A todos nos encanta que todos ganen. Bueno, aquí hay algo mejor: potencialmente beneficioso para todos.
Al utilizar lo que de otro modo sería un residuo industrial en nuevos pavimentos de carreteras, el futuro de las autopistas y caminos secundarios podría reducir los impactos sobre el cambio climático y potencialmente salvar vidas.
Un nuevo análisis sugiere que reemplazar el pavimento urbano convencional con carreteras hechas en parte con escoria de acero reciclada podría reducir sustancialmente los gases de efecto invernadero y las emisiones de contaminación del aire, al tiempo que reduciría el mantenimiento de las carreteras (¡y por lo tanto, también menos molestos atascos de tráfico para reparar las carreteras!).
Si nunca ha oído hablar de la escoria de acero, no está solo. En realidad, es un producto de desecho que surge del proceso de fusión del mineral de hierro o chatarra para fabricar acero.
Este material sobrante es una mezcla de dióxido de silicio y óxidos metálicos y se puede utilizar para hacer una mezcla asfáltica epoxi de escoria de acero, o SEAM.
La escoria de acero es ideal para pavimento porque su alta resistencia y estructura angular la hacen útil para crear un material de carretera duradero.
En este estudio, los investigadores combinaron el SEAM con un aglutinante asfáltico modificado con epoxi, produciendo un material diseñado para resistir el desgaste y la deformación mejor que el pavimento convencional.
Una carretera más duradera reduce el malestar social y la contaminación del aire causada por la congestión relacionada con la construcción de carreteras.
Pero también, a medida que el pavimento se deteriora, los vehículos en realidad consumen más combustible (lo cual es costoso en sí mismo tanto desde el punto de vista financiero como en términos de emisiones). Entonces, si una carretera se deteriora con menos frecuencia, también ahorra gasolina, diésel y desgaste a los vehículos que la transitan.
En el modelo de los investigadores, todos estos efectos de la fase de uso representaron alrededor del 95 por ciento de las emisiones y el 60 por ciento de los costos de vida útil de la carretera en los escenarios de referencia.
Aunque la mayoría de los costos de cualquier carretera ocurren en la fase de uso, los investigadores muestran que SEAM cuesta más construir, produce más emisiones y genera más contaminación por partículas finas durante sus primeros años de uso. Pero, lo que es más importante, justo cuando es necesario reemplazar la superficie de una carretera convencional (generando esas emisiones nuevamente), las emisiones de la carretera basadas en SEAM continúan.
Esta significativa durabilidad de las carreteras basadas en SEAM cambia la ecuación.
Los investigadores modelaron tres versiones que contenían 20, 35 o 50 por ciento de epoxi. Se supuso que el pavimento convencional y el SEAM con 20 por ciento de epoxi durarían seis años, mientras que la versión con 35 por ciento de epoxi duró aproximadamente 15 años y la versión con 50 por ciento 20 años.
Al distribuir las emisiones y los costos de construcción a lo largo de una vida útil más larga (y reducir las penalizaciones por combustible y mantenimiento asociadas con el deterioro de las carreteras), el pavimento más duradero podría eventualmente compensar su mayor huella inicial.
Los investigadores identificaron la formulación de epoxi al 35 por ciento como el mejor equilibrio dentro de sus escenarios modelados: más epoxi prolongó la vida útil del pavimento, pero más allá de aproximadamente el 35 por ciento, las ganancias ambientales adicionales se estabilizaron mientras los costos continuaron aumentando.
Luego ampliaron el modelo a la red de carreteras urbanas de China, probando escenarios en los que se reemplazó el 25, 50, 75 o 100 por ciento del pavimento de asfalto urbano existente. En el nivel de reemplazo más alto, el modelo proyectó reducciones de alrededor de 1,74 mil millones de toneladas de emisiones equivalentes de CO2 y 1,23 mil millones de kilogramos de PM2,5 durante el período de evaluación.
PM2.5 es la contaminación por partículas finas que está relacionada con muertes por enfermedades cardíacas, enfermedades renales, demencia, hipertensión, cáncer de pulmón y otras enfermedades.
Esos números se suman para crear un impacto bastante serio. En los escenarios de reemplazo, los investigadores estimaron que se podrían evitar entre 31.802 y 128.980 muertes prematuras solo como resultado de una exposición reducida a PM2,5.
Esas cifras de salud provienen de un modelo que vincula las reducciones modeladas en la contaminación por partículas finas con relaciones establecidas entre la exposición a PM2.5 y la mortalidad. Los autores describen explícitamente los resultados como estimaciones a nivel de sistema en lugar de predicciones epidemiológicas precisas.
No debe pasarse por alto que SEAM también podría ahorrar mucho dinero: podría generar entre 3,48 y 15,01 billones de yuanes chinos (entre 519.140 millones y 2,24 billones de dólares estadounidenses), según el estudio.
Este tipo de cambios en el rendimiento de los materiales a nivel del sistema podrían tener implicaciones aún mayores, ya que son “ampliamente transferibles a otras economías en rápida urbanización con importantes industrias siderúrgicas”, escriben los investigadores del estudio.
“Países como la India, junto con varias naciones del Sudeste Asiático y África, generan grandes volúmenes de [steel slag] mientras enfrentan una demanda de transporte acelerada y crecientes limitaciones ambientales”. Esos países también podrían beneficiarse del clima, la salud pública y los beneficios económicos de las carreteras de la SEAM.
Hay complicaciones logísticas a tener en cuenta: la escoria de acero no se produce de manera uniforme en toda China, por lo que los investigadores modelaron su envío entre provincias. Eso suma emisiones, pero en su modelo, el transporte adicional aún produjo una gran reducción neta en las emisiones equivalentes de CO2 y PM2,5.
El estudio tampoco modela si la infraestructura industrial actual podría producir y distribuir inmediatamente suficiente material para satisfacer la demanda nacional. Y uno de los mayores inconvenientes es que este nuevo pavimento requiere siete días de curado antes de que pueda abrirse completamente al tráfico.
Es interesante pensar que una carretera más sostenible no necesariamente es la que requiere menos energía para construirse. Podría ser uno que pase más tiempo siendo aburrido y gloriosamente parecido a una carretera: suave, duradero y que necesite menos reparaciones.
La investigación ha sido publicada en Communications Earth & Environment.
Este artículo fue verificado por Rachel Garner y editado por Fiona MacDonald. Si bien nos enorgullecemos de nuestro proceso, somos humanos. Si detecta un error, háganoslo saber.