Notas
 
Instituto Mexicano del Transporte
Publicación bimestral de divulgación externa

NOTAS núm. 143, JULIO-AGOSTO 2013, artículo 2
Cambio climático: Mitigación y adaptación en la infraestructura carretera.
LÓPEZ Guadalupe

 

Introducción.

El cambio climático es el mayor reto que se enfrenta en materia ambiental en este siglo, en especial en el Sector Transporte. El transporte tiene una gran contribución e impacto sobre los efectos que percibimos por el cambio climático, teniendo fuertes contribuciones debido a la quema de combustibles fósiles en su operación. Esto es porque cuando se consumen combustibles fósiles se emiten determinadas cantidades de dióxido de carbono (CO2) junto con otros gases que afectan la calidad del aire, estos gases producen un incremento en la retención de radiación solar cerca de la superficie terrestre y causan los efectos del calentamiento global conocido como Cambio Climático (CC) global. Sin embargo, esta no es la única forma en la que contribuye al CC, a la quema de combustibles fósiles se le suman otras actividades como los cambios de uso de suelo debido a nuevos caminos y construcción de infraestructura, explotación de materiales vírgenes, uso de maquinaria, entre otros; el resultado es la emisión de estos gases conocidos como Gases de Efecto Invernadero (GEI) cuya acumulación produce un incremento en la retención de radiación solar cerca de la superficie terrestre, causando aumentos en la temperatura y los conocidos efectos del calentamiento global.


 ¿Qué es el Cambio Climático? 


El clima es resultado de la interacción de una serie de factores como son la atmósfera, el mar y los continentes en diversas escalas de tiempo y espacio. Cuando un parámetro meteorológico sale de su valor medio del que ha presentado con una periodicidad anual, le llamamos cambios o anomalías climáticas. Los cambios climáticos se dan por variaciones en la radiación solar recibida o en las características del planeta, como son los incrementos en la concentración de gases de efecto invernadero (GEI), y se conocen como forzamientos externos; cuando los cambios se dan por inestabilidades en la atmósfera o en el océano, se les llama forzamientos internos. La variabilidad de estos cambios es lo que hace que pronosticarlos sea todo un desafío para los meteorólogos y especialistas.

Los GEI han existido de manera natural en el ambiente por siglos y son de gran importancia para el planeta, ya que absorben y reemiten la radiación de onda larga que llega a atmósfera, devolviéndola a la superficie terrestre, manteniendo la temperatura de la tropósfera; sin embargo, su aumento exponencial produce que el calor que reflejan sea mayor al que habitualmente han reflejado, causando aumento de temperatura e incrementos en los niveles de los océanos, afectando principalmente ciudades costeras, zonas bajas y deltas de ríos con inundaciones de grandes proporciones. También se le atribuye cambios en esquemas tanto productivos como económicos y en sistemas de intercambio (WMO, 1986).

 El tiempo de permanencia en el ambiente de los GEI es de cien años, aun cuando se logre mantener un cambio menor a los 2°C, es necesario llevar a cabo medidas de adaptación a los efectos que hoy en día ya se están sufriendo en diversas partes de mundo y que de igual manera impactan a la infraestructura del Sector.


 Impactos Ambientales del Sector 


En este sentido vemos dos vertientes, una es cómo la infraestructura del transporte impacta al medio y otra es cómo el medio ambiente, a su vez, impacta a la infraestructura del transporte debido a los cambios climáticos. El transporte impacta generando emisiones de gases invernadero (GEI) que contribuyen al cambio global de la temperatura (GEI) o relacionados a la calidad del aire (compuestos orgánicos volátiles, material particulado, óxidos de nitrógeno, entre otros), así como las emisiones de ruido. Produce afectaciones por cambios de uso de suelo que se tienen en la construcción de nueva infraestructura, fragmentando de igual manera hábitats naturales, modificando también el paisaje. La construcción, mantenimiento y operación del transporte, requiere de un gran volumen de materiales y en consecuencia, genera grandes volúmenes de residuos que requieren disposiciones especiales.

A la par, actualmente las prácticas que tradicionalmente se llevan a cabo en los procesos constructivos de infraestructura son altamente contaminantes, generando una gran cantidad de emisiones a la atmósfera, consumiendo grandes cantidades de recursos energéticos y generando volúmenes considerables de residuos. El considerar todos los impactos ambientales e integrarlos al proceso de construcción, mantenimiento y operación de los proyectos carreteros ayuda a visualizar medidas de mitigación en éstos, que analizando un proceso aislado pueden llegar a omitirse. Las evaluaciones sobre la generación de GEI en los proyectos y las mejoras de mantenimiento, sustitución de materiales, análisis de emisiones generadas por actividades dentro de un proyecto carretero, implementar mejoras en los diseños de pavimentos, el optar por prácticas ambientalmente más amigables son en parte la contribución del sector hacia un desarrollo sostenible; sin dejar de ser eficientes en otros aspectos igual de importantes como son la calidad de la ingeniería y la seguridad vial.

 

    Figura 1. Análisis Ciclo de Vida (Modificado de Remmen, 2007).


Los cambios con fenómenos extremos importantes en las obras de infraestructura, rangos de cambio de temperatura más amplios, mayor frecuencia en las precipitaciones o la disminución de las mismas, huracanes e inundaciones, hacen necesario introducir modificaciones y nuevos criterios para diseño y normativas en la planeación y construcción de infraestructura para el transporte.

La cuantificación de qué tanto contribuye la infraestructura al CC es un punto de partida importante para el análisis de los métodos y las acciones a implementar para fomentar prácticas como el uso de reciclado, revegetación y reforestación y controles en los insumos para reducir energéticos y gastos de combustible fósil.


 Adaptación y mitigación en las carreteras

Los efectos del cambio climático y la degradación ambiental se han intensificado en los últimos años. Entre 2000 y 2010 han ocasionado alrededor de 5,000 muertes, 13 millones de afectados y pérdidas económicas por 250,000 millones de pesos (mdp). El costo económico del agotamiento y la degradación ambiental en México en 2011 representó 6,9% del PIB, según el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018). Es prioridad asegurar que los recursos naturales continúen proporcionando los servicios ambientales de los cuales depende nuestro bienestar, reduciendo las aportaciones que se están teniendo en todas las actividades del Sector y comenzar a impulsar un crecimiento verde orientado a una economía competitiva, sostenible, resiliente y de bajo carbono.

 

De esta manera podemos hablar de dos tipos de acciones, las de adaptación y las de mitigación. Las acciones de adaptación buscan la adaptabilidad a los efectos que el cambio climático genera, tratando de prevenir y anticipar daños que puedan ser causados, por ejemplo, por los rangos más amplios de temperatura, bloqueando el calor solar que es absorbido por las carpetas en los caminos empleando bloqueadores solares en los pavimentos y evitar esta absorción disminuyendo así los daños prolongando la vida de la carpeta.

El desarrollo y las innovaciones en pavimentos figuran como una medida de adaptación a temperaturas más extremas a los que son sometidas las carreteras debido a cambios por el aumento de GEI. Los bloqueadores solares de pavimentos pueden reducir la temperatura de la superficie de los pavimentos hasta 16°C, en comparación con la temperatura superficial de los pavimentos convencionales (mezclas asfálticas densas); debido a la prevención de más absorción de radiación solar. El uso de pavimentos que bloquean el calor puede ayudar a reducir la formación de deterioros comunes y la sensación térmica para los peatones.

 

 Figura 2. Interacción de la radiación solar con el pavimento y el bloqueador (Modificado de Iwama y col. 2012).

Por otro lado, la captura y secuestro de carbono es el proceso de extracción del carbono como CO de la atmósfera y almacenarlo en depósitos conocidos como Sumideros de Carbono. Estos sumideros son una medida de mitigación para reducir el impacto en los caminos que han producido gran desbaste de flora en su construcción. Las plantas, en su fotosíntesis, realizan esta captura de carbono, por su utilización así que son ampliamente consideradas para generar sumideros de carbono. La biotecnología ha desarrollado mejoras para el empleo de plantas y reforestación entorno a las carreteras de manera exitosa, por lo que son excelente recurso para ser empleado en acciones de mitigación.

 

Figura 3. Biotecnologías (Dhakal, 2011).


 Al reforestar los taludes se reducen costos de conservación, y a la vez, se contribuye a su estabilización evitando deslizamientos de suelos en los cortes, debido a que las raíces profundas de algunas plantas retienen el suelo y previenen su movimiento. Una parte importante de este tipo de medidas, es que se pueden emplear plantas que estén localmente disponibles y, un beneficio adicional, es el empleo de mano de obra del lugar, generando también ingresos a la comunidad.


 Otro aspecto en el cual se pueden implementar medidas para reducir el uso de energéticos y combustibles fósiles, es evaluando productos que incorporan materiales reciclados en la construcción de carreteras. Así, el reciclaje de carpetas asfálticas en las carreteras y caminos, ha demostrado evitar que gran cantidad de los residuos que se generan en obras de rehabilitación y mantenimiento vayan a rellenos y sitios de disposición final; esto, a través de la reutilización del asfalto y los agregados que componen la carpeta que se retira. El asfalto de la carpeta es separado de los agregados, rejuvenecido y puede ser utilizado en una nueva mezcla asfáltica para una nueva carpeta; y en el caso de los agregados, estos son recuperados en su totalidad, lo que los hace reutilizables en un nuevo proceso de asfaltado.

Las ventajas del uso de pavimentos asfálticos reciclados o recuperados llamados RAP, por sus siglas en inglés (Reclaimed Asphalt Pavement) incluyen propiedades que permiten alargar la vida útil con la ventaja de ser utilizado tanto en carreteras nuevas como en obras mantenimiento. El uso de RAP reduce el consumo de recursos naturales y energía, lo que ayuda a reducir el carbono incorporado en las carreteras. Por ejemplo, durante la rehabilitación de una carretera de cuarenta años de edad con las técnicas de mantenimiento convencionales, el dióxido de carbono generado equivale a aproximadamente 1,25 kg de CO2 por tonelada de asfalto por año. Si esta misma carretera se rehabilita mediante procesos de RAP, la emisión de dióxido de carbono puede reducirse hasta 0,7 kg de CO2 por tonelada de asfalto por año, reduciendo las emisiones en más de un 44% en este rubro (NAPA-FHA, 2002).

 

 Figura 4. Reciclado de carpetas en carreteras.

A todas estas acciones, se pueden sumar las realizadas sobre los marcos normativos en materia de legislación ambiental. En nuestro país se han desarrollado nuevas leyes y fortalecido algunas existentes para focalizar los esfuerzos en la reducción del impacto ambiental de varias actividades encaminadas a la mitigación del cambio climático. Algunas de ellas son la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente Enero 1988 con reforma 2011, Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos del 2006, y más recientemente la Ley de Cambio Climático en el 2012, para reducir las emisiones de carbono. Estas leyes, juntos con tratados internacionales y acuerdos en los que México se ha comprometido están logrando la implementación de mecanismos graduales para la reducción de los GEI en el país.

Conclusiones

El Sector Transporte tiene una fuerte participación e impacto sobre los factores que inciden en el cambio climático, principalmente debido al uso de combustibles fósiles y la explotación de materiales para la generación de nueva infraestructura, el mantenimiento y operación de la ya existente. Es debido a ello que el desarrollo e implementación de acciones tanto de adaptación como de mitigación comienzan a figurar en los proyectos de diseño y proyección con mayor importancia que en años anteriores.

El conocer las emisiones generadas por las diversas actividades con los métodos tradicionalmente empleados, puede generar la línea base para implementar acciones de mitigación y evaluar las reducciones que se podrían obtener aplicando algunas medidas como la incorporación de bloqueadores de radiación solar en los pavimentos o de materiales reciclados en las carpetas.

El uso de materiales reciclados evita la sobreexplotación de reservas naturales, además de reducir la generación de desechos y aporta una solución al manejo y disposición de otros residuos como lo son los productos de la demolición y construcción. La reutilización de las mezclas asfálticas en el mantenimiento de las carreteras es viable en el país y ofrece beneficios tanto ambientales como energéticos.

Existe la necesidad de incentivar el desarrollo e incorporar procesos que impacten en menor medida al medio ambiente y que proyecten resultados tangibles para lograr la capacidad de adaptación necesaria para enfrentar los retos del cambio climático de una manera sostenible y tener una infraestructura resiliente para beneficio de nuestras generaciones futuras como país.

Esta Nota es relacionada a la Publicación Técnica 373 “Algunas Acciones Implementadas en México por el Cambio Climático y su perspectiva futura” de la Coordinación de Infraestructura y se referencia para su consulta del resto de la bibliografía.

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LÓPEZ Guadalupe
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