ANÁLISIS DE ASFALTO MODIFICADO CON POLVO DE NEUMÁTICO RECICLADO (NFU)

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1 ANÁLISIS DE ASFALTO MODIFICADO CON POLVO DE NEUMÁTICO RECICLADO (NFU) "... el problema que generan los neumáticos en desuso (grandes extensiones de superficie ocupadas, vertederos incontrolados donde además existe proliferación de roedores e insectos transmisores de enfermedades) y considerando la masiva fabricación, que se estima ronda las 6: Tn/año y su dificultad para hacerlos desaparecer, se constituye como uno de los problemas ambientales más importante de los últimos años INFORME PROFESIONAL

2 ANÁLISIS DE ASFALTO MODIFICADO CON POLVO DE NEUMÁTICO RECICLADO (NFU) Resumen En el presente trabajo se comunican los resultados de la investigación llevada a cabo por CITEVI ( Centro de Investigación en Tecnologías VIales) referente al desarrollo de un asfalto modificado con polvo de neumáticos fuera de uso (PNFU), (incorporado por vía húmeda) y de su caracterización y estudio. Fue desarrollado un asfalto modificado con 50% de recuperación torsional elástica, de similar performance al AM3 pero con menor costo. Introducción Desde hace muchos años, es conocido el uso de productos asfálticos para el acondicionamiento de caminos, logrando con estos, superficies impermeables, resistentes, seguras y más confortables. La contaminación con desechos no biodegradables, y la disminución de las reservas petrolíferas (de las cuales se obtiene el asfalto y algunos polímeros) fomentan la búsqueda de nuevos materiales que constituyan una alternativa económica y ambientalmente saludable. [a] Es bien conocido el problema que generan los neumáticos en desuso, grandes extensiones de superficie ocupadas, vertederos incontrolados donde además existe proliferación de roedores e insectos transmisores de enfermedades. Considerando igualmentela masiva fabricación (se estima que la producción de neumáticos ronda los Tn/año) y dificultad para hacerlos desaparecer, esto se constituye como uno de los problemas ambientales más importante de los últimos años. [b] Es muy pequeño el porcentaje de neumáticos que puede ser recauchutado. Sin embargo es posible reprocesar parte de este material, previo paso por un proceso de selección y molienda, hasta obtener un fino granulado de caucho. Parte de este polvo de neumático es usado en la fabricación de nuevos neumáticos, alfombras, aislantes o losetas de goma, masillas, en campos de juego, suelos de atletismo o pistas, suelas de zapatos, entre otros. Es habitual, en otros lugares del mundo, su utilización en mezclas con asfalto, tal que las propiedades elásticas finales del material son mejoradas, generando un asfalto con superior performance respecto al asfalto de partida. [b] Países como España, EEUU Argentina y Brasil, desde hace tiempo, tienen incluidos y especificados asfaltos con la incorporación de polvo de neumático. Ejemplo de esto es la Orden Circular española 21/2007, la norma americana ASTM D6114 (Standard Specification for Asphalt- RubberBinder), la argentina IRAM 6673 (Asfalto con inclusión de caucho reciclado por vía húmeda para uso vial. Clasificación y requisitos), entre otras. El asfalto es un material viscoso, susceptible a las variaciones de temperatura y efectos climáticos, provocando envejecimiento del material a lo largo del tiempo. Las propiedades de éste se ven afectadas durante el proceso de fabricación en caliente, sumando además la oxidación y foto-degradación del material una vez puesto en obra. El cemento asfáltico per se presenta magras propiedades mecánicas, es quebradizo a temperaturas bajas y fluye a temperaturas sensiblemente superiores a las ambiente. [b] En respuesta a la necesidad de mejores materiales, es que se han desarrollado asfaltos modificados con diversos agentes químicos, con el objetivo de mejorar su comportamiento y desempeño frente a una amplia gama de condiciones de temperatura y esfuerzos. El agregado de polímeros es uno de los métodos más conocidos para la modificación de asfaltos. A continuación se enumeran algunas de las ventajas del uso de asfaltos modificados con polímeros: Disminuye la susceptibilidad térmica: es posible obtener mezclas más rígidas a altas temperaturas de servicio reduciendo el ahuellamiento y mezclas más flexibles a bajas temperaturas de servicio, reduciendo el fisuramiento. Disminuye la exudación del asfalto: por la mayor viscosidad de la mezcla, su menor tendencia a fluir y su mayor elasticidad. Mayor elasticidad y adherencia asfalto-árido debido a la presencia de los polímeros. Mayor cohesión: el polímero refuerza la cohesión de la mezcla.

3 Mejora la trabajabilidad y la compactación: por la acción lubricante del polímero o de los aditivos incorporados para el mezclado. Mejor impermeabilización: en los sellados bituminosos, pues absorbe mejor los esfuerzos tangenciales, evitando la propagación de las fisuras. Mayor resistencia al envejecimiento: mantiene las propiedades del ligante, pues los sitios más activos del asfalto son ocupados por el polímero. Mejora la vida útil de las mezclas: menos trabajos de conservación. Permiten mayor espesor de la película de asfalto sobre el agregado. Disminuye el nivel de ruidos: sobre todo en mezclas abiertas. Aumenta el módulo de la mezcla. Permite la reducción de hasta el 20% de los espesores por su mayor módulo. Mayor resistencia a la flexión en la cara inferior de las capas de mezclas asfálticas. Permite un mejor sellado de las fisuras. No requieren equipos especiales para su elaboración y puesta en obra. Propiedades: Cemento asfáltico Bitaflex AMC 50 Bitaflex AMC 50 es un cemento asfáltico modificado con polvo de neumáticos que presenta un mínimo de 50% de recuperación torsional elástica, con excelente comportamiento frente a las deformaciones plásticas, nos ofrece una alternativa amigable y económica en el uso de un asfalto de alta performance. En la tabla 1, que se muestra a continuación, se presenta la caracterización del ligante asfáltico. Tabla 1 Caracterización del ligante asfáltico AMC 50 Desde hace años se ha incursionado en la incorporación de polvo de neumático tanto al asfalto (vía húmeda) como a la mezcla asfáltica (vía seca). Al incorporar este material a un ligante asfáltico, además de valorizar al residuo, es posible obtener un cemento con mayor resistencia mecánica, y la capacidad de construir estructuras más confortables (reducción en el nivel de ruido, mejora en las propiedades antideslizantes, mayor durabilidad, etc.) y más resistentes (menor fragilidad a la fisuración, mejor comportamiento ante las deformaciones plásticas). [b] CITEVI desde hace tiempo, trabaja en el desarrollo de productos asfálticos con caucho, obteniendo nuevos materiales, con mejorada performance, a partir del reproceso de un residuo como los neumáticos fuera de uso. Bitafal Asfaltos Especiales cuenta en su cartera de productos con un cemento asfáltico modificado con PNFU: Bitaflex AMC 50. Se trata de un ligante asfáltico mejorado respecto al cemento convencional de partida, que cumple con especificaciones internacionales y presenta propiedades elásticas y un excelente comportamiento frente al envejecimiento. En la imagen a continuación puede verse un extendido de este material donde se evidencian propiedades elásticas.

4 Imagen 1: Film de AMC 50 Para evaluar comportamiento frente a las deformaciones plásticas se realizó el ensayo de ahuellamiento sobre una mezcla asfáltica, evaluando en términos relativos al tradicional asfalto AC 20. Para ello fueron ensayadas mezclas asfálticas de idéntica granulometría y contenido de asfalto, con densidades similares (2,27 g/cm3 para AC 20 y AM3 y 2,28 g/cm3 para el AMC 50) variando el tipo de asfalto. Esta experiencia fue llevada a cabo en conjunto con la Dirección Nacional de Vialidad. Como puede observarse en el gráfico 1, el AMC 50 -en términos de deformación máxima- se comporta casi en forma idéntica al AM3, y muy distantes del comportamiento del tradicional AC 20. Otra de las grandes ventajas de este material, es su mayor resistencia al envejecimiento sufrido en planta asfáltica en caliente. Una medida de ello es el Índice de durabilidad. Este índice se calcula como el cociente entre las viscosidades rotacionales medidas a 60ºC para el asfalto virgen y el envejecido por RTFOT, es una medida de qué tanto aumenta la viscosidad del cemento durante el proceso de mezclado en planta asfáltica en caliente. Gráfico 2 Deformación máxima e índice de durabilidad Gráfico 1 Deformaciones máximas para AC20, AM3 y AMC50. 8,0 6,0 4,0 2,0 Def. Máx. 0,0 AC 20 Indice durab. BITAFLEX AMC 50 BITAFLEX AM3 En términos de viscosidad -propiedad fundamental cuando hablamos de asfaltos- el AC20 y el AM3 cuadriplican su viscosidad al pasar por el proceso de fabricación de la mezcla asfáltica, en cambio el AMC50 tan solo la duplica. Esta propiedad sumada al hecho de que presenta similares características al AM3 respecto a deformaciones, lo convierte en una opción económica y ambientalmente amigable para la construcción de firmes. Pág. 3

5 Conclusiones El AMC 50 es de similar performance que el AM3 con la ventaja del menor costo. El AMC 50 posee mejor comportamiento respecto al envejecimiento, frente al daño producido por el proceso de fabricación de mezcla asfáltica en caliente. Los asfaltos modificados con polímeros muestran desempeños muy superiores frente al asfalto convencional AC 20, para un mismo tipo de carpeta asfáltica, en lo que a deformaciones plástica respecta. En particular, para el AMC 50 se observa una mejora del 80%. Bibliografía [a] Reyes Lizcano, Fredy Aberto (2006). El icopor y el caucho como modificadores de mezclas drenantes revista Épsilon Nº7: /Julio- Diciembre [b] Sosa, María Eva (2007) Caracterización de una microdispersión de caucho reciclado de neumáticos en asfalto. LEMaC Centro de investigaciones viales. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional La Plata. Bs As, Argentina. Bibliografía general The asphalt Institute. Manual del asfalto. Bilbao. Ediciones Urmo, Comisión permanente del asfalto de la Republica Argentina. Vigésimo Octava Reunión del Asfalto. Buenos Aires, Argentina, Revista Rutas. Madrid. Edita: Revistas de la Asociación Técnica de Carreteras, Diciembre de Construcciones Pan-Americana. Guía Mundial del Comprador Internacional Buyer's Guide. Mayo Revista Carreteras. Asociación Argentina de Carreteras. Mayo Bocco, Zanon. Mezclas Asfálticas y Aridos Triturados. Trabajo Final UCC. Diciembre de 2000 A.Chiman, L.Sanabria, L.Hernandez, L.Chiman. Evaluación de las Propiedades de Asfaltos Modificados con Polímeros Activados. Corporación para la Investigación y Desarrollo en Asfaltos en el Sector de Transporte e Industrial Corasfaltos. J.Agnusdei, O.Iosco. Durabilidad de Mezclas Asfáltica Preparadas con Ligante Modificados con Polímeros. Comisión de Investigaciones Científicas. Lemit. Buenos Aires, Argentina

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