactos medioambientales negativos, pues su producción genera grandes volúmenes de CO₂, óxido de nitrógeno y metano, todos ellos gases de efecto invernadero.

Todos estos pasajeros podrían, sin saberlo, contribuir a reducir la huella del asfalto sobre el planeta gracias a los neumáticos de los coches en los que viajan. Así lo demuestra una investigación de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), que ha descubierto una forma de reducir la temperatura y las emisiones del proceso de fabricación de un tipo de asfalto que incluye en su composición residuos de neumáticos de desecho.

El trabajo procede de la tesis de la investigadora Ana María Rodríguez-Alloza, cuyo enfoque le ha valido el premio a la Mejor Tesis doctoral en la segunda edición de los Premios a la Innovación en Infraestructuras Viarias. Además de reducir las emisiones y el aporte energético necesario para producir este asfalto, la técnica de Rodríguez-Alloza mantiene sus propiedades estructurales y mecánicas para "que siga funcionando bien en la carretera", explica la investigadora.

El asfalto más utilizado actualmente es una mezcla en caliente de betún y áridos (fragmentos de piedra) que deben calentarse hasta los 165 °C para adquirir la manejabilidad adecuada que le permita extenderse y compactarse después sobre el terreno. Rodríguez-Alloza propone añadir a esta mezcla polvo de caucho.

Esta goma procedente de neumáticos desechados triturados ya se utiliza como aditivo porque prolonga la vida útil del pavimento. Rodríguez-Alloza afirma que estos asfaltos son "más duraderos y resistentes a la fatiga, menos ruidosos y tienen menor coste de mantenimiento". Pero a cambio, su uso obliga a aumentar aún más la temperatura de procesado de la mezcla asfáltica hasta los 180 °C, lo que a su vez incrementa las emisiones y la energía necesaria para producirla.

Para evitar este problema, Rodríguez-Alloza añade una segunda característica: la tecnología de mezclas semicalientes, que consiste en añadir componentes orgánicos (varios tipos de cera) que reducen la viscosidad y permiten procesar la mezcla a menor temperatura. En concreto, el trabajo de Rodríguez-Alloza la disminuye entre 10 °C y 30°C frente a otros asfaltos con polvo de caucho, lo que supone ahorros energéticos de hasta un 20%, afirma la investigadora.

Aunque según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés), la producción y uso del asfalto en la pavimentación de rutas es una fuente de emisiones “insignificante” a nivel global, la investigadora calcula que con su tecnología se podría evitar la emisión de unas 58.000 toneladas de CO₂ cada año. Una cifra modesta que supone no más del 0,02% del total de emisiones generadas en España. No obstante, para Rodríguez-Alloza el cambio es necesario: "Cada mejora en cada industria es necesaria porque contribuirá a reducir las emisiones totales".

La fabricación es la fase de la vida del asfalto que más contamina, más que su transporte o puesta en obra. En esta etapa, ni la adición de caucho ni la tecnología de mezclas semicalientes son conceptos nuevos. Pero Rodríguez-Alloza consigue optimizarlos precisamente al combinar ambos enfoques.

Para verificar los resultados obtenidos en su tesis, la investigadora la ha complementado con un exhaustivo análisis del ciclo de vida del asfalto para calcular la energía empleada y el CO₂ emitido, tanto de forma directa como indirecta a lo largo de todo el proceso de fabricación. Y asegura que los análisis de este tipo que suelen hacerse obvian criterios que ella sí contempla, como la energía necesaria para fabricar las ceras que se añaden a la mezcla.

Innovar con soluciones conocidas

El investigador del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Huelva (España) Francisco Javier Navarro considera que mezclar la goma de neumático con las ceras orgánicas es un enfoque acertado, ya que la capacidad aglutinante de las ceras contrarresta los problemas de compactación de la goma. Según el experto, aunque otros estudios abordan el uso de aditivos y tecnologías similares, lo más novedoso del trabajo de Rodríguez-Alloza es que engloba tres aspectos: "el diseño del betún modificado, la mezcla asfáltica y el análisis del ciclo de vida".

Por su parte, el investigador del Instituto de Tecnología de Materiales de la Universidad Politécnica de Valencia (España) Antonio Nadal también confirma el carácter innovador del trabajo de Rodríguez-Alloza, principalmente debido su análisis del ciclo de vida "híbrido" que "analiza tanto costes energéticos como de emisiones de CO₂".

El próximo reto de Rodríguez-Alloza es que se construya una carretera donde el firme empleado se obtenga mediante los procesos descritos en su trabajo y ver su comportamiento a lo largo del tiempo. Nadal está de acuerdo en que este piloto sería un prometedor siguiente paso: "Sería tremendamente interesante hacer una pequeña prueba con un tramo de carretera que permitiese controlar exactamente, y a nivel de producción, los costes energéticos y medioambientales reales", concluye el experto.