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octubre 18, 2021El grupo de investigación Materiales de Construcción y Carreteras (MATCAR) de la UPC ha colaborado en el proyecto europeo PaperChain, una iniciativa que tiene el objetivo de desarrollar un modelo de economía circular que valorice los residuos generados por la industria del papel y los emplee como materias primas en sectores tales como el sector de la construcción, el minero y el químico. Las primeras pruebas en España, se han realizado en las provincias de Zaragoza y Valencia, donde se ha comprobado la viabilidad del uso de cenizas como conglomerantes alternativos para carreteras.
El proyecto PaperChain, coordinado por Acciona, ha contado con la participación de veinte socios de cinco países europeos y ha incluido demostradores a gran escala en diferentes entornos operativos: en el sector de la construcción, en España (capas de suelo estabilizado en carreteras), en Portugal (asfaltos y hormigones) y en Eslovenia (materiales compuestos para estabilización de taludes); y en Suecia, en el sector químico (bioetanol para productos químicos secundarios) y en el sector minero (capas sellantes de escombros). Con un presupuesto de 7,8 millones de euros, el proyecto ha sido financiado por el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.
MATCAR, ha trabajado en la mejora y la estabilización de las esplanadas en que se apoya el firme de la carretera, y en las capas tratadas del propio firme. En estas superficies, el conglomerante habitualmente empleado para reforzar la resistencia al tráfico -cemento o cal- es sustituido por cenizas procedentes de la industria papelera. El uso de estas cenizas permite importantes reducciones de la huella de carbono en la construcción de carreteras, ya que el cemento y la cal son importantes emisores de CO2.
El equipo de investigadores también se ha ocupado de caracterizar los materiales a emplear -suelos y cenizas-, así como de evaluar las propiedades mecánicas de su combinación resultante, a fin de definir la fórmula de trabajo a utilizar en las etapas de construcción. Esta etapa también ha incluido un estudio de durabilidad mediante ensayos que simulan los efectos climáticos a largo plazo.
Demostradores
Para comprobar la viabilidad del uso de las cenizas, se ha realizado un monitoreo técnico de tres tramos de prueba en las provincias de Zaragoza y Valencia mediante un sistema de auscultación. El primer tramo se ha realizado en Ejea de los Caballeros y ha consistido en la estabilización de un camino sin pavimentar -de un kilómetro de longitud- en el entorno de un parque periurbano.
El segundo tramo de prueba, construido en Villamayor de Gállego, consiste en la renovación del firme de una calle de un kilómetro de longitud mediante la ejecución de una capa de suelo estabilizado.
El efecto de la ceniza en estos suelos se traduce en la práctica eliminación del hinchamiento -incremento de volumen que experimentan algunos suelos en aumentar su humedad- y el aumento de la capacidad portante -la capacidad del terreno de soportar las cargas aplicadas sobre él-, lo que generará un ahorro significativo en su mantenimiento. Además, esta zona de Zaragoza tiene una extensa red de caminos rurales y una intensa actividad agrícola y ganadera con tráfico de maquinaria pesada.
Un tercer tramo de prueba se ha realizado en la variante A31 de la Font de la Figuera, Valencia. En este caso se sustituyó el cemento por las cenizas en una capa de suelo-cemento, manufacturado en una planta en la que cada componente se dosificó con precisión y se mezcló para conseguir una gran homogeneidad. A diferencia de los casos anteriores, que permitieron estabilizar las explanadas, esta capa forma parte del firme, logrando un reto más exigente que en los casos anteriores, ya que tenía que conseguir mayor resistencia.
Los resultados obtenidos de estos demostradores han mostrado la viabilidad técnica y económica de la utilización de las cenizas en sustitución de la cal o el cemento en las estabilizaciones o el tratamiento de suelos para explanadas y capas de firmes de carreteras, constituido un nuevo paso hacia al objetivo "residuo cero".
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