Un nou asfalt per reduir les emissions carbòniques i els nivells sonors a les carreteres.

A partir d’aquest 2020 el Govern danès preveu començar a utilitzar de manera generalitzada a la xarxa nacional de carreteres un nou asfalt desenvolupat per la Universitat de Roskilde des de 2011. Es tracta d'un material que presenta menys resistència al rodament, i per aquest motiu pot contribuir a reduir el nivell sonor del trànsit i el consum de combustible dels vehicles, i de retruc les emissions carbòniques.

De les proves a la utilització real
Autors

De les proves a la utilització real

S'estima que el transport viari suposa prop de la quarta part del consum energètic de Dinamarca; un terç d'aquesta quota correspon a l'energia necessària perquè els vehicles vencin la resistència al rodament.

En vista d'això, i al llarg de dues fases, la Universitat de Roskilde (RUC, Dinamarca) ha desenvolupat un nou asfalt amb menor impacte ambiental.

En la primera fase, entre 2011 i 2015, la RUC va treballar en el marc del Projecte COOEE (dotat amb prop de dos milions d’euros pel Consell de Recerca Estratègica danès), i entre 2016 i 2018 ho va fer en el marc del Projecte ROSE (amb prop d’1,4 milions d’euros provinents del Fons d’Innovació danès).

El consorci de COOEE estava format, a més de la RUC, per la Direcció de Carreteres de Dinamarca, NCC, l’IFSTTAR francès, la Universitat Politècnica de Dinamarca (DTU) i la consultora Aftermath. En el consorci de ROSE, juntament amb els anteriors, hi entraren també el fabricant de pneumàtics Continental i l’empresa d’enginyeria Greenwood Engineering.

L’any 2018, la Direcció de Carreteres de Dinamarca va assajar el material desenvolupat sota la coordinació de la RUC en un total de prop de 50 km de vies, en diferents parts del país, a fi de determinar-ne la durabilitat, la resistència al desgast i les propietats pel que fa a la conducció. Atès els bons resultats obtinguts en aquestes proves, el Govern danès es proposa ara d'anar recobrint totes les carreteres principals amb el nou material: començarà a fer-ho aquest mateix 2020, de moment en aquelles carreteres que necessitin renovació de llur superfície.

Les tasques de recobriment en els assaigs del Projecte COOEE (© COOEE Project)

La nova capa asfàltica permet reduir la resistència al rodament dels pneumàtics, i en conseqüència ajuda a disminuir els nivells sonors del trànsit i el consum de combustible, cosa que redunda en una reducció de les emissions de CO₂. Segons el Ministeri danès de Transport, el nou material permetrà al llarg de la seva vida útil uns estalvis de combustible propers a quaranta vegades la inversió realitzada en la seva aplicació. Segons les estimacions de la Direcció de Carreteres, la utilització generalitzada del nou material de superfície a tot Dinamarca permetria un estalvi anual de seixanta-quatre milions de litres de combustible i reduccions d'emissions de 160.000 t de CO₂ i de 76 t de NO_x per any.

Efectivament, amb la nova capa de rodament s'aconsegueix reduir el consum de combustible en un 4%, sense comprometre l'adherència dels vehicles. Això s'ha pogut assolir gràcies a la presència, en la dita capa superficial, de pedres més petites que les utilitzades normalment: enfront els aproximadament 11 mm de les pedres que hom troba habitualment a l'aglomerat viari, la recerca duta a terme per la RUC i els seus socis ha determinat que amb pedres d'entre 6 mm i 8 mm es redueix notablement la fricció dels pneumàtics sense perjudicar-ne l'adherència. En disminuir la mida de les pedres va caldre també trobar una nova proporció entre aquestes i l'aglomerant –betum, morter o d'altres tipus– de manera que s'aconseguís una mescla homogènia i que fos capaç de resistir com a mínim quinze anys d'ús, els necessaris per resultar rendible, sense que les pedres es desplacessin i sense que s'hi formessin rases permanents on es pogués acumular l'aigua.

L'equip de la RUC va examinar els canvis en les molècules de betum amb diferents càrregues i temperatures, així com llur adherència al material mineral. De la seva banda, la DTU va investigar les propietats mecàniques del compòsit amb el model matemàtic DEM (modelització d'elements discrets), amb el qual va simular els efectes dels canvis en la forma i disposició de les pedres i va assajar diferents composicions bituminoses en combinació amb diversos materials de reblert. En les simulacions, l'únic factor que romania fix era la mida de les pedres, els 6-8 mm apuntats abans.

La RUC i la DTU van examinar sistemàticament en laboratori les propietats mecàniques del nou asfalt superficial, amb diferents combinacions de materials i pedres de 6-8 mm, abans que la Direcció de Carreteres danesa assagés el nou material en condicions reals (© RTU)

Un altre resultat dels projectes COOEE i ROSE ha consistit que la RUC ha pogut habilitar el que segons ella és l'únic laboratori del món dedicat exclusivament a l'estudi de models matemàtics referits a la resistència al rodament en carreteres, un fenomen especialment difícil de mesurar acuradament, d'acord amb el personal investigador del Departament de Ciència Ambiental de la RUC.