El betún de Alberta se encuentra entre los mejores para la construcción de carreteras

A medida que se acelera el cambio de los combustibles fósiles a la electricidad y otras fuentes de energía, la industria petrolera de Canadá está cambiando de rumbo.

En Alberta, el programa Bitumen Beyond Combustion, una rama de la iniciativa Alberta Innovates, financiada con fondos provinciales, está investigando formas de utilizar el betún. Un producto ya probado es el aglomerante asfáltico para carreteras.

"Sabemos que funciona muy bien", dice Simon Hesp, profesor de química en la Universidad de Queen, que comenzó su investigación sobre ligantes asfálticos hace tres décadas.

"Lo bueno del aglutinante Alberta es que se puede reciclar y rejuvenecer con aceites añadidos y durar otros 30 años".

Su investigación, financiada por Alberta Innovates, ha determinado que el betún de Alberta y Venezuela es el mejor para la construcción de carreteras.

Lo que hace que el producto de Alberta sea superior es su bajo contenido de cera, lo que significa que el asfalto elaborado con betún se puede reciclar con éxito.

El segundo componente aglutinante importante, que influye en la vida útil de una carretera, es el asfalteno. Estas son moléculas grandes que le dan al aglutinante fuerza cohesiva y fuerza adhesiva y evitan que fluya a temperaturas frías.

Las ceras de parafina son a menudo un componente natural del asfalto y se encuentran en cantidades variables según la fuente del crudo utilizado para fabricar el aglutinante. Cuando el contenido de cera es alto, los asfaltenos tienden a separarse de los aceites y a compactarse más estrechamente.

Un aglutinante con alto contenido de cera es más rígido a temperaturas frías, lo que reduce la adherencia y promueve el agrietamiento. Un aglutinante óptimo, como el producto de Alberta, tiene una cantidad mínima de cera y una composición más o menos uniforme.

El petróleo procedente del fracking tiene un alto contenido de moléculas de cera, dice Hesp, añadiendo que el petróleo estadounidense es inferior, el crudo ruso es terrible al igual que el de Oriente Medio y el chino en cuanto a su idoneidad para el aglomerante asfáltico.

Y si bien los aglutinantes asfálticos elaborados con betún de Alberta son de alta calidad, su vida útil se puede aumentar aún más con el uso de fibras de PET (tereftalato de polietileno) de botellas de plástico recicladas.

Hesp dice que una sección de prueba de 12 años en el norte de Ontario, que utiliza aglutinante de Alberta y 0,3 por ciento de fibras de PET, no ha mostrado ningún problema. Se espera que dure unos 38 años, a diferencia de los 15 a 25 años de vida útil de las carreteras de la zona.

Un alto directivo de desarrollo de tecnologías limpias de Alberta Innovates afirma que el petróleo de Alberta esconde mucho potencial.

"Cuando miro el betún, es un regalo de la naturaleza para Alberta", dice Paolo Bomben, quien también es codirector de Bitumen Beyond Combustion. "Es materia orgánica que se puede utilizar para diferentes aplicaciones".

En lo que respecta al aglomerante asfáltico elaborado con betún de Alberta, actualmente se producen en Alberta (en las refinerías de Lloydminster y Edmonton) cada día entre 40.000 y 60.000 barriles (un barril contiene 159 litros). Eso representa entre el tres y el cinco por ciento de la producción petrolera de Alberta, y el resto se procesa para convertirlo en combustibles.

La mayor parte del aglutinante se transporta por ferrocarril o en camiones especialmente diseñados con tanques calentados (el aglomerante debe mantenerse caliente) hacia el noroeste de EE. UU. y Canadá, hasta llegar al oeste de Ontario. Los vagones pueden tardar un par de semanas en llegar a su destino. Si el asfalto se ha enfriado a temperatura ambiente, es posible que se necesiten hasta 24 horas de recalentamiento antes de poder descargar el material.

Es por eso que una parte clave de la investigación de Bitumen Beyond Combustion es encontrar una manera de mover el aglutinante sin la necesidad de mantenerlo caliente, dice Bomben. Espera que se encuentre una respuesta dentro de tres años. "Eso abrirá muchas oportunidades", afirma.

Si bien el aglomerante asfáltico de Alberta se vende a un precio elevado, hay que equilibrarlo con la longevidad que confiere a las carreteras. Cuesta aproximadamente entre 800 y 900 dólares por tonelada métrica, y una tonelada de aglutinante produce 20 toneladas de mezcla asfáltica, dice Hesp.

Un desafío es competir con las refinerías marinas donde el asfalto se produce a un costo tan bajo que puede transportarse a América del Norte y del Sur, dice Hesp.

Pero las carreteras construidas con aglomerante asfáltico de baja calidad pueden desarrollar baches y grietas en cuestión de años. Su esperanza de vida puede ser de 15 años o menos, particularmente en áreas donde las temperaturas suben y bajan dramáticamente, lo que significa gran parte de las áreas pobladas de Canadá.

Cuando se utiliza aglutinante bituminoso de Alberta, el agrietamiento del pavimento se puede reducir hasta en un 50 por ciento, dice Hesp.

Su investigación ha indicado que las carreteras que utilizan aglomerante de Alberta pueden durar hasta 40 años. En los estados de Nueva Inglaterra, donde se utilizan aglutinantes de bajo costo, la vida útil en carretera es de unos 10 años.

“Es una pregunta para todos”, afirma Bomben. “¿Quieren financiar carreteras que fallan prematuramente? ¿Quiere permanecer en más obras de construcción (mientras se hacen las reparaciones)?”

Pero Bitumen Beyond Combustion no se limita a las carreteras. En 2020, inició su gran desafío, con 12 equipos explorando cómo convertir el betún en productos no combustibles.

Actualmente, la fibra de carbono está bajo el foco de atención, y los investigadores trabajan para producir el producto a un costo menor y con mayor consistencia.

"Sin duda, existen enormes aplicaciones en la industria de la construcción", afirma Bomben.

Las fibras de carbono negras se sienten como cabello humano, pero son más ligeras que el acero y no son corrosivas. Las fibras, utilizadas actualmente en las industrias aeroespacial y de defensa, así como en equipos deportivos de alto rendimiento, son muy caras.

"Se puede acceder a diferentes aplicaciones si podemos reducir el costo", dice Bomben.

En el caso de la construcción, las fibras de carbono se añaden para reforzar el hormigón, la construcción de puentes y para descongelar.

También se pueden añadir a compuestos de madera como refuerzo, afirma Bomben.

Alberta tiene aproximadamente 150 mil millones de barriles de recursos petroleros probados. En todo el mundo hay alrededor de 40 millones de kilómetros de carreteras, de las cuales el 65 por ciento están pavimentadas.

"Ya sea que conduzcas un coche eléctrico o una bicicleta, necesitas conducir sobre algo", señala Bomben.