El investigador posdoctoral Haoran Li describe cómo el Centro de Sostenibilidad del Hormigón está permitiendo una toma de decisiones sobre pavimentos accesible, rápida y sólida.
Las aceras son la columna vertebral de nuestro entorno construido. En Estados Unidos, casi 2,8 millones de millas de carriles , o aproximadamente 4,6 millones de kilómetros de carriles, están pavimentadas. Nos llevan al trabajo o a la escuela, transportan mercancías a sus destinos y mucho más.
Para asegurar un futuro más sostenible, debemos analizar cuidadosamente el rendimiento a largo plazo y el impacto ambiental de nuestros pavimentos. Haoran Li, investigador posdoctoral del Centro de Sostenibilidad del Hormigón del MIT y del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, está profundamente comprometido con el estudio de cómo brindar a las partes interesadas la información y las herramientas necesarias para tomar decisiones informadas sobre pavimentos con miras al futuro. En este artículo, analiza las evaluaciones del ciclo de vida de los pavimentos, así como la investigación del MIT sobre la sostenibilidad de los pavimentos.
P : ¿Qué es la evaluación del ciclo de vida y por qué es importante para los pavimentos?
R : El análisis del ciclo de vida (ACV) es un método que nos ayuda a evaluar de forma integral el impacto ambiental de productos y sistemas a lo largo de su ciclo de vida, desde el impacto de las materias primas hasta la construcción, el uso, el mantenimiento y la reparación, y finalmente el desmantelamiento. En el caso de los pavimentos, hasta el 78 % del impacto del ciclo de vida proviene de la fase de uso, y la mayor parte se debe al consumo de combustible de los vehículos, afectado por las características del pavimento, como la rigidez y la suavidad. Esta fase también incluye la luz solar reflejada por los pavimentos: un pavimento más ligero y reflectante devuelve el calor a la atmósfera en lugar de absorberlo, lo que puede ayudar a mantener los edificios y calles cercanas más frescos. Al mismo tiempo, existen impactos positivos en la fase de uso, como la absorción de carbono, el proceso natural por el cual los productos a base de cemento, como las carreteras e infraestructuras de hormigón, secuestran CO2 [ dióxido de carbono] de la atmósfera. Debido a la gran superficie de nuestros pavimentos, ofrecen un gran potencial para la solución de sostenibilidad. A diferencia de muchas soluciones de descarbonización, los pavimentos son gestionados por agencias gubernamentales e influyen en las emisiones de los vehículos y los edificios circundantes, lo que permite un impulso coordinado hacia la sostenibilidad a través de mejores materiales, diseños y mantenimiento.
P : ¿Cuáles son las lagunas en los métodos y herramientas actuales de evaluación del ciclo de vida del pavimento y qué ha hecho el MIT Concrete Sustainability Hub para abordarlas hasta ahora?
R : Una deficiencia clave es la complejidad de realizar el ACV de pavimentos. Los profesionales deben evaluar tanto el rendimiento estructural a largo plazo como el impacto ambiental de los materiales de pavimentación, considerando la interacción de los pavimentos con el entorno construido. Otra deficiencia clave es la gran incertidumbre asociada al ACV de pavimentos. Dado que los pavimentos están diseñados para durar décadas, es necesario gestionar la incertidumbre inherente mediante sus evaluaciones de rendimiento a largo plazo.
Para abordar estos desafíos, el Centro de Sostenibilidad del Hormigón del MIT (CSHub) desarrolló un método innovador y herramientas prácticas que abordan la intensidad e incertidumbre de los datos, a la vez que ofrecen estrategias de ACV probabilísticas y específicas para cada contexto. Por ejemplo, demostramos que es posible obtener resultados significativos en las alternativas de pavimento preferidas desde el punto de vista ambiental, reduciendo al mismo tiempo la labor de recopilación de datos al centrarse en los parámetros más influyentes y menos variables. Al abordar las variables clave que impactan significativamente el ciclo de vida del pavimento, podemos optimizar el proceso y, aun así, obtener conclusiones sólidas. En general, los esfuerzos del CSHub buscan mejorar la precisión y la eficiencia de los ACV de pavimentos, haciéndolos más coherentes con las condiciones reales y más manejables en cuanto a los requisitos de datos.
P : ¿En qué medida el nuevo método simplificado de evaluación del ciclo de vida del pavimento del MIT Concrete Sustainability Hub mejora los diseños anteriores?
R : El CSHub desarrolló recientemente un nuevo marco para optimizar los análisis de ciclo de vida (ACV) probabilísticos y comparativos para pavimentos. El ACV probabilístico considera la aleatoriedad y la variabilidad de los datos, mientras que el ACV comparativo permite analizar simultáneamente diferentes opciones para determinar la opción más sostenible.
Una innovación clave es el uso de un enfoque de subespecificación de datos estructurados, que prioriza la recopilación de datos. En el ACV de pavimentos, la subespecificación puede reducir la carga total de recopilación de datos hasta en un 85 % , lo que permite una toma de decisiones fiable con una cantidad mínima de datos. Al centrarnos en los elementos más críticos, podemos extraer conclusiones sólidas sin necesidad de una recopilación exhaustiva de datos.
El uso de datos de entrada cada vez más detallados para un estudio de caso sobre pavimentos en Boston reduce la variabilidad en los resultados. Por ejemplo, en el Nivel de Datos M1 solo se dispone de datos de ubicación, mientras que en el Nivel de Datos M4 se incluyen datos de ubicación, ubicación y tipo de vía, así como datos de tráfico.Imagen cortesía de Haoran Li.
Para que este marco sea práctico y accesible, se está integrando en una herramienta de software de ACV en línea. Esta herramienta facilita su uso por parte de profesionales como departamentos de transporte y organizaciones de planificación metropolitana. Les ayuda a identificar opciones que resulten en pavimentos de mayor rendimiento, más duraderos y más respetuosos con el medio ambiente. Algunas de estas soluciones podrían incluir la incorporación de mezclas de hormigón bajas en carbono, la priorización de tratamientos de larga duración y la optimización del diseño de la geometría del pavimento para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero durante su ciclo de vida.
En general, el nuevo método simplificado de análisis del ciclo de vida del pavimento de CSHub mejora significativamente la eficiencia y la accesibilidad en la realización de análisis del ciclo de vida del pavimento, lo que facilita que las partes interesadas tomen decisiones informadas que mejoren el rendimiento y la sostenibilidad del pavimento. MIT News. A. P. L. Traducido al español
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