INFLUENCIA DE LA ADICIÓN DE RESIDUOS TRITURADOS (PET) EN EL

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE GRANULARES EN SUBBASE PARA

PAVIMENTOS

JORGE MARIO RUIZ ALVAREZ

ELKIN DE JESUS VESGA SALAS

JAIR JOSÉ RODRÍGUEZ TOSCANO

SALEH WUSEF MARIA SARABIA

LUIS DAZA TOLOZA

TALLER APLICADO II

ING. EVELYN OVALLES

DOCENTE

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA

SEMINARIO DE TALLER APLICADO II

2015

RESUMEN

La estructura de pavimento se encuentra conformada por diferentes capas que tienen

como función transmitir la carga de los vehículos al suelo, cada una de estas debe tener

características específicas para cumplir con su función, en este sentido la subbase se compone de

material granular seleccionado que se coloca encima de la subrasante. Tiene como objeto: Servir

de capa de drenaje al pavimento, controlar, o eliminar en lo posible, los cambios de volumen,

elasticidad y plasticidad perjudiciales que pudiera tener el material de la subrasante (Istituto

nacional de vias, 2007). Sin embargo conseguir los materiales granulares de alta calidad para la

conformación de estructuras de pavimento no es tan sencillo. En ocasiones se debe trabajar con

materiales granulares que no cumplen los requisitos de calidad de la especificación vial.

En este caso se debe intentar mejorar las propiedades del material ya sea por medios

mecánicos o químicos, teniendo en cuenta que se pueden realizar combinación de granulares de

mejor calidad para alcanzar las condiciones estipuladas por la normatividad correspondiente. Por

tanto surgen diferentes alternativas para mejorar estos materiales. En este caso se utilizará un

tipo de polímero reciclable PET (tereftalato de polietileno) o RPET (reciclado de tereftalato de

polietileno) como agente modificador de las propiedades mecánicas del material granular

aplicándolo en proporciones diferentes entre el 3% y el 8%, a estas mezclas se le realizaran

pruebas de laboratorio para evaluar su propiedades mecánicas como resistencia al corte, peso

unitario, capacidad portante, deformabilidad; además de las pruebas granulométricas respectivas.

INTRODUCCIÓN

Los pavimentos son físicamente un sistema multicapa, constituido por materiales cuyas

características mecánicas son conocidas así como el espesor de cada capa.

(MarcadorDePosición2)(SÁNCHEZ GONZÁLEZ, 2005). Estas capas de manera general,

comparten la función de trasmitir cargas al terreno, una de ellas es la sub-base, la cual está

ubicada entre la base y la sub-rasante cumpliendo con el oficio de controlar, o eliminar en lo

posible, los cambios de volumen, elasticidad y plasticidad perjudiciales que pudiera tener el

material de la sub-rasante. En la actualidad siempre se ha tratado de mejorar las propiedades

mecánicas de estos estratos mediante investigaciones sobre el innovador uso de materiales que

cumplieron su vida útil y están en desuso, causando problemas ambientales; como son los

plásticos, escombros, el caucho de llantas entre otros.

Ahora la adición de ciertos materiales concede mejorar algunas características de las

propiedades de los suelos como la resistencia, además si es un agente que se deriva de

productos reciclables este disminuye los costos y efectos ambientales, generando de esta

manera, innovadoras técnicas para estabilizar y mejorar suelos a través de la inclusión de

materiales alternativos. Así mismo un ejemplo de estos es el Tereftalato de polietileno conocido

como PET (tereftalato de polietileno), este es un material que por su composición química

adquiere propiedades físicas como la resistencia, rigidez y tenacidad entre otras, sus usos están

en la cotidianidad y presentes en envases de botellas plásticas y empaques de productos

alimenticios. Este producto plástico tiene varios procesos de reciclaje, sin embargo el más

convencional es el reciclado mecánico, el cual consiste en una serie de etapas o procesos a los

que el material es sometido, para su limpieza y procesado, sin que exista, en principio, un cambio

químico en la estructura. (Intituto tecnologico del plastico, AIMPLAS, 2012)

Teniendo en cuenta lo anterior, la expectación por consolidar o mejorar suelos, permite

que se desarrollen nuevas técnicas basadas en los procesos habituales. Así, tratando de alcanzar

esta predisposición, esta investigación estudia el comportamiento mecánico de granulares de sub-

base adicionando residuos triturado de polietileno tereftalato (PET), ya que es un producto

que presenta propiedades físicas y mecánicas como la resistencia a los esfuerzos permanentes,

alta rigidez, con un notable módulo de elasticidad, que pueden modificar y mejorar las

características de la sub-base granular, además es producto que no se ha utilizado para esta

finalidad.

Planteamiento del problema

Haciendo frente a la innovación de materiales o agentes estabilizadores de suelos que

mejoraran la calidad de estos en aspectos como, resistencia y durabilidad, además que sean

amigables con el medio ambiente y bajo costo, se torna necesario encontrar nuevas materias

primas con métodos innovadores, que a través de determinados plásticos resultantes del reciclaje

de los mismos, puedan mejoran considerablemente las propiedades físicas de los agregados

utilizados en la construcción de la sub-base de pavimentos, todo esto regido por los lineamientos

y especificaciones que exige el instituto nacional de vías INVIAS. ( Instituto Nacional de vias,

1998). Ante esta problemática, existen investigaciones que están a la vanguardia sobre la

reutilización de plásticos, gauchos, entre otros, y de un modo positivo, muchas de ellas aplicadas

a las obras civiles. En Colombia, se han elaborado indagaciones sobre el uso de mezclas

asfálticas en capas granulares para pavimentos, ya que este material puede ser reciclado después

de su uso (MarcadorDePosición4)(EDGAR IVÁN GUIO VARGAS, HÉCTOR MAURICIO

SÁNCHEZ ABRIL, MAYO 2014), así mismo la usanza de desechos de llantas para mejoras

mecánicas de mezclas asfálticas (Universidad de los Andes, 2005), ya que tan solo en Bogotá,

estudios revelan que anualmente se dejan de usar 1’981,375 llantas (departameto tecnico de

medio ambiente Bogota D.C., 2012)que pueden reusarse en estas investigaciones. Además

estudios con materiales de tipo plástico como el Policlorúro de Vinilo (PVC) adicionado al sub-

bases granulares para pavimentos. (Rodríguez Rincón, Rondón Quintana, Vélez Pinzón, &

Aguirre Aguirre, 2006)

Teniendo en cuenta lo anterior es notorio que la incorporación de cauchos y plásticos a

las partes de los pavimentos ha presentado resultados satisfactorios, incentivando al uso de

nuevos componentes como es el caso del PET(tereftalato de polietileno) ya que actualmente la

reutilización de este plástico no está dirigida al mejoramiento de las capas granulares, para ser

más específicos las sub-base granular, por consiguiente esta investigación entra a resolver el

interrogante; ¿podrá influir de manera positiva la adición de residuos triturados PET (tereftalato

de polietileno) en el comportamiento mecánico de granulares en sub-base para pavimentos?

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Evaluar el comportamiento mecánico de mezclas granulares con adición residuos

triturados de PET(tereftalato de polietileno) para uso en sub-bases de pavimentos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Elaborar mezclas granulares para sub-base adicionando residuos triturados

PET(tereftalato de polietileno) en proporciones del 3% al 7% del material total.

Contrastar ensayos granulométricos de las mezclas con adiciones de

residuos triturados de tereftalato de polietileno (PET) con curvas granulométricas de la

norma INVIAS - SUBBASE GRANULAR (INVIAS SBG-1 / INVIAS SBG-2).

Comparar el desempeño mecánico de mezclas granulares con adición de

triturado PET(tereftalato de polietileno) respecto a material granular convencional.

Realizar una evaluación técnico-económica de la aplicación de triturados

de residuos PET(tereftalato de polietileno).

JUSTIFICACION

La presente investigación busca plantear la utilización del polímero reciclable PET para

el mejoramiento de la calidad del material de sub-base para el uso en pavimentos flexibles.El

uso de materiales reciclados ya es un hábito para la industria constructiva, específicamente en el

área de pavimentos, como lo es el plastisoil, novedoso pavimento fabricado con plástico PET

procedente de botellas.

En la construcción de pavimentos se hace necesario contar con agregados de alta calidad,

esto debido a que en muchas ocasiones el material que se encuentra en las canteras, no es apto

para la construcción de este, es decir que no cumple con la propiedades mecánicas mínimas

para su fabricación, lo cual incrementa el precio de su producción debido a que en ocasiones los

materiales demandados no son explotados en la zona donde se esté trabajando.

Es por lo anterior que más que una eficaz utilización de los materiales, se quiere es

generar alternativas de como el aprovechamiento de productos reciclados puede incidir como

factor ambiental contribuyendo a la naturaleza, dentro de este orden de ideas se plantea el uso de

material PET (polietileno tereftalato) reciclado con el fin de buscar una combinación ideal con

el material granular para así poder modificar el comportamiento de esta y cumplir con las

propiedades mecánicas.

Por otro lado la implementación de este proyecto podría generar ahorro de dinero en la

construcción de carreteras, seleccionando material granular y material PET para encontrar la

solución tecno-económica más viable para la implementación en pavimentos flexibles el cual

debe contar con las capacidades mecánicas que exigen la norma INVIAS I.N.V.E. 213-07

(Instituto nacional de vias, 2007), esto con el fin de beneficiar de una manera notoria las

entidades encargadas del suministro del material granular, a los recicladores y demás personas

relacionadas con el reciclaje de material PET (tereftalato de polietileno).

Además este que permite su reutilización a través de procesos recuperación y permite

moldearlo dándole la forma óptima para el mezclado con el material granular buscando, así

bajar el peso específico y aumentar su capacidad mecánica. Esta es la razón por la cual el

proyecto: INFLUENCIA DE LA ADICIÓN DE RESIDUOS TRITURADOS PET EN EL

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MATERIALES GRANULARES PARA SUBBASE,

busca que las preparación de la sub-base en pavimentos sea eficaz y con materiales que

beneficien al medio ambiente sin dejar de lado la calidad.

ANTECEDENTES

Un factor importante que se debe tener en cuenta en cuanto a los agregados es lograr el

tamaño adecuado de las particular para evitar ciertos problemas que se pueden ocasionar, “Se

debe tener un tamaño homogéneo de partículas para garantizar un buen mezclado, si se tienen tamaños

de partículas muy dispersos se puede producir segregación, donde las partículas más pequeñas tienden

a depositarse en el fondo” (Ramires, 2011). Además de esto se debe tener en cuenta que se debe utilizar

el tamaño óptimo de partícula ya que si se utiliza un tamaño muy pequeño la dispersión en la matriz es

mejor pero se podrían encapsular; mientras que si el tamaño es muy grande las propiedades mecánicas

de la matriz se ve comprometida.

Unas de las principales problemáticas que se presenta en Colombia actualmente es

ambiental debido al mal manejo que muchas personas le dan a los desechos, esto ocasiona

contaminación y genera una mala imagen de nuestro país.

“En Colombia se generan 10 millones de toneladas de basura por año, de estos 10

millones el 65% son residuos orgánicos (abono), el 35% restante puede ser reutilizado

(reciclado), dentro este 35% se encuentran residuos como Plásticos (14%), Caucho (1%), papel

(5%), metal (1%) entre otros” (Ramires, 2011).

Estos datos nos dan una idea de gran problemática que hay en cuanto a basura y además

de la contribución ambiental que tiene esta investigación al usar materiales PET reciclados.

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ReferenciasInstituto Nacional de vias. (1998). Especificaciones generales de construcción de carreteras. Bogotá D.C.: Impreandes Presencia S.A.

departameto tecnico de medio ambiente Bogota D.C. (2012). ambiente bogota. Obtenido de http://ambientebogota.gov.co/documents/10157/0/Llantas.pdf

Instituto nacional de vias. (2007). INVIAS. Obtenido de http://www.invias.gov.co/

Intituto tecnologico del plastico, AIMPLAS. (julio de 2012). tecnologia de los plasticos. Obtenido de http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/07/reciclado-mecanico-de-pet-super.html

Istituto nacional de vias. (2007). INVIAS. Obtenido de http://www.invias.gov.co/

Ramires, L. (2011). PAVIMENTOS CON POLÍMEROS RECICLADOS: Escuela de ingenieria de Antioquia.

Rodríguez Rincón, E., Rondón Quintana, H. A., Vélez Pinzón, D. M., & Aguirre Aguirre, L. C. (2006). Influencia de la inclusión de desecho de PVC sobre el CBR de un material granular tipo subbase. REVISTA INGENIERIA UNIVERSIDAD DE MEDELLIN , 21-30.