Gropile din asfalt sunt o problemă familiară pentru participanții la trafic, provocând deteriorarea vehiculelor, încetinind traficul și creând pericole pentru bicicliști și pietoni. Repararea acestora implică, de obicei, utilizarea unor amestecuri pe bază de asfalt, însă aceste materiale pot fi costisitoare, iar plombele executate necorespunzător se pot deteriora. Cercetătorii au analizat posibilitatea ca plasticul aruncat să ofere o soluție alternativă.
În decembrie 2024, un studiu publicat în Frontiers in Engineering and Built Environment a investigat o abordare diferită: topirea sticlelor de plastic uzate și combinarea materialului cu nisip și piatră concasată pentru a produce o suprafață destinată reparării gropilor din asfalt.
Cercetarea, realizată la Universitatea din Dodoma, în Tanzania, a arătat că amestecul cu cele mai bune rezultate a depășit valorile de referință convenționale la mai multe teste mecanice.
Transformarea deșeurilor din plastic într-un material pentru repararea drumurilor
Cercetarea a abordat două probleme strâns legate între ele: poluarea cu plastic și costurile întreținerii drumurilor. PET-ul (polietilen tereftalat) este utilizat pe scară largă pentru ambalajele băuturilor și este aruncat după utilizare.
Găsirea unei întrebuințări pentru acest tip de plastic ar putea contribui la reducerea cantității care ajunge la eliminare, diminuând în același timp dependența de materialele de construcție convenționale.
Pentru experimente, oamenii de știință au colectat sticle PET folosite din campusul Universității din Dodoma.
Sticlele au fost spălate, tăiate în bucăți cu dimensiuni cuprinse între 10 și 20 mm și uscate la soare timp de 24 de ore. Plasticul a fost apoi încălzit la 280°C înainte de a fi amestecat cu nisip și pietriș în proporții diferite. Amestecul optim a fost identificat ulterior ca fiind format din 30% PET, 30% nisip și 40% pietriș, în funcție de greutate.
Au fost preparate amestecuri cu procente diferite de PET, nisip și pietriș pentru a determina care dintre acestea oferea cele mai bune rezultate mecanice. Printre acestea s-au numărat amestecuri realizate exclusiv din PET, precum și amestecuri cu cantități variabile de plastic și agregate. Oamenii de știință au creat probe din aceste materiale și le-au analizat în laborator. Scopul a fost găsirea unei formule capabile să ofere stabilitatea și rigiditatea necesare pentru repararea gropilor din asfalt.
Amestecul cu cele mai bune rezultate
Amestecul cu cele mai bune performanțe conținea 30% plastic PET, 30% nisip și 40% pietriș, în funcție de greutate. S-a observat că raportul de echilibru dintre agentul de legare din plastic și componentele minerale ale agregatului este esențial; un exces de plastic ar face amestecul mai puțin rezistent. Echilibrul corect dintre nisip și pietriș a făcut ca materialul să fie mai rezistent și mai dens.
În analiza comportamentului materialului au fost luați în considerare trei factori.
Primul a fost stabilitatea Marshall, care reflectă rezistența la deformare. Amestecul optim a obținut 59,78 kilonewtoni (kN), comparativ cu 7–15 kN în cazul amestecurilor asfaltice obișnuite.
Al doilea test a fost cel al rezistenței indirecte la tracțiune, care evaluează capacitatea unui material de a rezista la solicitări de întindere și la fisurare. Această formulă a avut o rezistență la tracțiune de 5.909 kilopascali (kPa).
Al treilea indicator a fost modulul de rigiditate, utilizat pentru a evalua modul în care materialul reacționează la forțele aplicate. În cadrul acestui test, cercetătorii au obținut o valoare de 36.145 megapascali (MPa).
Pe baza acestor rezultate, materialul a îndeplinit cerințele mecanice stabilite de cercetători.
De la succesul în laborator la drumurile reale
Aceste rezultate sugerează o posibilă modalitate de a utiliza sticlele de plastic uzate ca material de construcție, reducând în același timp dependența de materialele tradiționale folosite la repararea drumurilor. Utilizarea nisipului și a pietrișului disponibile local ar putea fi, de asemenea, utilă în zonele cu bugete limitate pentru întreținerea drumurilor și cu cantități mari de deșeuri din plastic.
Există însă câteva aspecte care nu au fost încă clarificate. Sunt necesare teste pe teren pentru a determina comportamentul compozitului în condiții reale, în prezența traficului, a variațiilor de temperatură și a umezelii.
De asemenea, trebuie luată în calcul energia necesară pentru topirea plasticului. Încălzirea PET-ului la 280 de grade Celsius necesită energie și impune măsuri de siguranță adecvate. Orice evaluare a beneficiilor de mediu ale acestei abordări ar trebui să țină cont de energia consumată în procesare, de posibilele emisii, de siguranța lucrătorilor și de modul în care materialul se modifică în timp.
Și costurile trebuie analizate. Chiar dacă sticlele nu sunt costisitoare, colectarea, curățarea, tăierea și topirea lor necesită efort. O comparație cu metodele tradiționale de reparare ar trebui să includă aceste costuri, precum și cheltuielile de instalare și întreținere.
Deocamdată, studiul este considerat un rezultat promițător obținut în laborator, și nu un înlocuitor direct al asfaltului. Principala sa valoare constă în demonstrarea faptului că sticlele de plastic uzate pot acționa ca agent de legare într-un amestec de nisip și pietriș destinat reparării drumurilor, fără bitum sau ciment.
Dacă viitoarele teste pe teren vor confirma rezistența și fiabilitatea materialului, acesta ar putea deveni un instrument suplimentar pentru repararea gropilor și o modalitate utilă de valorificare a sticlelor de plastic uzate.