Nuevas carreteras: conduciendo sobre aceite

San Martin Oier

Elhuyar Zientziaren Komunikazioa

Hace unos años se quiso utilizar ruedas recicladas para elaborar el aglomerado asfáltico de las carreteras, actualmente el objetivo de la Facultad de Química de la UPV/EHU es el uso de aceites reciclados. El proyecto ha sido promovido por una empresa de aglomerado asfáltico, que en breve realizará tests industriales. Si se superan estos test, se puede conducir en aceite.

En nuestro entorno las cosas han cambiado poco desde que terminó la guerra civil y comenzaron a asfaltarse las carreteras. El aglomerado asfáltico para recubrir el firme de las carreteras ha estado siempre compuesto por los mismos componentes: betún, piedra y arena de asfalto. Eso sí, en lugar de ser natural, en la actualidad se utiliza asfalto sintético.

Antes se utilizaba el asfalto pegado en la roca. Entre el cuatro y ocho por ciento de la explotación era asfalto.

En la actualidad estas técnicas han quedado lejos y el asfalto sale de las refinerías de petróleo. En el refino del petróleo, tras la extracción de gasolina, queroseno, gasóleo, gasóleo de calefacción, etc., lo que queda al final del proceso es el asfalto. Posteriormente, las petroleras añaden aditivos químicos para elaborar el betún de asfalto.

Según las empresas que trabajan en el asfaltado de carreteras, en este proceso se consigue un relleno asfáltico de baja calidad. De hecho, los mejores y limpios componentes del petróleo se utilizan principalmente para el combustible, ya que estos productos dejan mayores beneficios. Así, el betún asfáltico se fabrica a partir de residuos. Este es el motivo de la necesidad de aditivos.

Frente al camino que ha tomado el aglomerado asfáltico, no es extraño que en la misma mezcla se quiera añadir otros polímeros similares al betún.

Así, hace tiempo que se están probando con ruedas viejas de vehículos, incluso con calzado deportivo y pelotas de tenis, pero las sesiones, pruebas aún no han superado la fase experimental, ya que por diversas razones es difícil incorporar estos polímeros al aglomerado.

Nuevas normativas

En el asfaltado de las carreteras actuales se tienen en cuenta muchos factores que determinan la forma en que debe ser el asfalto.

Entre todos los factores, el tiempo que recorre el territorio y el tráfico que soportará la carretera son los más importantes. En función de las condiciones climatológicas habituales, se decidirá si el pavimento de la carretera debe estar preparado para resistir las fuertes lluvias o si debe responder a los fuertes calores. Del mismo modo, no se procederá de la misma manera en aquellos casos en los que haya que soportar tráfico intenso o tráfico de camiones. También hay condiciones secundarias: color de la carretera (vías rojas), ausencia de olores, grado de aspereza, etc.

En el asfaltado de las carreteras actuales se tienen en cuenta muchos factores, siendo los más importantes el tiempo que recorre el territorio y el tráfico que soportará la carretera.

Según estos factores, la legislación exigirá una u otra propiedad del aglomerado asfáltico. Estas propiedades se obtienen de la adición o transformación de aditivos en la fabricación del aglomerado.

Por ejemplo, el aglomerado asfáltico simple se fabrica a partir de caliza, arena y betún. Si se quiere que la carretera sea permeable, sin embargo, hay que desarenar al aglomerado. Por el contrario, para controlar la aspereza de la carretera se actúa con el tamaño de la caliza triturada o bien se sustituye la caliza por ofita. Pero las transformaciones más importantes se deben a cambios en la composición del betún.

Importancia del betún

La propiedad del betún controla principalmente el comportamiento del aglomerado al cambiar la temperatura.

En los países del norte, por ejemplo, la ley exige el uso de aglomerados resistentes a bajas temperaturas, difíciles de romper. En cambio, en la zona sur obliga a utilizar aquellos que sufran grandes dilataciones. Entre ambos extremos, el pavimento a colocar en la zona de montaña debe ser uno de los dos requisitos.

Los actuales betunes artificiales o sintéticos son mezclas similares al betún natural asfáltico, pero son productos más caros y se sabe añadir otros materiales.

En función de las condiciones climatológicas habituales, se decidirá si el pavimento de la carretera debe estar preparado para resistir las fuertes lluvias o si debe responder a los fuertes calores.

El Departamento de Reología de la Facultad de Química de la Universidad del País Vasco lleva muchos años trabajando con polímeros sintéticos y ha visto el aditivo ideal para añadirlos al betún: se plantea la mezcla de polímeros sintéticos con polímeros naturales (asfalto).

Por su parte, la empresa Asfaltos Naturales de Campezo, la más grande del País Vasco dedicada a la fabricación de aglomerados asfálticos, está interesada en introducir aditivos en los betunes sintéticos elaborados por ellos mismos. De esta forma, además de abaratar el proceso, también tendrán más control sobre las propiedades del aglomerado asfáltico.

Así comenzó el proyecto que hace tres años permitió añadir varios polímeros al betún asfáltico. En este proyecto participan el Gobierno Vasco y el CICYT (Comisión Interministerial de Ciencia Y Tecnología), además de la UPV y la empresa Campezo.

Antxon Santamaria, director del Departamento de Reología de la UPV/EHU, quería trabajar en un nuevo método para lograr esa confusión. Para poder mezclar fácilmente otro aditivo al betún asfáltico, desde el principio indicó que había que conseguir un gel.

Este gel debe añadir propiedades especiales al aglomerado asfáltico. Sobre todo elasticidad y estabilidad térmica. Junto a ellos, la ausencia de deslizamiento es imprescindible para la construcción del firme de las carreteras.

Aceite en carreteras

El pavimento de la carretera debe soportar no sólo el tráfico, sino también los cambios de temperatura.

Sorprendentemente, este gel aporta sus principales propiedades a los aceites, en este caso reciclados.

El aceite que se retira del vehículo es actualmente recogido y puesto a la venta para su reciclaje, y es el que se utiliza, junto con otro polímero, para hacer la estancia. El 80% de la estancia es aceite y el resto, polímero de tres bloques estireno-butadieno-estireno

VPP

Para la obtención de la estancia, el polímero y el aceite se licúan en caliente y se mezclan. Obtiene sus últimas propiedades cuando el compuesto resultante se enfría.

Este proyecto se ha convertido en una tesis doctoral en desarrollo de la química Mari Sol Barral. Añade que el uso del aceite como gel aporta ventajas. Por un lado es barato, tanto la compra de estos materiales como el proceso de obtención del aula. Por otro lado, se respeta el entorno ya que los aceites usados son reciclados.

En los últimos años se ha trabajado con gran cantidad de materiales reciclados en la creación de nuevos aglomerados asfálticos.

La investigación está muy avanzada y en breve se realizarán pruebas industriales para utilizar este gel en las carreteras. Se han obtenido las principales propiedades deseadas (elasticidad y estabilidad térmica). Una vez que se ha conseguido mezclar con el asfalto, queda por descubrir cómo endurecer el producto. Si el resultado es positivo, en la planta de Asfaltos Naturales de Campezo en Andoain se puede realizar la mezcla de asfalto y gel. Para ello sólo hay que mantener estos dos elementos en caliente y en movimiento, ya que de lo contrario se produciría una decantación.

A partir de ahí, sólo queda introducir este nuevo betún asfáltico en el proceso de fabricación del aglomerado asfáltico, lo que es muy sencillo.

Aproximadamente el 5% del aglomerado asfáltico obtenido en el proceso es aceite reciclado. Esto supone que si por cada kilómetro de una nueva carretera es necesario aglomerar 700 toneladas, se necesitarán 35 toneladas de aceite.

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