Uso de lignina proveniente de deshechos de la industria del papel en mezclas asfálticas en caliente

El asfalto, esencial en la construcción de carreteras a nivel mundial, es un recurso no renovable derivado del petróleo. El asfalto está formado alrededor del 80% por carbono y dentro de la mezcla asfáltica constituye alrededor del 5% del peso total. Se estima que el consumo de asfalto a nivel mundial es superior a 100 millones de toneladas anuales siendo las carreteras las causantes de aproximadamente del 15% del efecto invernadero.
La lignina es una opción de reemplazo del asfalto. Por ser un polímero biodegradable presente en abundancia en las plantas. Tiene una estructura similar a la resina o fracción de asfalteno de un asfalto, con grandes anillos unidos por cadenas alquílicas.
Por ello, en la investigación se plantea la caracterización reológica del asfalto para diferentes porcentajes de reemplazo de lignina y pruebas de desempeño de la mezcla asfáltica. Con lo cual, no solo se busca preservar recursos no renovables, sino también reducir la huella ambiental y consumo energético asociada a la infraestructura vial.

El pavimento flexible, es la elección preferida por su excepcional comodidad de conducción, actualmente abarca el 95% de las carreteras a nivel mundial (Anderson et al., 2000). La necesidad en la construcción, operación y mantenimiento de las carreteras con superficies asfálticas, conlleva inevitablemente a un considerable consumo de asfalto (N. Su et al., 2018). Sin embargo, al derivarse del petróleo, una fuente no renovable, el uso del Asfalto plantea desafíos en términos de sostenibilidad a largo plazo (Norgbey et al., 2020). Además, su producción conlleva un significativo consumo de energía, generando emisiones de gases de efecto invernadero que representan una amenaza medioambiental (Gao et al., 2020; Saberi.K et al., 2017).
Según la Federación Internacional de Carreteras, aproximadamente el 15% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero se atribuyen a la industria del transporte, con más del 20% de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) relacionadas con la energía provenientes del sector del transporte (Albuquerque et al., 2020). Es crucial destacar que, en muchos países, más del 90% de las carreteras están pavimentadas con mezcla asfáltica, cuyo ligante asfáltico comúnmente se obtiene mediante la destilación de petróleo crudo (Porto et al., 2021).
El Asfalto requiere un elevado consumo energético. Así, para producir una tonelada métrica de mezcla asfáltica se requiere entre 21 y 28 kgce (Kilogramo de Carbón Equivalente) (Zou et al., 2021). Este alto consumo energético, junto con el actual costo de la energía y la dependencia de productos derivados del petróleo, contribuye a que el sector de la construcción de carreteras tenga costos elevados que afectan su competitividad (Gasia et al., 2023). Además, se debe considerar el costo medioambiental en términos de huella de carbono, consumo de energía y consumo de materias primas. La huella de carbono de una tonelada de mezcla asfáltica oscila entre 70 y 95 kg CO2 equivalente. (Bizarro et al., 2021). , lo que produce un cantidad significativa de las emisiones anuales de gases de efecto invernadero (Bizarro et al., 2021).
En la Unión Europea (UE), se consumen anualmente más de 12 millones de toneladas de productos de origen fósil y alrededor de 2 mil millones de toneladas de áridos naturales (Potti & Eapa, 2020). La demanda constante de estos materiales provoca una creciente escasez de recursos naturales. Además, este sector representa aproximadamente el 40% del consumo de energía y el 36% de las emisiones de CO2 en Europa (European Commission, 2020).
A nivel global se enfrenta desafíos cruciales, desde el deterioro de las carreteras hasta la sostenibilidad del asfalto. Abordar estos problemas demanda soluciones innovadoras y sostenibles para la producción de mezclas asfálticas, promoviendo así un desarrollo vial más eficiente y respetuoso con el medio ambiente. En el ámbito de la infraestructura, el Perú tiene numerosos desafíos pendientes en lo que respecta al avance y perfeccionamiento de la infraestructura física. Este desafío abarca la necesidad de mejorar diversos aspectos, incluyendo carreteras, sistemas de transporte, suministro de energía y redes de telecomunicaciones (World Competitiveness Ranking, 2023).