El nuevo asfalto español que cambiará las carreteras para siempre: resistente a las grietas y fabricado con paja de trigo

A simple vista, la carretera puede parecer una construcción sencilla, compuesta de materiales derivados del petróleo, pero la innovación tecnológica se ha propuesto demostrar que puede ofrecer mejores prestaciones. Desde darle asfaltos que reparan sus propias grietas, hasta integrar tecnología capaz de cargar los vehículos eléctricos sobre la marcha, recientes proyectos proponen un futuro con carreteras muy distintas a las actuales.

Un nuevo estudio de la Universidad de Huelva propone vías más resistentes fabricadas con materiales sostenibles y más baratos de conseguir, como la paja de trigo. En un artículo científico publicado en Carbohydrate Polymers, los investigadores españoles explican cómo sustituir el litio y el petróleo con celulosa en la fabricación de grasas industriales y asfalto.

Se trata de dos proyectos con dos objetivos distintos dentro de un mismo trabajo de investigación del Centro en Tecnología de Productos y Procesos Químicos (Pro2TecS) de la Universidad de Huelva. En el caso del asfalto, "los modificadores, más del 90%, son poliméricos de origen fósil, mientras nosotros estamos empleando un modificador que es renovable y biodegradable", explica José Enrique Martín Alfonso, investigador en ingeniería de fluidos complejos y profesor titular de la Universidad de Huelva, en conversación con EL ESPAÑOL-Omicrono.

El revolucionario aditivo para que las carreteras no se congelen nunca y evitar accidentes de tráfico

La construcción de carreteras y su posterior uso son un foco de contaminación y riesgo para el medioambiente, bien por el propio uso de las mismas, por parte del roce de las ruedas, como en su fabricación. Este estudio se enmarca dentro del proyecto GreenAsphalt, que persigue la construcción de carreteras ecoeficientes fabricadas con materiales más sostenibles.

En 2023 se desplegó el primer tramo de carretera con bioasfalto Green Asphalt, fabricado a una temperatura máxima de 150 ºC, y formado con una mezcla de áridos vírgenes, bioligante, material fresado y polvo de caucho.

Modificando la celulosa

Tradicionalmente, el asfalto se ha obtenido de depósitos naturales, pero casi todo el que se utiliza hoy es artificial, derivado del petróleo. También denominado betún o chapopote, es un material bituminoso de consistencia viscosa, pegajosa y de color negro o marrón oscuro. En las mezclas asfálticas se usa como aglomerante y está presente en el petróleo crudo, compuesto casi por completo de betún.

Como alternativa, los investigadores españoles proponen recurrir a un elemento mucho más fácil de conseguir: el trigo. La clave del proyecto está en la reacción química denominada silicación, con la que se consigue modificar la estructura de la celulosa, haciéndola repelente al agua y compatible con aceites y betunes.

Evolución de la paja de trigo al lubricante semisólido logrado por los investigadores Universidad de Huelva Omicrono

"La pasta de celulosa tiene unas características que son muy poco afines con el aceite y el betún, por lo que por primera vez la hemos modificado con silicio, que tiene mucha compatibilidad", explica Martín.

El proceso comienza a transformar la paja de trigo en pasta celulósica, el mismo material con el que se elabora el papel. Tras depurarla y modificarla con silicio, los científicos obtienen un aditivo con propiedades gelificantes y estructurantes, capaz de integrarse en lubricantes o asfaltos de forma estable.

De izq. a dcha., José Enrique Martín Alfonso, Manuel Trejo Cáceres y José María Franco Gómez Universidad de Huelva Omicrono

En el caso de las grasas industriales, en la mayoría de ocasiones se producen con litio, un metal escaso y muy demandado en la fabricación de baterías. Es otro componente a evitar por su alto coste tanto económico como ambiental. "El litio era un elemento de la tabla periódica al que no se le echaba mucha cuenta, pero ahora estamos en un momento muy importante por su uso en las baterías. Por eso ha cobrado especial importancia y su precio ha subido", dice Martín.

La pasta de trigo se plantea como sustituto para estos componentes, abaratando la fabricación de asfalto y grasas industriales. En el artículo científico se indica que la grasa creada a partir de este aditivo ofrece mayor resistencia al desgaste que las mezclas de litio. El asfalto, por su parte, ha mostrado más elasticidad y tolerancia al calor, deformándose menos cuando tiene que soportar mucho tráfico.

El hormigón que cambiará las carreteras: absorbe la contaminación de los coches gracias a la luz

Para demostrarlo, se han realizado pruebas de laboratorio, que incluyeron análisis térmicos, ensayos de fricción y microscopía. Ahora, el equipo quiere probar sus propiedades en condiciones reales, aplicando este nuevo material en maquinaria, vehículos y tramos de carretera.

Aun así, José Enrique Martín advierte que todavía es necesario seguir estudiando el uso y la composición de este material: "Nosotros nos hemos centrado en la compatibilidad química, pero ahora estamos trabajando en la modificación del tamaño o la forma de esa pasta celulósica para optimizar la interacción con estos dos fluidos".

Del trigo a las colillas

Este campo de investigación está recibiendo mucha atención. En España, otro equipo de investigadores ha presentado también recientemente un nuevo asfalto que promete cambiar la construcción de carreteras al ser más resistente y sostenible, y que destaca por estar fabricado con colillas de cigarrillos.

La investigación, publicada en la revista científica ScienceDirect, promete reutilizar las colillas como aditivo en la construcción de carreteras y ya ha demostrado la viabilidad de incorporar estos residuos para mejorar la resistencia a las fisuras y grietas de los pavimentos.

Trozos del asfalto hecho de colillas de cigarrillos. Universidad de Granada Omicrono

El Laboratorio de Ingeniería de la Construcción de la Universidad de Granada, dirigido por Carmen Rubio Gámez y Fernando Moreno Navarro, evaluó la resistencia de asfaltos fabricados en un 40% de su peso con material reciclado procedente de carreteras deterioradas y los pellets de las colillas de cigarrillos electrónicos.

Los investigadores de la Universidad de Granada explican en un comunicado que, durante la fabricación del asfalto, al entrar en contacto con el betún caliente, la cera de los pellets se funde y libera las fibras de celulosa y plástico recicladas procedentes de las colillas.

Los investigadores con trozos de asfalto hecho de colillas de cigarrillos. Universidad de Granada Omicrono

Unas fibras que actuarían como refuerzo dentro de la matriz asfáltica incrementando su resistencia a la fisuración y a las grietas, al mismo tiempo que actuarían como retenedor del ligante, permitiendo aumentar su contenido haciendo que el asfalto sea más dúctil y flexible.

Además de esto, la presencia de las ceras también permitiría modificar la viscosidad del betún y reducir la temperatura de fabricación de la mezcla, con lo que se reducen los consumos energéticos y las emisiones de gases contaminantes.