mezclas asfálticas mejoradas con caucho molido proveniente de llantas usadas
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MEZCLAS ASFÁLTICAS MEJORADAS CON CAUCHO MOLIDO PROVENIENTE DE LLANTAS USADAS.
Christian Andrés Casariego Rozo 1190891Ingeniería Industrial.Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta, Colombia.
Hoy en día se estudian técnicas para crear un proceso que nos ayude a solucionar
un problema mundial como lo es el Ambiental, uno de los grandes avances que se
tienen en la actualidad en este tema, es el uso y reutilización de productos que son
desechados sin que su vida útil haya acabado, gracias a esto se han llegado a
elaborar innovaciones que se pueden a ver reflejados en grandes cambios en la
actualidad, un ejemplo de esto, es el uso de llantas las cuales son desechadas
(Duran aproximadamente 40.000 años en descomponerse)1 y reutilizadas en un
proceso para mejorar sus propiedades mecánicas y durabilidad para su uso en las
mezclas asfálticas por medio de caucho molido.
Como se ha podido comprobar mediante estudios la quema de las llantas producen
grandes problemas ambientales, entre uno de ellos y el más conocido, la
Contaminación del Ambiente y sus cambios climáticos, ya que se producen
emisiones de gases que contienen partículas nocivas para el entorno. Cabe resaltar
que las principales materias primas utilizadas en la fabricación de las llantas son
cauchos naturales o látex, y sintéticos como el SBS y SBR.
En la actualidad existen diferentes tipos de tratamientos para las llantas usadas
entre las más conocidas encontramos: La termólisis, la pirolisis, la incineración,
trituración criogénica, trituración mecánica, entre otras.2 En el proceso de
mejoramiento de las mezclas asfálticas se puede llegar a resaltar el uso de GCR
(Granito de caucho reciclado)3, para mejorar las propiedades mecánicas por medio
de dos procesos: Húmedo y Seco. En el proceso húmedo el caucho actúa
modificando el ligante mientras que en el proceso seco el caucho es usado como
una porción de agregado fino.
1 http://www.eltiempo.com/archivo/documento/CMS-119675132 http://residuossolidos.df.gob.mx/work/sites/tdf_rs/resources/LocalContent/54/2/LLANTAS_USADAS_DIAG.pdf3 http://app.idu.gov.co/mail_notis/mail_notis_2012_06_05_1.htm
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MEZCLAS ASFÁLTICAS MEJORADAS CON CAUCHO MOLIDO PROVENIENTE DE LLANTAS USADAS.
Se puede manifestar que el GCR utilizado tanto en el proceso húmedo como el
proceso en seco mejora la resistencia a la fatiga, se genera un aumento de la
viscosidad de la mezcla resultante, un aumento de la vida útil del pavimento y se
vuelve más flexible a bajas temperaturas y menos plástica a altas. El GCR se
obtiene por medio de la trituración mecánica o molienda de las llantas desechadas y
debe ser de contextura fina en tamaños menores a 6.3 mm (1/4”). 4
En el proceso húmedo el grado de modificación del ligante depende de muchos
factores, entre los cuales se encuentran el tamaño y la textura del GCR, el tiempo y
la temperatura de mezclado y el uso de aditivos, normalmente este método se utiliza
como ligante en la reparación de grietas, tratamientos superficiales, y en la
elaboración de mezclas asfálticas en caliente. El cemento asfáltico que ha sido
modificado con GCR es llamado asfalto-caucho y es el resultado de la interacción
del GCR con el ligante.
Con el proceso en húmedo se llevo a cabo el estudio para observar la variación en
las propiedades del cemento asfáltico al ser mezclado con las partículas de caucho y
su posterior comportamiento, para esta investigación se utilizaron dos tipos de
cemento asfáltico el Apiay y el Barrancabermeja.
Para el cemento asfáltico no modificado y modificado con caucho se realizaron
ensayos convencionales como la ductilidad, la penetración, punto de ablandamiento
y densidad5, también a su vez se realizo un estudio de la viscosidad de Brookfield y
se evaluó para los dos tipos de cemento asfáltico obteniendo así el Barrancabermeja
un 2% mayor de GCR con respecto al Apiay a una menor temperatura y tiempo. Se
realizaron ensayos con el reómetro de corte dinámico y con el areómetro de viga de
flexión con el fin de determinar el desempeño de los ligantes utilizados.
4 M. Ocampo, B. Caicedo & D. González. Universidad de los Andes, Bogotá D.C., Colombia. Mezclas Asfálticas Mejoradas con
Caucho Molido proveniente de llantas Usadas.
5 http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/ensayosm7.htm
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En el proceso Seco el GCR se adiciona directamente a la mezcla asfáltica caliente y
principalmente es usado como un agregado fino que usualmente es mezclado con el
material granulado antes de adicionar el ligante. Por ser un proceso en el cual no se
modifica totalmente el ligante no puede ser utilizado en otro tipo de aplicaciones
como mezclas en frío.
Con el proceso seco se utilizan dos tipos de tecnología la cual son la PlusRide ó el
sistema TAK, otra tecnología muy popular es la que emplea granulometrías
convencionales, la cual fue desarrollada en España. En este caso se trabajo con la
convencional ya que esta no emplea consumos elevados de ligante y se manejo el
tipo de cemento Barrancabermeja.
Para las mezclas asfálticas convencionales y mejoradas con caucho se determino el
contenido de ligante mediante el método Marshall, el cuál su fin es determinar el
contenido óptimo de asfalto para una combinación óptima de agregados6, una vez
determinado el contenido del ligante se evaluó la mezcla asfáltica mediante ensayos
de deformación permanente y resistencia a la fatiga.
El caucho se ha convertido en un recurso muy popular y económico en la
elaboración de mezclas asfálticas gracias al creciente aumento de llantas
desechadas.
Como algunas ventajas del uso de estos procesos podemos encontrar, que al
reutilizar las llantas estamos contribuyendo al mejoramiento del medio ambiente y no
solo eso si no que también en parte podríamos salir beneficiados por que generaría
menos costos para la elaboración de dichas mezclas.
El caucho molido al ser vulcanizado para resistir calor y sobrecalentamiento elimina
los problemas encontrados con el polímero inicial.
6 http://imt.mx/archivos/Publicaciones/PublicacionTecnica/pt271.pdf
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El GCR posee valiosos componentes que pueden contribuir al buen desempeño del
asfalto.
Como desventajas, se podría aportar que al modificar el ligante con GCR la mezcla
resultante experimenta un incremento en la viscosidad haciéndola no apta para ser
usada en ciertas aplicaciones que requieren que este ligante sea bien fluido, otro
punto que hay que tener en cuenta es que algunas veces el uso de los aceites en el
cemento asfáltico puede generar un cambio en la adhesividad del ligante haciendo
que para la mezcla sea un poco difícil unirse con las superficies del pavimento.
Hay que tener en cuenta la resistencia al calor que estos materiales resisten, porque
un brusco aumento de la temperatura podría hacer que el material (Caucho) pierda
su comportamiento elástico.
Actualmente a nivel mundial existen adelantos sobre el uso de los elastómeros, se
han realizado cumbres y conferencias mundiales sobre este tema donde se han
hablado sobre los avances tecnológicos que se han ido desarrollando.
Como conclusión general se puede decir que el GCR aumenta la rigidez y la
elasticidad al modificar el ligante, por lo tanto se puede considerar como un
modificador potencial, y que entre menor sea el tamaño del GCR que se utilice para
mejorar las mezclas asfálticas o el ligante, se obtendrán mejores resultados, según
los resultados de la investigación el cemento asfáltico Apiay presenta cualidades
para controlar mecanismos de falla como la deformación permanente.
Asimismo, se puede agregar, que este estudio es un avance no solo visto desde el
punto de vista de la mejora que hace al cuidado del medio ambiente, si no también
hacía el futuro de la ingeniería y del mundo de los polímeros, ya que gracias a esto
nos permite realizar estudios que sean favorables para la reutilización de los
productos sintéticos desechados e implementarlos en el mundo de hoy.
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MEZCLAS ASFÁLTICAS MEJORADAS CON CAUCHO MOLIDO PROVENIENTE DE LLANTAS USADAS.
BIBLIOGRAFÍA
Sousa, J.B. 2000. Proceedings of the Asphalt Rubber 2000 Conference. Braga:
Barbosa & Xavier.
Estados Unidos. California Department of Transportation. Gap – Graded Asphalt
Rubber. Federal Highway Administration California special provision.
M. Ocampo, B. Caicedo & D. González. Universidad de los Andes, Bogotá D.C.,
Colombia. Mezclas Asfálticas Mejoradas con Caucho Molido proveniente de llantas
Usadas.
Colombia, Alcaldía Mayor de Bogotá D.C., Instituto de desarrollo Urbano. Segunda
Fase del Estudio de las mejoras mecánicas de Mezclas Asfálticas.
Perú, Universidad de Piura. Biblioteca Virtual. Capitulo IV: Diseño de Mezclas
Asfálticas. www.biblioteca.udep.edu.pe/.
Colombia. Instituto Nacional de Vías. INVIMA. Normas de Ensayo de Materiales para
Carreteras. Bogotá D.C. Tomo II, III.
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