La infusión de asfalto con plástico podría ayudar a que las carreteras duren más y resistan el agrietamiento por el calor

A nivel mundial, se producen más de 400 millones de toneladas de plástico cada año, y menos del 10% se recicla. Gran parte del resto termina quemado, enterrado o a la deriva por las vías fluviales, un problema que solo está empeorando.

Como ingeniero civil, comencé a hacerme una pregunta sencilla: en lugar de tirar plástico usado, ¿qué pasaría si pudiéramos construir algo útil con él?

Esa pregunta dio lugar a una tecnología que mezcla pequeñas cantidades de plástico reciclado con asfalto, el material negro y pegajoso que se utiliza para construir carreteras y estacionamientos. El resultado es una carretera más resistente, más duradera y que evita que el plástico usado llegue al medio ambiente.

Pueden ver estas carreteras en el campus de mi universidad, la Universidad de Texas en Arlington, donde mi equipo ha pavimentado tramos de prueba en estacionamientos. Quizás aún más importante para probar esta tecnología a gran escala, hemos construido un tramo de casi dos kilómetros de carretera impregnada de plástico en Rockwall, Texas, una ciudad cerca de Dallas. También hemos recibido interés de otras ciudades dentro y fuera de Texas.

Mi objetivo es tomar un problema (la contaminación plástica) y usarlo para solucionar otro: el deterioro de las carreteras.

De donde surgió la idea

Crecí en un barrio pobre de Bangladesh, cerca de un gran vertedero. De niño, noté que quienes vivían cerca de los montones de basura solían estar enfermos, mientras que quienes vivían más lejos estaban más sanos.

En aquel entonces, desconocía la ciencia que lo sostenía; solo veía a mis vecinos tener que elegir entre comprar medicinas o comprar la cena. Ese recuerdo me impactó profundamente.

Años después, cuando me convertí en ingeniero, aprendí que la mala gestión de residuos no solo perjudica al medio ambiente, sino también a las personas. Esa constatación se convirtió en la base de mi trabajo.

Cómo funcionan las carreteras de plástico

El asfalto tradicional se fabrica con una mezcla de piedras, arena y un aglutinante a base de petróleo llamado betún, que lo mantiene todo unido. En el proceso de mi equipo de investigación, reemplazamos una pequeña parte de ese betún —entre el 8 y el 10%— con plástico derretido de artículos cotidianos, como bolsas y botellas de plástico de un solo uso. Para nuestro proyecto de construcción de carreteras de plástico cerca de Dallas, utilizamos 4.5 toneladas de residuos plásticos para cubrir casi un kilómetro de una carretera de un solo carril.

Primero limpiamos el plástico y luego lo trituramos en pequeñas escamas. Finalmente, lo mezclamos con el asfalto a altas temperaturas. Estos pasos garantizan que se funda completamente y se adhiera firmemente, sin dejar restos de plástico.

Este proceso es como añadir varillas de refuerzo al hormigón: el plástico aporta flexibilidad y resistencia. Las carreteras con esta mezcla soportan mejor las temperaturas extremas y el tráfico pesado. En zonas cálidas, esto se traduce en menos grietas y baches.

Durante una ola de calor extrema en abril de 2024, la carretera de plástico construida en Dhaka, Bangladesh, no mostró signos visibles de deterioro o grietas, mientras que muchas carreteras en Bangladesh tenían grietas visibles y deterioro durante el mismo periodo.

También reduce la demanda de nuevos materiales derivados del petróleo, ya que reutilizamos plástico reciclado ya existente. La carretera de plástico reemplaza el betún, un componente derivado del petróleo, con residuos.

El problema de los residuos plásticos

Los residuos plásticos han aumentado drásticamente en las últimas décadas. En Estados Unidos, han aumentado cada año desde la década de 1960, con el mayor aumento entre 1980 y 2000.

Solo en 2018, los vertederos recibieron casi 27 millones de toneladas de plástico, lo que representa el 18.5% de todos los residuos sólidos urbanos a nivel nacional. Se trata de una cantidad asombrosa de material sin utilizar.

El asfalto con plástico también puede ahorrar dinero. Gracias a su mayor durabilidad y resistencia al agrietamiento, las ciudades podrían gastar menos en reparaciones y mantenimiento. En Rockwall, por ejemplo, las primeras estimaciones sugieren que estas carreteras podrían prolongar la vida útil del pavimento varios años.

En condiciones de calor extremo, el betún puede derretirse. Durante una evaluación de rendimiento de una sección de prueba de plástico en Bangladesh, descubrimos que añadir plástico a la mezcla aumenta la resistencia térmica de la carretera. Estos resultados son especialmente útiles para estados como Texas, que sufren calor extremo durante el verano. En nuestras instalaciones en el estacionamiento de la UTA y en Rockwall, el pavimento se ha mantenido intacto hasta la fecha incluso en días con temperaturas superiores a los 38 °C.

Superando desafíos

Pero aún existen desafíos. Aumentar la producción requiere un suministro constante de plástico limpio y clasificado, algo que no todas las ciudades tienen la infraestructura para proporcionar. Algunos tipos de plástico no se pueden fundir de forma segura o pueden liberar gases nocivos si no se procesan correctamente. Estamos estudiando estos problemas detenidamente para garantizar la seguridad del proceso.

También existen dudas sobre qué sucede cuando las carreteras de plástico llegan al final de su vida útil. ¿Podrían liberar microplásticos —pequeños fragmentos de plástico— al desgastarse? Las primeras investigaciones sugieren que el riesgo es bajo porque el plástico está ligado al asfalto, pero seguimos monitoreándolo.

Mis propios estudios de laboratorio muestran una liberación de microplásticos muy mínima, y ​​un estudio de 2024 descubrió que la liberación de microplásticos del asfalto plástico reciclado se estimó en mil veces menor que la liberación de partículas de caucho de neumáticos desgastados.

Con el tiempo, si los residuos plásticos empiezan a disminuir, quizá necesitemos encontrar materiales alternativos para estas carreteras. Mientras tanto, este tipo de residuos sigue estando fácilmente disponibles.

Construyendo hacia un futuro sostenible

Nuestros próximos pasos implican expandir esta tecnología a más regiones, probar diferentes tipos de mezclas de plástico y garantizar que cada carretera construida de esta manera sea duradera, asequible y ambientalmente segura.

Actualmente, estamos probando e implementando carreteras de plástico en ciudades más allá de Texas e incluso en otros países. También hemos solicitado una patente para la tecnología y, a largo plazo, planeamos comercializarla.

Cuando veo la construcción de carreteras de plástico en Bangladesh, a veces no muy lejos de donde crecí, recuerdo a la gente que vivía cerca de esos vertederos. Este trabajo no se trata solo de carreteras o reciclaje. Se trata de dignidad y de mantener al menos algunos residuos lejos de los lugares donde vive la gente.

Md S Hossain es profesor de Ingeniería Civil en la Universidad de Texas en Arlington.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.