Incorporación de celulosa proveniente de deshechos de la Industria Papelera en Mezclas Asfálticas del tipo Stone Mastic Asphalt (SMA)

Este estudio se centra en la evaluación de la viabilidad de reemplazar la celulosa comercial en mezclas asfálticas Stone Mastic Asphalt (SMA) con celulosa proveniente de desechos de la industria papelera. El aumento del parque automotor, especialmente de vehículos pesados, ha acelerado el deterioro de los pavimentos asfálticos, manifestándose en problemas recurrentes como el ahuellamiento y las fisuras por fatiga. Por otra parte, los residuos de la industria de papel representan aproximadamente el 26% del total de desechos en vertederos a nivel mundial. Por tanto, extraer la celulosa de los papeles para usarlo en mezclas asfálticas SMA no solo permitirá mejorar la calidad de los pavimentos, sino también contribuir a la gestión sostenible de los desechos de la industria papelera. Se llevará a cabo pruebas de desempeño con celulosa de deshechos de papel comparándola con la celulosa Viatop Premium que es un producto comercial.

Los pavimentos de asfalto se deterioran debido al efecto combinado del aumento del tráfico pesado y las condiciones climáticas del medio ambiente(Klinsky et al., 2018; Sol-Sánchez et al., 2015). La vida útil de los pavimentos asfálticos puede incluso acortarse si no se utilizan materiales de calidad en el diseño y fabricación de mezclas asfálticas en caliente (Klinsky et al., 2018). Una de las principales causas del daño temprano a las capas de pavimento asfáltico es el efecto de la temperatura o el clima extremo, que causan un daño inicial a la capa de pavimento asfáltico influyendo en gran medida en la viscosidad del material asfáltico elástico (Sukrislistarto et al., 2020).
También, el daño por humedad es una preocupación común dado que genera la pérdida de resistencia y durabilidad en las mezclas asfálticas (Hamedi et al., 2018). El deterioro se debe a dos razones principales: La pérdida de adherencia y la pérdida de cohesión (Hamedi et al., 2016).
Asimismo, el agrietamiento a baja temperatura es un mecanismo frecuente de falla en los pavimentos de mezcla asfáltica en caliente. Las temperaturas frías prolongadas pueden provocar un agrietamiento prematuro y la consiguiente falla de los pavimentos. Las razones del agrietamiento prematuro en los pavimentos asfalticos en caliente incluyen las siguientes: estrés térmico inducido por la temperatura (baja temperatura y fatiga térmica), altas cargas de tráfico (Wang et al., 2020). Las fallas como los surcos y el agrietamiento por fatiga han degradado la condición de la red vial disponible haciéndola insegura y peligrosa para los usuarios de la vía.
Dado que el transporte por carretera es el principal modo de transporte, el mal estado de las carreteras afecta la economía de un país por los altos los costos de la operación y manteniendo los pavimentos asfálticos (Qadir, 2012).
La industria del papel enfrenta desafíos ambientales significativos, siendo uno de los sectores más intensivos en el uso de energía y generador de emisiones de carbono, especialmente en países en desarrollo que carecen de tecnologías avanzadas en la fabricación de pulpa y papel (Shang et al., 2022). Esta problemática se ve exacerbada por la contribución de la producción de papel a la deforestación, el consumo excesivo de energía y agua, la contaminación del aire y la acumulación de residuos, representando aproximadamente el 26% del total de residuos en vertederos a nivel mundial, con una producción anual de 420 millones de toneladas de papel y cartón (The World Counts, 2023).
En el contexto peruano, existe una oportunidad significativa para mejorar el reciclaje, ya que solo el 1.9% de los residuos sólidos reaprovechables se reciclan. En el año 2016, se generaron 7´005,576 toneladas de residuos sólidos municipales urbanos en el país, y el 18.7% de este volumen corresponde a residuos inorgánicos reciclables con potencial para generar empleo mediante negocios innovadores, como el reciclaje de papel, cartón, vidrio, plástico y otros materiales (Ministerio del Ambiente, s. f.).
De lo expuesto, tenemos problemas en las mezclas asfálticas de los pavimentos y en los pasivos generados por la industria textil que investigaremos para proponer una solución con mezclas del tipo SMA usando la celulosa proveniente de desechos textiles.