Reutilizar residuos plásticos en infraestructuras

Jul 05, 2023

Los ingenieros de Stanford, Zhiye Li y Michael Lepech, analizan el potencial de reutilizar el plástico desechado en aplicaciones de infraestructura.

Los ingenieros de Stanford Michael Lepech y Zhiye Li tienen una visión única del futuro: edificios y carreteras hechos de residuos plásticos.

Como parte de un documento federal que evalúa la posibilidad de utilizar residuos plásticos en infraestructura, los investigadores de Stanford analizaron un proyecto de carretera de California que utilizaba botellas de plástico en asfalto. (Crédito de la imagen: Caltrans)

En un nuevo informe encargado por las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (NASEM), Lepech y Li estudian el estado actual, los desafíos y las necesidades del reciclaje de plásticos en una economía circular, y examinan la durabilidad a largo plazo y las consecuencias ambientales. costos de hacerlo para su uso en infraestructura. Utilizando una combinación de modelos informáticos, investigación científica, datos experimentales y de campo, así como entrevistas con partes interesadas de la industria del reciclaje, Lepech y Li analizan estudios de casos que utilizan desechos plásticos para paneles de fachada en el Museo de Arte Moderno de San Francisco y pavimento en un departamento de California. de Transporte proyecto vial. Entre otros resultados, sus hallazgos indican que el compuesto de polímero reforzado con fibra de vidrio reciclado (un plástico extensible comúnmente utilizado en piezas de automóviles, barcos y aviones) es un material prometedor para su reutilización en edificios.

NASEM publicó el libro blanco como apéndice de su reciente informe al Congreso, al Departamento de Transporte de EE. UU. y a la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., y puede utilizarlo como base para recomendaciones a los formuladores de políticas.

A continuación, Lepech, profesor de ingeniería civil y ambiental, y Li, académico postdoctoral en ingeniería civil y ambiental, analizan los obstáculos, oportunidades y otros aspectos de la transformación o el reciclaje de desechos plásticos en materiales valiosos.

¿Cuáles son algunos de los mayores obstáculos para reutilizar los desechos plásticos en aplicaciones de infraestructura?

Lépech: Uno de los desafíos que nosotros y otros identificamos a través de este trabajo es la difícil economía y logística de gestionar los flujos de desechos plásticos a partir de desechos sólidos municipales. El flujo de residuos plásticos es muy variable. Su masa puede cambiar de un mes a otro, al igual que el tipo de plástico: muchos envases diferentes, por ejemplo.

¿Qué pasa con las grandes oportunidades?

Lépech: El reciclaje de edificios enteros hechos de compuestos poliméricos al final de su vida útil podría cambiar las reglas del juego. Esto se debe a que la cantidad de material, junto con su probable composición uniforme, haría que su reciclaje en otra aplicación de infraestructura fuera significativamente más fácil.

Li:Nuestro documento ofrece algunas recomendaciones: mejorar la clasificación de residuos, fomentar y apoyar la innovación en el reciclaje de plástico, establecer una base de datos de rendimiento de ciertas mezclas de plástico y establecer modelos predecibles para la durabilidad de estos materiales en diferentes condiciones de uso.

¿Qué lecciones ofrece el reciclaje de residuos plásticos para infraestructura para otros esfuerzos de economía circular?

Li: El reciclaje de plásticos reciclados en infraestructuras es un ejemplo de creación de valor mediante la creación de demanda. El material de construcción mezclado con plástico reciclado debe alcanzar ciertos requisitos de rendimiento y mantener un impacto ambiental más bajo que los materiales de construcción convencionales. Nuestro artículo muestra que para un caso de uso que tiene una vida útil más larga, como ciertos paneles de construcción compuestos de plástico mezclado o pavimento asfáltico, los requisitos necesarios de calidad y sostenibilidad son más alcanzables.

El reciclaje de residuos plásticos tiene evidentes ventajas medioambientales. ¿Cuáles son las ventajas comerciales/beneficios?

Lépech: Entre las muchas ventajas potenciales, las empresas que forman parte de una cadena de valor de la economía circular pueden ver ventajas regulatorias, como una protección ampliada de una licencia explícita o implícita para operar o una mayor flexibilidad con las agencias reguladoras. Hay eficiencias operativas obvias posibles cuando no se depende de recursos fósiles vírgenes. Desde el punto de vista de la gestión de riesgos, podría reducirse el potencial de emergencias ambientales, como derrames de petróleo, y reducirse las primas de seguros. Sin duda, existe una oportunidad de crecimiento al dirigirse a mercados que valoran productos sostenibles o respetuosos con el medio ambiente. Finalmente, las empresas pueden lograr una mayor claridad en la dirección estratégica cuando alinean las cadenas de valor con la misión corporativa, especialmente en el caso de empresas conscientes del medio ambiente.

Más allá de los edificios y las carreteras, ¿cuáles son algunas de las principales aplicaciones potenciales del reciclaje de residuos plásticos?

Li: El reciclaje de residuos plásticos en infraestructuras ha atraído un interés cada vez mayor porque crea algo de alto valor para el que existe una gran demanda potencial. Más allá de los edificios, existen muchas aplicaciones para la reutilización del plástico, pero no muchas que utilicen tantos desechos plásticos ni duren tanto tiempo. Por ejemplo, los envases consumen más del 60% del plástico reciclado mundial, pero tienen una vida útil corta. Algunas piezas de automóviles se pueden fabricar con plástico reciclado, pero su producción requiere relativamente poco plástico.

Lepech también es director de la facultad del Centro Stanford en el Campus Global de Incheon, un centro de investigación en Corea centrado en ciudades y comunidades urbanas inteligentes y sostenibles, y miembro principal del Instituto Stanford Woods para el Medio Ambiente. Li también es investigador en el Centro de Ingeniería Sísmica John A. Blume de Stanford y en el Centro de Stanford en el Campus Global de Incheon.

Para leer todas las historias sobre la ciencia de Stanford, suscríbase al periódico quincenal Stanford Science Digest.

Zhiye Li, Escuela de Ingeniería: [email protected]

Michael Lepech, Escuela de Ingeniería: (650) 724-9459; [email protected]

Rob Jordan, Instituto Stanford Woods para el Medio Ambiente: (650) 721-1881; [email protected]

Los científicos aumentan el brillo y la confiabilidad del láser de rayos X utilizando un intrincado sistema de cavidad de cristal y espejo de diamante.

Una estatina de menor intensidad puede ser tan efectiva para reducir los niveles de colesterol LDL en pacientes mayores como una dosis más alta en pacientes más jóvenes, y con menos efectos secundarios.

David Sklansky, de Stanford Law, analiza los cargos contra el expresidente.