Director Técnico de AV Ingenieros.... visión transversal

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Sandra Ojeda Revuelta
hace 7 años
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1 Revalorización de NFU para soluciones de superestructura orientadas a la reducción de vibraciones Joan Cardona Director Técnico de AV Ingenieros

2 Introducción NFU = Neumáticos Fuera de Uso Por qué el uso de NFU? -Residuo importante en sociedades desarrolladas, por la elevada dependencia del automóvil - Residuo no degradable -RD 1481/2001: no se admiten en vertederos los NFU enteros a partir de Julio de 2003 ni los NFU troceados a partir de Julio de RD 1619/2005 sobre la gestión de los NFU Revalorización de NFUs

3 Introducción Aunque aquí se tratará la aplicación de NFU al sector ferroviario, existen gran variedad de aplicaciones: -Campos de fútbol, pavimentos de seguridad, arrecifes artificiales, rellenos ligeros de terraplenes, aislamiento térmico, capas drenantes (vertederos) Algunos proyectos de investigación recientes: - NEW JERSEY: mejora de la absorción de impactos en barreras de seguridad Jersey - WOODRUB: desarrollo de materiales de construcción a base de madera + NFU - ROADTIRE o POLYMIX: desarrollo de asfaltos porosos - ECOVIA: desarrollo de guarda-raíles, divisoras de carriles y otros elementos para carreteras

4 Introducción Uso de NFU en el ámbito ferroviario Los nuevos productos a base de NFU se desarrollan en base a dos filosofías: 1. Neumáticos enteros: Se utiliza la tecnología de deconstrucción para extraer las 3 capas que forman el neumático. Producto final = forma + espesor Material generalmente más rígido que neumático triturado. 2. Neumáticos triturados + resina: El neumático se tritura para obtener el tamaño de grano requerido y se le añade resina para formar el producto final. Material con mayor espectro de propiedades p elásticas.

5 Introducción En general, los productos de revalorización de NFU deberán tener en cuenta: -Identificar los requisitos legales y normas que regulan las especificaciones y sus usos. - Caracterización funcional del elastómero conformado. Atenuación de vibraciones y también requerimientos mecánicos, eléctricos, térmicos, de heladicidad, de absorción de agua, de fatiga o de resistencia al fuego establecidos para su uso. En el caso de productos a base neumático triturado + resina: -Selección de la dosificación de materiales para obtener las propiedades mecánicas, vibratorias y otras que se requieran. Variabilidad de propiedades en función de la dosificación Propiedades contrapuestas

6 NFU aplicados a soluciones de vía * Sólo en algunos tipos de fijación Placas elásticas* Encamisado para carril embebido Placas de asiento Suelas bajo traviesa (USP) Sistemas de losa flotante: - Apoyos discretos sobre pads - Apoyos continuos sobre bandas - Apoyo en superficie completa (manta) Mantas bajo balasto (UBM) Fuente: Getzner

7 NFU aplicados a soluciones de vía Placas de asiento - No precisan de elevados requerimientos de atenuación de vibraciones - Por lo que se pueden utilizar NFU sin triturar Ejemplo:

8 NFU aplicados a soluciones de vía Carril embebido (vía en placa) - Mayores requerimientos de atenuación de vibraciones, por lo que se utiliza NFU triturado + resina. - También se consigue una reducción de la emisión sonora debido al contacto rueda-carril carril. - Aislamiento eléctrico del carril -Mejora de la interficie carril-pavimento Ejemplo:

9 NFU aplicados a soluciones de vía Mantas bajo balasto (vía balastada) - Por su ubicación presentan gran capacidad de atenuación de vibraciones, ya que la masa del paquete de vía permite bajar la frecuencia natural del sistema. - Utilizar NFU triturado + resina, combinando dosificación. - Mejoran la distribución de cargas, disminuyendo las tensiones en balasto y base de cimentación, la calidad, durabilidad y estabilidad de la vía. - Se reducen las labores de mantenimiento, por lo que se mejora el coste de ciclo de vida de la vía Ejemplo:

10 NFU aplicados a soluciones de vía Bloques aislados (vía en placa) - Alternativa a la manta bajo balasto en caso de vías en placa. - Capacidad de atenuación de vibraciones apropiada pero inferior a la losa flotante, ya que la masa del sistema es la del bloque de hormigón que actúa como traviesa. - Utilizar NFU triturado + resina, combinando dosificación. -Elevado aislamiento eléctrico del carril. - Buena transitabilidad (obstructions-free system) - Ojo con el desplazamiento lateral del carril dosificación Ejemplo:

11 Proyecto RECYTRACK Características principales del proyecto: - Proyecto cofinanciado por la Comisión Europea a través del programa LIFE Objetivo: Desarrollo de un material elastomérico a base de NFU para su aplicación en la superestructura ferroviaria con el objetivo de reducir la emisión de vibraciones debido al tráfico de trenes. Demostrar la viabilidad técnica y económica. - Duración: Octubre 2011 a Marzo Presupuesto: PROYECTO RECYTRACK LIFE 10 ENV/ES/ Financiación C.E.: 45,97% Beneficiario Coordinador : Beneficiarios Asociados:

12 Proyecto RECYTRACK Estructura del proyecto: A1. Definición requerimientos técnicos A2. Diseño de soluciones elastoméricas A3. Prototipos A4. Implementación en vía real A5. Caracterización vibratoria en vía real

13 Proyecto RECYTRACK Características principales del material elastomérico desarrollado: - Uso de NFU granulado - Granulometría: de 2 mm a 4 mm - Resina de poliuretano como ligante - Dosificación de la resina: 6-12 % Características principales de la resina Características del material elastomérico Características del material elastomérico

14 Proyecto RECYTRACK Desarrollo de una herramienta de predicción de la atenuación de vibraciones - Modelo analítico de vehículo-superestructura-terreno - Considera masas y rigideces del vehículo, carriles, sujeciones, traviesas, balasto, terreno,... - Modelo de parámetros distribuidos donde las fijaciones se caracterizan como muelles verticales, las traviesas como masas, el balasto como un muelle vertical y una masa constante y el terreno se considera homogéneo.

Proyecto RECYTRACK Desarrollo de nueva metodología para caracterización dinámica a alta frecuencia - Los datos de entrada del modelo son necesarios en el rango 1-80 Hz - Pero los protocolos de

15 Proyecto RECYTRACK Desarrollo de nueva metodología para caracterización dinámica a alta frecuencia - Los datos de entrada del modelo son necesarios en el rango 1-80 Hz - Pero los protocolos de caracterización dinámica de materiales sólo consideran el rango 1-30 Hz Metodología basada en medida de aceleración y obtención de los parámetros de interés por ajuste de los loops de histéresis teórico y experimental 9 kn de fuerza estática N de fuerza dinámica

16 Proyecto RECYTRACK Resultados del modelo predictivo - Nivel de vibración ió en cualquier punto del terreno - Atenuación de vibraciones (IL) de un material elastomérico colocado en la superestructura Ventaja: posibilidad de redefinición del material elastomérico en caso de no cumplir con los objetivos de atenuación planteados, antes de implantar el producto en vía

17 Gràcies! Gracias! Más información: Joan Cardona: Web AV Ingenieros:

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