TEMA: Reciclado y reutilizacin de los neumticos 1. INTRODUCCINLa masiva fabricacin de neumticos y las dificultades para hacerlos desaparecer una vez usados, constituye uno de los ms graves problemas medioambientales de los ltimos aos en todo el mundo.Un gran % se deposita en vertederos controlados sin tratar, otro % se deposita despus de ser triturado, y, el resto no est controlado. En la actualidad se pueden utilizar diversos mtodos para la recuperacin de neumticos y la destruccin de sus componentes peligrosos. Las operaciones de reutilizacin, recauchutado y reciclado de neumticos usados representan una importante oportunidad para la creacin de industria y tecnologa, as como un importante yacimiento de nuevos empleos. A continuacin se exponen algunas de ellas.

Reutilizacin: Mltiples son los ejemplos en los cuales pueden utilizarse, bien los neumticos totalmente enteros o sus flancos y banda de rodamiento: como para parques infantiles o es posible encontrar neumticos enteros en pistas de alta velocidad y cartdromos as como en atracadero de botes y sitios de descarga, en donde son utilizados como barreras de contencin y amortiguadores respectivamente.

Reciclado: Como aprovechamiento de los materiales, se puede sealar que existen diversos procedimientos para anular las caractersticas elsticas de los desperdicios del caucho, dotndoles nuevamente de propiedades plsticas como las del caucho no vulcanizado. Veremos a continuacin los ms importantes: regeneracin, termlisis, pirolisis, incineracin, trituracin criognica, trituracin mecnica, neumticos convertidos en energa elctrica

Usos tras el reciclado de neumticos: Los materiales que se obtienen tras el tratamiento de los residuos de neumticos, una vez separados los restos aprovechables en la industria, pueden tener varios usos.Una aplicacin realmente interesante para caucho granulado es la aplicacin como parte de los componentes de las capas asflticas que se usan en la construccin de carreteras, con lo que se consigue disminuir la extraccin de ridos en canteras. Las carreteras que usan estos asfaltos son mejores y ms seguras. El caucho procedente de los neumticos usados puede utilizarse como parte del material ligante o capa selladora del asfalto (caucho asfltico) o como rido (hormign de asfalto modificado con caucho). Dependiendo del sistema adoptado se pueden emplear entre 1000 y 7000 neumticos por kilmetro de carretera de dos carriles, cifras tan elevadas colocan a la reutilizacin en pavimento asfltico como una de las grandes soluciones para emplear los neumticos fuera de uso.

El uso de caucho de cubiertas en mezclas asflticasLa reutilizacin de neumticos es de amplio uso y difusin en aquellos pases que poseen normativas ambientales claras y eficientes. El caucho puede ser natural o sinttico. El de origen natural se elabora a partir del ltex, que es una resina blanca lechosa que sale de la corteza del rbol de caucho.En un principio las utilidades de esta materia prima eran pocas. Fue el comerciante de ferretera Charles Goodyear (1800 1860) quin descubri que, mezclndolo con el azufre y calentndolo, se evitaba que fuese tan pegajoso cuando estaba caliente y tan rgido cuando enfriaba. A partir de este proceso llamado vulcanizacin se comenz a fabricar una gama muy amplia de productos como aislamiento para cables elctricos, mangueras, cintas transportadoras, etc. Actualmente en Alemania, donde las cubiertas tambin se queman o terminan en los vertederos, los cientficos de la Universidad de Chemnitz han descubierto un procedimiento por el cual despus de moler la goma se las funde con plstico propileno, que permite fabricar un material resistente a la traccin, extendible y fcil de trabajar, con el que se pueden producir por ejemplo paragolpes de vehculos. La constitucin esquemtica de un neumtico se evidencia la heterogeneidad de la materia prima constitutiva del polvo o molienda de caucho, a pesar de que antes de las primeras moliendas se retiren parte de los componentes.

2. OBJETIVOS

OBJETIVOS PRINCIPALESa) Investigar la reutilizacin de los neumticos para la utilizacin en mezclas asflticasb) Conocer el procedimiento que se debe dar a los neumticos para la adicin de caucho a mezclas asflticas en fro y en caliente

OBJETIVOS SECUNDARIOSa) Encontrar los posibles usos del reciclaje de neumticos para la ingeniera civil b) Conocer los procesos de molienda del caucho c) Investigar los tipos de neumticos ms utilizados para el reciclado

3. DESARROLLO

El empleo del caucho en la construccin de carreteras

caractersticas especiales que confiere :

La incorporacin 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 ridos antes de la adicin del asfalto. PROCESO HMEDO: El caucho granulado o pulverizado se aade al asfalto. Esa mezcla, realizada se traslada al lugar de la obra para ser mezclada con los ridos:

Desvulcanizacin

El proceso de vulcanizado deja la distribucin de las cadenas polimricas como se observa en la figura. El desvulcanizar es un proceso costoso y pocas veces aplicable en la utilizacin de los neumticos para la adicin a asfaltos. El proceso consiste en la rotura de los enlaces S-S del polvo de caucho mediante tcnicas trmicas y qumicas. Se estn desarrollando nuevos procesos que son propiamente de reciclado, que vuelve el caucho a su comportamiento plstico. Existen procesos qumicos (De-Link), mecnicos (ultrasonidos) y bacteriolgicos.

Niveles de molienda

Los niveles de molienda del caucho se pueden clasificar en:

Nivel de trituracin previa: Se realiza un triturado previo con trituradoras de 2 o ms ejes, con cuchillas que giran entre 15 y 20 RPM. El tamao de produccin puede no ser estable, pero eso no tiene gran importancia en esta etapa porque se considera de trituracin macro.

Nivel de trituracin final: Existen dos mtodos en los que se requiere que previamente haya sido retirado el componente metlico. Los mtodos se enuncian a continuacin. A temperatura ambiente: con molinos clsicos y por cilindros se separa la parte textil. Criognesis: se realiza entre -60 C y -70 C dando un producto ms afn y de mejor finura de hasta valores que pasan un 100 % la malla N 100 de ASTM.

Posibles usos

Los usos principales que se pueden dar al caucho extrado de neumticos son:

a) Utilizacin en asfaltosb) Incineracinc) Vertederos

En el uso de la construccin existen antecedentes de utilizacin en:

a) Mezclas bituminosasb) Membranas samic) Membranas impermeabilizantesd) Sustitucin de ridos (parcial con moliendas de caucho va seca)e) Modificacin directa del asfalto por va hmeda

En todos los casos se observan dos roles fundamentales:

a) Actuacin como inerte en relleno o cargab) Actuacin como modificador de ligantes asflticos

Experiencias

Se han realizado algunas experiencias en la utilizacin del caucho, de las cuales se pueden destacar tres casos:

3.1 El Caso A consisti en la adicin de caucho a un cemento asfltico para mezclas en caliente.3.2 El Caso B consisti en la adicin de caucho a cementos asflticos para uso de selladores.3.3 El Caso C consiste en la adicin de caucho a mezclas asflticas en fri y en caliente.

3.1 Desarrollo del Caso A: Adicin de caucho a un cemento asfltico para mezclas en caliente

El objetivo de esta experiencia es la incorporacin de caucho, proveniente de molienda por proceso de criognesis, en un cemento asfltico habitualmente utilizado en nuestro medio. Las caractersticas de los materiales originales, del material resultante y de los procesos llevados a cabo son las siguientes:

3.2 Desarrollo del Caso B: Adicin de caucho a cementos asflticos para uso de selladores asflticos

El objeto de esta experiencia fue el aportar caucho molido proveniente de la trituracin por sistema de molinos. La funcin de la adicin de caucho, en este caso, es la de bajar el aporte de otros polmeros vrgenes, ya que por s solo el caucho no nos permite alcanzar los valores exigidos por la Norma IRAM de selladores. Adems, el tipo de molienda utilizado permite la colaboracin del caucho como carga en la mezcla aditivada.El total de la adicin estuvo compuesto por 30 % de caucho reciclado, 65 % de polmero SBS y 5 % de rejuvenecedor

3.2.1 Produccin en planta

La adicin de caucho puede realizarse tanto en laboratorio como en planta. Segn sea el tipo de molienda y la funcin que cumplen sern los dispositivos a implementarse.

3.2.2 Equipo dispersor para fabricacin de concentrado de caucho o equipo dispersor en la produccin continuaEn este esquema se plantea la adicin de caucho en el asfalto en un concentrado intermedio para luego regular la produccin. El sistema produce una buena dispersin sin dejar asfalto aditivado almacenado.

3.2.3 Desarrollo del Caso C: Adicin de caucho en mezclas asflticas en fro y en caliente

Lechadas asflticas

Se define a las lechadas bituminosas como mezclas de emulsiones asflticas, ridos finos bien graduados granulometricamente, agua y fillers minerales. Cuando estos componentes se mezclan en proporciones adecuadas se obtiene una mezcla fluida, homognea y cremosa que, despus de la evaporacin del agua, constituyen un mortero en fro, estanco y denso.

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 simultneamente restaurar la superficie de desgaste brindando la textura superficial necesaria para adecuar la resistencia al deslizamiento y mejorar las condiciones de reflectancia del pavimento.

Tipo 1: Se aplica para sellar fisuras rellenar huecos pequeos y para corregir peladuras superficiales. Este tipo se usa sobre pistas de aeropuertos donde el sellado de la superficie y la resistencia al deslizamiento son las necesidades principales.

Tipo 2: Se aplica para rellenar huecos superficiales, corregir condiciones de erosin severa de la superficie y para suministrar una nueva superficie de desgaste. Este tipo se usa sobre pistas de aeropuertos y pavimentos que estn severamente erosionados. Tambin 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 preveer una nueva capa de rodamiento sobre superficies muy desgastadas.

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

Caractersticas de los componentes que integran las lechadas:

Agregados:

Los agregados cumplen la funcin de conformar el esqueleto mineral de la lechada. Los agregados podrn ser de distintos orgenes: Trituracin de roca masiva Grava natural triturada Grava natural sin triturar

Emulsiones:

Una adecuada emulsin debe preveer un perfecto recubrimiento de los agregados sin que esto provoque una rotura prematura de la emulsin en el mezclador o en la rastra de distribucin, pero luego se debe contemplar que, una vez aplicada la lechada sobre la calzada, la emulsin rompa lo antes posible y la mezcla adquiera rpidamente una mnima cohesin a fin de poder ser librada al transito en el mas breve plazo.

Agua de mezclado:

El agua constituye el vehculo de mezclado de la lechada y el factor principal que determina la consistencia de esta. El agua procede de la humedad de los ridos, de la emulsin y de la intencionalmente incorporada para el mezclado. En general toda agua potable es apta para el uso en lechadas. Si bien no se establecen limites para el contenido de agua, la misma debe utilizarse en cantidades mnimas compatibles con el mezclado y la colocacin de la mezcla. Caucho El caucho recuperado de la molienda de neumtico en este caso se incorporara sustituyendo una parte de agregado y en la mayor cantidad posible. Las lechadas que se estudiarn sern las tipo III y tipo IV por ser las que se aplican en mayor dotacin ( 11 a 14 kg/m2) por lo tanto la cantidad de caucho en peso a utilizar ser mayor.

Caucho

El caucho recuperado de la molienda de neumtico en este caso se incorporara sustituyendo una parte de agregado y en la mayor cantidad posible. Las lechadas que se estudiarn sern las tipo III y tipo IV por ser las que se aplican en mayor dotacin ( 11 a 14 kg/m2) por lo tanto la cantidad de caucho en peso a utilizar ser mayor.

4. Ventajas del caucho reciclado en el pavimento

Aumenta la resistencia la envejecimiento y oxidacin del ligante asfaltico Aumenta la resistencia de la mezcla al agrietamiento por bajas temperaturas Disminuye la susceptibilidad trmica del asfalto Aumenta la resistencia a la humedad Ligante asfaltico ms resistente al calor y al sobrecalentamiento debido al proceso de vulcanizacin de la llanta. Aumento de la elasticidad del ligante Mayor resistencia al desgaste por abrasin Disminuye el ruido de rodadura Mejoras las propiedades reolgicas del asfalto Ayuda a disminuir el impacto ambiental negativo que producen las llantas usadas Mezclas ms durables y por lo tanto con menor necesidad de mantenimiento5. COMPARACIN ENTRE ASFALTO NORMAL Y ASFALTO MODIFICADO CON GRANOS DE CAUCHO

Fatiga

Ahuellamiento

Rigidez de Marshall

6. CONCLUSIONES

Entre los cauchos sintticos ms utilizados se encuentran los de tipo estireno butadieno, siendo el ms ampliamente utilizado el SBR. Despus de la polimerizacin este material contiene entre el 20 al 23 % de estireno, la presencia del butadieno permite el entrecruzamiento con el azufre, siendo capaz de producir el ismero cis que tiene una mayor elasticidad que la del caucho natural. El estireno permite tener un caucho ms duro y ms tenaz, haciendo que no cristalice bajo grandes esfuerzos

La utilizacin de esta tecnologa no nicamente proporciona un ahorro en el proceso de asfaltado de las carreteras, sino que tambin mejora la adhesin del asfalto con el material ptreo, con un consecuente incremento en el tiempo de vida de la carpeta asfltica y una mayor seguridad para el usuario de las mismas.

7. BIBLIOGRAFIA

1. http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/5681/1/TRABAJO%20DE%20TITULACION%20DE%20PUMA%20ROBALINO%20MARIA%20FERNANDA.docx.pdf2. http://es.slideshare.net/alejandrocky/reciclaje-de-neumticos-y-su-aplicacin?next_slideshow=13. INEN. 2011. Norma Tcnica Ecuatoriana. Quito : Departamento de publicaciones, 2011.4. Angulo R. y Duarte A., Ricardo Alberto, Jos Luis. 2005. Modificacin de un asfalto con caucho reciclado de llanta para su aplicacin en pavimentos. Modificacin de un asfalto con caucho reciclado de llanta para su aplicacin en pavimentos. Bucaramanga : Universidad Industrial de Santander, 2005.5. Ministerio de Obras Publicas. 2008. Evaluacin del asfalto Ecuatoriano. ENERGIA ANALIZARAN CALIDAD DE ASFALTO ECUATORIANO. 29 de 07 de 2008, pg. 4.

ANEXOS

Anexo 1

Anexo 2

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