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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria“

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

ASFALTO VERDE

TEMA:

PRESENTADO A LA CÁTEDRA DE TECNOLOGIA DEL ASFALTO. CATEDRÁTICO

:

PRESENTADO POR

:

ING.DE LA CRUZ VILCA, WEINER

CÁRDENAS CAPCHA JESUS IDÉN CHAMORRO MONTALVO DEEDY MALPARTIDA PEÑA NATALY GONZALES HUAMAN MANUEL TITO MOLINA FERNANDO NIVEL

: X-CICLO (C-1) HUANCAYO – PERÚ 2013

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INTRODUCCIÓN La utilización de recursos y maquinarias en la elaboración de carreteras involucra un gran impacto sobre el medio ambiente, producto de esa conciencia social se ha lanzando al mundo entero la idea de la reutilización de neumáticos de modo que se pueda utilizar como material reciclable en la fabricación de Asfalto, mejorando así la calidad de vida de las personas reduciendo así la contaminación, esto implica un desarrollo técnico en la ingeniería civil, económico y lo mas importante ambiental. Asfalto verde se denomina esta tendencia de ingeniería limpia que hoy cobra mas fuerza por todas las empresas de asfalto como una alternativa contra los daños ambientales producidos por el hombre a través de la historia.

Los integrantes

INDICE

3

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA Pág. Marco teórico: asfalto verde

5

1. La reutilización de neumáticos para la fabricación de asfalto

5

1.1.

Explicación

5

1.2.

Reciclado

6

1.3.

Utilización para la elaboración del asfalto

7

1.4.

Experiencias del uso de caucho en mezclas asfálticas

9

1.5.

Desarrollo del caso A: adición de caucho a un cemento

Asfáltico para mezclas en caliente

1.6.

Desarrollo del caso B: adición de caucho a un cemento

Asfáltico para uso de selladores asfálticos

1.7.

10

11

Desarrollo del caso C: adición de caucho en mezclas

Asfálticas en frío y en caliente

13

2. Ventajas del asfalto verde

16

3. Diferencia de los demás asfaltos

17

4. Incidencia del asfalto verde con el mundo

18

5. Beneficios del asfalto verde

18

Conclusiones

20

Bibliografía

21

4

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MARCO TEORICO: ASFALTO VERDE Es un betún o asfalto desarrollado con tecnología innovadora que proviene del reciclaje de neumáticos usados, y que está destinado para su utilización en las carreteras. Este producto permite eliminar más de 10.000 toneladas de neumáticos anualmente, lo que contribuye a minimizar este pasivo impacto medioambiental.

1. LA REUTILIZACIÓN DE NEUMÁTICOS PARA LA FABRICACION DE ASFALTO

1.1.

EXPLICACION La masiva fabricación de neumáticos y las dificultades para hacerlos desaparecer una vez usados, constituye uno de los más graves problemas medioambientales de los últimos años en todo el mundo. Un neumático necesita grandes cantidades de energía para ser fabricado (medio barril de petróleo crudo para fabricar un neumático de camión) y también provoca, si no es convenientemente reciclado, contaminación ambiental al formar parte, generalmente, de vertederos incontrolados. Existen métodos para conseguir un reciclado coherente de estos productos pero faltan políticas que favorezcan la recogida y la implantación de industrias dedicadas a la tarea de

5

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA recuperar o eliminar, de forma limpia, los componentes peligrosos de las gomas de los vehículos y maquinarias. Un gran % se deposita en vertederos controlados sin tratar, otro % se deposita después de ser triturado, y, el resto no está controlado. Para eliminar estos residuos se usa con frecuencia la quema directa que provoca graves problemas medioambientales ya que produce emisiones de gases que contienen partículas nocivas para el entorno, aunque no es menos problemático el almacenamiento, ya que provocan problemas de estabilidad por la degradación química parcial que éstos sufren y producen problemas de seguridad en el vertedero. Las montañas de neumáticos forman arrecifes donde la proliferación de roedores, insectos y otros animales dañinos constituye un problema añadido. La reproducción de ciertos mosquitos, que transmiten por picadura fiebres y encefalitis, llega a ser 4.000 veces mayor en el agua estancada de un neumático que en la naturaleza. En la actualidad se pueden utilizar diversos métodos para la recuperación

de

neumáticos

y

la

destrucción

de

sus

componentes peligrosos. Las operaciones de reutilización, recauchutado y reciclado de neumáticos usados representan una importante oportunidad para la creación de industria y tecnología, así como un importante yacimiento de nuevos empleos. A continuación se exponen algunas de ellas. 1.2.

RECICLADO Múltiples son los ejemplos en los cuales pueden utilizarse, bien los neumáticos totalmente enteros o sus flancos y banda de rodamiento:

parques

embarcaciones,

infantiles,

rompeolas,

6

defensa

etc.,

o

de

más

muelles

o

directamente

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA relacionado con los neumáticos, barreras anti-ruidos, taludes de carretera, estabilización de zonas anegadas, pistas de carreras, o utilizaciones agrícolas para retener el agua, controlar la erosión, etc. Es posible encontrar neumáticos enteros en pistas de alta velocidad y cartódromos así como en atracadero de botes y sitios de descarga, en donde son utilizados como barreras de contención y amortiguadores respectivamente. El recauchutado del neumático usado es un proceso que permite reutilizar la carcasa del neumático, al colocar una nueva banda de rodadura, siempre que conserve las cualidades que garanticen su uso, como si fuera uno nuevo.

Gráfico N°1: Donde se visualiza el diagrama valorizado de usos del neumático reciclado

1.3.

UTILIZACION PARA LA ELABORACION DEL ASFALTO Los materiales que se obtienen tras el tratamiento de los residuos de neumáticos, una vez separados los restos aprovechables en la industria, pueden tener varios usos. Una aplicación realmente interesante para caucho granulado es la aplicación como parte de los componentes de las capas asfálticas que se usan en la construcción de carreteras, con lo que se consigue disminuir la extracción de áridos en canteras. 7

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA Las carreteras que usan estos asfaltos son mejores y más seguras. El caucho procedente de los neumáticos usados puede utilizarse como parte del material ligante o capa selladora del asfalto (caucho asfáltico) o como árido (hormigón de asfalto modificado con caucho). Dependiendo del sistema adoptado se pueden emplear entre 1000 y 7000 neumáticos por kilómetro de carretera de dos carriles, cifras tan elevadas colocan a la reutilización en pavimento asfáltico como una de las grandes soluciones para emplear los neumáticos fuera de uso. El empleo del caucho en la construcción de carreteras le confiere unas características especiales:

Tabla N°1: Donde se describe las propiedades del caucho para la elaboración de asfalto

La incorporación de caucho granulado en el pavimento de las carreteras se puede realizar de dos maneras diferentes: 

PROCESO SECO: El caucho granulado o pulverizado se mezcla con los áridos antes de la adición del asfalto.



PROCESO HÚMEDO El caucho granulado o pulverizado se añade al asfalto. Esa mezcla, realizada se traslada al lugar de la obra para ser mezclada con los áridos:

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Gráfico N°2: Proceso detallado del reciclaje de neumático para la elaboración de asfalto

1.4.

EXPERIENCIAS DEL USO DEL CAUCHO EN MEZCLAS ASFALTICAS Actualmente los neumáticos de automóviles son desechados en forma continua, sin registrarse en general ningún sistema formal

de

deposición

selecta

o

lugares

especialmente

destinados al efecto. En la actualidad hay pocas empresas en el país que reciclan el caucho de los neumáticos, dado el gran parque automotor con que se cuenta, y por ende la gran cantidad de neumáticos desechados, se hace imprescindible reutilizar los desechos de este material. Por esta razón se hace necesario comenzar a conocer este tipo de residuo que se esta generando, para determinar la posibilidad de intervenir en la selección y contar con una valoración del volumen del mismo. En este trabajo se incluye caucho en mezclas asfálticas en frío y en caliente, proveniente de la molienda de neumáticos en desuso. Se seleccionan distintas moliendas que se incorporan como agregado a las lechadas asfálticas. A las mezclas en caliente se le incorpora como agregado y como modificador del ligante asfáltico. En el desarrollo de selladores asfálticos como modificador.

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA Se aplica una sistemática de ensayos que involucren parámetros, químicos, ambientales y físicos de la resistencia de los materiales y procesos para luego valorar la inclusión en sistemas como modificadores y cargas habitualmente usados en las obras viales y civiles. Se valora la factibilidad de inclusión

en

los

cementos

asfálticos,

siendo

estos

aglomerantes los de mayor utilización en las obras viales de la región. El sistema formado al incluir al residuo será valorado claramente desde lo químico, lo físico y el medio ambiente a efectos de incluir estos parámetros en los controles de calidad de las obras civiles y viales. En esta presentación se presentan las primeras experiencias de aplicación de este residuo. Se han realizado algunas experiencias en la utilización del caucho, de las cuales se pueden destacar tres casos: 

El Caso A consistió en la adición de caucho a un cemento asfáltico para mezclas en caliente.



El Caso B consistió en la adición de caucho a cementos asfálticos para uso de selladores.



El Caso C consiste en la adición de caucho a mezclas asfálticas en frio y en caliente.

1.5.

DESARROLLO DEL CASO A: ADICIÓN DE CAUCHO A UN CEMENTO ASFÁLTICO PARA MEZCLAS EN CALIENTE El objetivo de esta experiencia es la incorporación de caucho, proveniente de molienda por proceso de criogénesis, en un cemento asfáltico habitualmente utilizado en nuestro medio. Las características de los materiales originales, del material resultante y de los procesos llevados acabo son las siguientes:

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Tabla N°2

Tabla N°3

Tabla N°4

1.6.

DESARROLLO DEL CASO B: ADICIÓN DE CAUCHO A CEMENTOS ASFÁLTICOS PARA USO DE SELLADORES ASFÁLTICOS El objeto de esta experiencia fue el aportar caucho molido proveniente de la trituración por sistema de molinos. La función de la adición de caucho, en este caso, es la de bajar el aporte de otros polímeros vírgenes, ya que por sí solo el caucho no nos permite alcanzar los valores exigidos por la Norma IRAM 11

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA de selladores. Además, el tipo de molienda utilizado permite la colaboración del caucho como carga en la mezcla aditivada.

Tabla N°5

Tabla N°6

La cantidad de caucho reciclado fue de un 30 % con respecto al 12 % total aditivado. Se observó este porcentaje como el máximo admitido para el sistema del ejemplo, por encontrarse en el límite de digestión del asfalto cumpliendo con Norma IRAM. El total de la adición estuvo compuesto por 30 % de caucho reciclado, 65 % de polímero SBS y 5 % de rejuvenecedor. Las exigencias de la Norma IRAM para un sellador SA-50 y los valores obtenidos son:

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Tabla N°7

Gráfico N°3: Microfotografía donde se visualiza la capa interna del neumático

La adición de caucho puede realizarse tanto en laboratorio como en planta. Según sea el tipo de molienda y la función que cumplen serán los dispositivos a implementarse.

Gráfico N°4: Esquema del proceso industrial en el reciclaje de neumáticos para la elaboración de asfalto

Equipo dispersor para fabricación de concentrado de caucho o equipo dispersor en la producción continua En este esquema se plantea la adición de caucho en el asfalto en un concentrado intermedio para luego regular la producción. El sistema produce una buena dispersión sin dejar asfalto aditivado almacenado.

13

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA 1.7.

DESARROLLO DEL CASO C: ADICIÓN DE CAUCHO EN MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRÍO Y EN CALIENTE En

este

punto

volcamos

las

experiencias

preliminares

obtenidas al momento por lo que solo se presenta una parte de la experiencia en laboratorio con lechadas asfálticas, estando los demás ítems de este punto en etapa de investigación. La renovación superficial en las operaciones de mantenimiento preventivo y correctivo, marcan el camino, técnico económico a la hora de analizar los costos beneficios, poniendo en la balanza los materiales utilizados y la seguridad del camino, garantizando características de funcionalidad para el usuario. La utilización de lechadas, muchas veces pasa de un simple sellado a una renovación con características antideslizantes a partir de una alta macrotextura y de una microtextura. El poco espesor de las mismas (capas delgadas) las hace rígidas, se busca en el presente trabajo aumentar su flexibilidad a través de la incorporación caucho molido a la vez tratar de utilizar este producto proveniente de la molienda de cubiertas de automóviles. Valorando el comportamiento de las lechadas elasto-asfálticas versus las convencionales, mediante la utilización de los ensayos de uso tradicional en lechadas asfálticas, abrasión y rueda cargada. Se analizarán el tipo de caucho a utilizar y la forma de incorporación ya que, se debe garantizar que las mismas queden perfectamente distribuidas en toda la mezcla una vez colocada formando una malla tridimensional. Se define a las lechadas bituminosas como mezclas de emulsiones

asfálticas,

áridos

finos

bien

graduados

granulométricamente, agua y fillers minerales. Cuando estos componentes se mezclan en proporciones adecuadas se

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA obtiene una mezcla fluida, homogénea y cremosa que, después de la evaporación del agua, constituyen un mortero en frío, estanco y denso. Los áridos finos conforman el esqueleto mineral, que da el espesor al tratamiento y el mastic, compuesto por fillers y el betún, confiere la cohesión necesaria. Las lechadas bituminosas se extienden en delgados espesores (entre 4 y 12 mm) a fin de impermeabilizar la carpeta de rodamiento (sin otorgar aporte estructural) y simultáneamente restaurar la superficie de desgaste brindando la textura superficial

necesaria

para

adecuar

la

resistencia

al

deslizamiento y mejorar las condiciones de reflectancia del pavimento.

Tabla N°8

La norma IRAM 6833 Asfalto para uso vial-lechadas asfálticas marca 4 usos granulométricos: 

Tipo 1: Se aplica para sellar fisuras rellenar huecos pequeños y para corregir peladuras superficiales. Este tipo se usa sobre pistas de aeropuertos donde el sellado de la

15

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA superficie y la resistencia al deslizamiento son las necesidades principales. 

Tipo 2: Se aplica para rellenar huecos superficiales, corregir condiciones de erosión severa de la superficie y para suministrar una nueva superficie de desgaste. Este tipo se usa sobre pistas de aeropuertos y pavimentos que están severamente erosionados. También se puede usar como capa de rodamiento sobre bases bituminosas o bases de suelo cemento, como un sellador sobre bases estabilizadas o sobre tratamiento bituminosos superficial.



Tipo 3: Es aplicable para prever una nueva capa de rodamiento sobre superficies muy desgastadas.



Tipo 4: El tipo 4 es aplicable sobre base estabilizada.

Gráfico N°5: Grandes depósitos de neumáticos

16

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Gráfico N°6: Colocación de Asfalto verde, hecho a base de neumáticos reciclados

2. VENTAJAS DEL ASFALTO VERDE Este asfalto favorece al medio ambiente de modo que un neumático necesita grandes cantidades de energía para ser fabricado y provoca, si no es convenientemente reciclado, contaminación ambiental. Con este proyecto contribuirá a lo largo de los próximos años a eliminar de diferentes centros de almacenamiento millones de neumáticos usados. La construcción y rehabilitación de muchos tramos de carretera a partir del polvo de caucho tiene importantes ventajas no sólo para el medio ambiente sino para los conductores. Aunque estos no perciban las bondades de este sistema de manera inmediata, son en última instancia quienes se benefician de una mayor seguridad de las vías ya que el asfalto ofrece una mayor adherencia. Por otro lado, se prevé una reducción indirecta de gastos en el pago de impuestos debido a una mayor resistencia de las carreteras. Las mezclas son menos susceptibles a las altas y bajas temperaturas

y

se

fatigan

menos

que

las

carreteras

convencionales. Se aclara que la técnica no es una novedad en el 17

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA mundo científico, pese a las pocas carreteras construidas de acuerdo a este método. Conviene recordar que las primeras pruebas, realizadas en los Estados Unidos, se remontan a los años 60 y es ahora, tras más de cuatro décadas de investigaciones, cuando se ha podido constatar que las carreteras que contienen caucho en su mezcla no sólo son una alternativa viable, sino que constituyen la solución a un problema medioambiental con el añadido de un aumento en la calidad de las autovías.

Otra de las ventajas de esta técnica, que supone añadir entre un 0,5% y un 2,0% de polvo de caucho reciclado al betún, es que no implica la utilización de nuevas máquinas o equipamientos. El aprovechamiento sería de un neumático para cada siete metros cuadrados. De hecho, las empresas pavimentadoras podrían utilizar su infraestructura actual para asfaltar las carreteras con el material modificado, de manera que no habría motivos para que esto se reflejase en los costes de los peajes.

3. DIFERENCIA DE LOS DEMAS ASFALTOS En su proceso de producción, que consiste en trocear los neumáticos y separar todos sus componentes (metales, tejidos y caucho) y elaborar un polvo de neumático que al combinarse con áridos (gravas y arenas) forman las mezclas asfálticas que sean utilizado en kilómetros de carreteras.

4. INSIDENCIA DEL ASFALTO VERDE CON EL MUNDO Se ha demostrado la efectividad de este sistema utilizado ya en vías públicas de Madrid, así como en diferentes carreteras de Andalucía, Castilla y León y País Vasco. Se han incorporado más de 500 km de carreteras asfaltadas a partir del polvo de 18

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA neumáticos usados a los que hay que sumar más de 1.200 km procedentes de la reutilización de antiguas carreteras.

5. BENEFICIOS DEL ASFALTO VERDE Se ha comprobado que la utilización de este betún de neumático reduce el impacto acústico del tráfico, retrasa el deterioro del firme y mejora la adherencia aumentando la seguridad de nuestras carreteras. Además, con su producción se reciclan toneladas de neumáticos fuera de uso. Además de la incorporación del reciclado de neumáticos, se ha desarrolla continuamente proyectos para mejorar sus procesos en el área de asfaltos. Así se han desarrollado varias tecnologías para disminuir la temperatura de trabajo de las mezclas asfálticas, desde la fase inicial de fabricación hasta su aplicación en carreteras. Se logra una reducción de hasta 30-40ºC en la temperatura de trabajo que permite mejorar las condiciones de trabajo de los operarios y reducir la producción de olores y humos durante las operaciones de asfaltado. La reducción de la temperatura, tanto en la fabricación como en la puesta

en

obra,

permite

disminuir

los

humos

y

gases

contaminantes, ahorrar energía y combustibles en las plantas durante la fabricación y el almacenamiento. Se estima un ahorro energético del 20 al 30% en combustibles y una disminución de aproximadamente

4

toneladas

asfaltado.

19

de

CO2 por

cada

kilómetro

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA

CONCLUSIONES 

Es innovadora idea del reciclaje de neumáticos usados puesto que existen demasiados en el mundo para su reutilización en la elaboración de asfalto.



La masiva fabricación de neumáticos y las dificultades para hacerlos desaparecer una vez usados, constituye uno de los más graves problemas medioambientales es por eso que existe una inversión inadecuada de la reutilización de recursos



El caucho procedente de los neumáticos usados puede utilizarse como parte del material ligante o capa selladora del asfalto (caucho asfáltico) o como árido (hormigón de asfalto modificado con caucho).

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA 

Las

mezclas

asfálticas

fabricadas

por

el

reciclaje

de

neumáticos son menos susceptibles a las altas y bajas temperaturas

y

se

fatigan

menos

que

las

carreteras

convencionales. 

Se analizarán el tipo de caucho a utilizar del neumático reciclado y la forma de incorporación ya que

se debe

garantizar que las mismas queden perfectamente distribuidas en toda la mezcla. 

El producto final de la reutilización de los neumáticos reciclados son las lechadas bituminosas como mezclas de emulsiones asfálticas, estos componentes se mezclan en proporciones adecuadas se obtiene una mezcla fluida, homogénea..



La idea de reutilización de los neumáticos para realización de asfalto se incrementa en el mundo en relación a la exigencia de calidad de los países y a la presión social de cuidado ambiental, factores esenciales para sustentar la ingeniería limpia y segura.

BIBLIOGRAFÍA 

http://www.desarrollosostenible.es/carreteras-ecologicas-conneumaticos-reciclados.html



http://www.rcb.com.py/index.php/component/k2/item/212%E2%80%9Casfaltos-ecol%C3%B3gicos%E2%80%9D-es-lasoluci%C3%B3n-para-las-cubiertas-usadas



http://www.veoverde.com/2012/07/crearan-asfalto-ecologico-apartir-de-neumaticos-usados/

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA 

http://campus.fi.uba.ar/file.php/295/Material_Complementario/R eutilizacion_Reciclado_y_Disposicion_final_de_Neumatico.pdf



http://blogueiros.axena.org/2013/05/30/alternativas-recicladoneumaticos/



http://www.xatakaciencia.com/tecnologia/murcia-reciclaneumaticos-para-producir-asfalto

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