ZeroCarbonPave: Pavimentos bituminosos con biochar para reducir la huella de carbono de las carreteras

La descarbonización de las infraestructuras viarias es un reto creciente para administraciones, empresas constructoras y agentes vinculados a la conservación de carreteras. Las mezclas bituminosas siguen siendo un material clave para la construcción y el mantenimiento de firmes, pero su fabricación comporta emisiones de CO₂ que es necesario reducir. En este contexto, ZeroCarbonPave explora una vía innovadora: utilizar biochar procedente de la pirólisis de biomasa como sustituto del fíller convencional en las mezclas bituminosas.

El biochar se caracteriza por su alto contenido de carbono de origen biogénico. Si este carbono queda encapsulado y almacenado de forma permanente dentro del pavimento, podría contribuir a compensar parte de las emisiones generadas durante el proceso de fabricación y colocación de las mezclas. Además, las carreteras, como infraestructuras bajo control permanente de las administraciones públicas, podrían llegar a actuar como depósitos de carbono embebido e, incluso, abrir la puerta a su valorización en mercados voluntarios de carbono.

El proyecto estudiará diferentes tipos de biochar, ya que su comportamiento puede variar según el origen del material. En una primera fase, se caracterizarán físicamente, analizando propiedades como la superficie específica, la densidad aparente, el tamaño de partícula y la distribución granulométrica. Posteriormente, se determinará el contenido óptimo de biochar para la fabricación de mezclas bituminosas mediante el método UCL (método Universal de Caracterización de Ligantes) y bajo distintas condiciones de ensayo: mezclas sin acondicionar, húmedas, envejecidas a corto plazo y envejecidas a largo plazo.

A partir de este contenido óptimo, se evaluará el comportamiento mecánico de las mezclas fabricadas con biochar. Se analizará su durabilidad, incluyendo la resistencia a la acción del agua, la resistencia a las deformaciones permanentes, el proceso de fisuración y el comportamiento a fatiga. También se estudiará el comportamiento del mástico mediante el ensayo EBADE, desarrollado en el Laboratorio de la Escuela de Caminos de la UPC, consistente en someter una probeta cilíndrica de mástico a ciclos de tracción-compresión con deformación creciente, evaluando su resistencia a la fatiga.

ZeroCarbonPave incorpora igualmente una caracterización medioambiental de las mezclas diseñadas. Se incluirán estudios de lixiviación para comprobar si los biochars utilizados pueden presentar algún riesgo ambiental, así como un análisis de ciclo de vida para cuantificar el impacto ambiental de las mezclas, teniendo en cuenta la producción, la construcción y la vida útil del pavimento. También se analizará la permanencia del carbono embebido y su posible contribución a la de las mezclas nuevas y reutilizadas.

El RIIS aporta su expertise en la evaluación del fallo y la vida útil de pavimentos, así como en el desarrollo de mezclas bituminosas más sostenibles, mediante la reducción de emisiones, el reciclaje de materiales envejecidos, la reutilización de residuos y el aumento de la durabilidad.

Los primeros resultados del proyecto han permitido reducir la huella de carbono de la fabricación de mezclas bituminosas en un 72,5% utilizando biochar procedente de la pirólisis de hueso de aceituna, resultados que han sido publicados en la revista Journal of Cleaner Production.

Presupuesto y consorcio

ZeroCarbonPave es un proyecto financiado por la Agencia Estatal de Investigación, y cuenta con la colaboración de Carboliva, Carbon Vivo o Livingchar y Euthenia para el suministro de biochar de distintos orígenes.

El proyecto tiene una duración de tres años, desde septiembre de 2024 hasta agosto de 2027, y está dotado de un presupuesto total de 121.875 €.