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Ing. Jesús Bretado Rodríguez TRIASO, S.A. DE C.V. LA INFLUENCIA DE LOS EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN marzo/2019
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Ing. Jesús Bretado RodríguezTRIASO, S.A. DE C.V.
LA INFLUENCIA DE LOS EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN
marzo/2019
Conocer los equipos de construcción es muy importante para su correcta aplicación.
También es importante dar a conocer varios mitos, que se han divulgado de que algunos
equipos son culpables de tal o cual cosa, cuando el verdadero problema de la deficiencia es
la mala operación o aplicación de los distintos equipos utilizados.
En lo que atañe a este curso de AMAAC, solamente nos enfocaremos en la maquinaria y
equipo que se utiliza desde la sub-base hasta la capa de rodadura.
Extendedora
Trituradora, Chancadora o
quebradora primaria de
quijada
Secundario o terciario
tipo cono montado con
criba
NORMA DE REFERENCIAN-CTR-CAR-1-04-006/14
INFLUENCIA DE LOS EQUIPOS DE TRITURACIÓN
TRITURACIÓN O CHANCADO
Proceso mediante el cual se disminuye el tamaño de las rocas por medio de equipos de
trituración (conocidas tambien como chancadoras) y molinos.
El material extraído para ser procesado, pasa hasta por tres tipos de trituradoras
(chancadoras); primario, secundario y terciario, hasta que la dimención de los
agregados, llega al tamaño deseado y con la dispersión granulométrica adecuada.
Existen dos tipos de trituración:
• Trituración PARCIAL
• Trituración TOTAL
Trituración PARCIAL:
La trituración parcial se obtiene cuando se explota un banco de rocas de canto
rodado, ya sea que se extraiga de rio y se obtenga de un cerro (en breña). En este
tipo de trituración, solamente se tritura la parcialidad que tiene sobretamaño y este
tipo de trituración, nos da gravas y arenas con una gran parte de aristas de canto
rodado.
Trituración TOTAL:
Este tipo de trituración explota un banco de rocas (denominado en algunos casos
como Cantera), en donde las rocas se extraen por medio de explosivos y mediante
el proceso de trituración, se logra hacer una fragmentación de piedras con
dimenciones aproximadas a las 24” y son reduccidas a diferentes tamaños menores
según se requiera, hasta 0” (es decir a finos). En este caso, todas las aristas del
agregado que recibe este proceso de trituración Total, provienen de la facturación
de las rocas y son de excelente calidad.
En la actualidad las normas nos exigen trituración total, ya que por no tener cantos
rectos o lizos, es muy difícil que se deslicen las rocas entre ellas y de esta manera, se
logra que soporten mas esfuerzos cortantes las distintas capas de material.
Tipos de trituración
1.- Compresión.
2.- Impacto.
1.- Las de compresión se dividen en:
a.- Quijada de toggle sencillo o de doble toggle
b.- Cono de cabeza estándar o cabeza corta
c.- Conos areneros (Gyradisc)
d.- Rodillos
2.- Las de impacto las:
• HSI Horizontal shaft impactor (Trituradora de impacto horizontal) que se dividen en
muchos tipos
son muy productivas pero no soportan las rocas muy abrasivas y duras
• VSI Vertical shaft impactor (Trituradora de impacto vertical) son muy productivas al
producir arenas.
Estas, no soportan las rocas muy abrasivas y duras, a menos que se usen las tipo
Barmac, pero este tipo de equipo requiere demasiada energía para funcionar
En la actualidad hay dos tipos de trituradoras
Quijada toggle simple
Quijada toggle doble
Cono
HSI Impacto horizontal VSI Impacto vertical
Las trituradoras de cono producen laja al triturar, sobretodo los conos de cabeza corta.
Producen hasta el 3% del volumen total cámara de trituración. Por lo que si un cono
trabaja:
• Al 10% de la capacidad de cámara de trituración producirá el 30% de laja de la
producción total.
• Al 100 % de la capacidad de la cámara de trituración solo el 3% es laja.
Cono lleno
La única forma de lograr que un cono trabaje lleno es
alimentar en forma constante, jamás intente alimentar un
cono arrancando y parando el alimentador, este tipo de
alimentación produce mucha laja.
Cualquiera que sea el tipo de alimentador ya sea de banda,
de cadenas, reciprocante o vibratorio, use un variador de
velocidad para el motor para asegurar la carga continua.
Las trituradoras de impacto no tienen este problema pero en rocas duras como el granito o el
basalto, se hacen pedazos… por lo que resulta muy caro la producción de agregados por
tanto tiempos muertos y reposición de acero de desgaste
El desafío de las lajas en la trituración
Cuando se inicia la explotación de un banco de roca,
las capas superiores están intemperizadas, el sol, la
lluvia, el calor, los congelamientos, los rayos UV, etc.
han degradado la roca. Por otro lado es común
encontrar los bloques de la roca fracturados por lo
que con la lluvia les penetran arcillas. Entonces es
muy recomendable separar los tamaño de roca
menores a 3” y manejarlos como “desperdicio” hasta
que el banco de material se consolide, cosa que
ocurre cuando se ha explotado hasta 1.5 de
profundidad.
El desafío de la plasticidad en la trituración
La mejor forma de lograr esa separación es
utilizando un alimentador con grizzly con los
dientes abiertos 3” y así separar y desechar el
producto denominado como despolve que va de
menos de 3” a finos.
Dientes del grizzly
No importa que tipo o marca de trituradora o chancadora se use,
siempre y cuando se cumplan los siguientes requisitos:
1.- La granulometría exacta
2.- Lo mínimo posible de laja, aún estando dentro de la norma
3.- Lo mínimo de plasticidad, aún estando dentro de la norma
Cuales equipos estan relacionados en la trituración?
Dependiendo del nivel de producción o extracción, se tienen
presentes los siguientes equipos:
• Trituradora primaria, secundaria y terciaria (que incluye
transportadores para acomodo de materiales procesados).
• Equipos de perforación (Track drill) para extracción con dinamita
y también para exploración de bancos.
• Voltéos de diferentes capacidades (se incluye también a los
equipos fuera de camino, a demas de los volteos comunes y las
gondolas).
• Excavadoras y bulldozers (p/extraer material en breña).
• Cargadores frontales de diferentes capacidades.
• Retroexcavadoras.
INFLUENCIA DE LOS
EQUIPOS EN LA
ELABORACIÓN DE MEZCLA ASFÁLTICA
La calidad, integra todo!
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Calidad en las investigaciones para determinar y proponer
un diseño de mezcla asfáltica, específica para el proyecto +
calidad de los agregados pétreos +
Calidad de los productos asfálticos +
Calidad en el procedimiento de elaboración de mezcla+
Calidad en el Transporte, el tendido y la compactación +
Calidad en la verificación de cumplimiento a
especificaciones
= Excelente Satisfacción de expectativas.
Lograr un buen pavimento requiere vigilar varios puntos
Antes de elaborar la mezcla…
1.- Un buen banco de
materiales pétreos(1)
3.- Un buen laboratoriocertificado(5) que diseñe lamezcla
2.- Un buen proveedor deasfaltos(2), de asfaltos modificados(3)
y de materiales asfálticos gradoPG(4)
Conociendo los tipos y diferencias de las plantas de asfalto
Tipos de plantas de asfalto• Clasificadas por su tipo de producción:
• Plantas de producción continua
• Plantas de producción discontinua
Continua
Discontinua
Flujo paralelo
Contraflujo
Denominadas tambien como plantas de Bachas
Fijas
Móviles
Fijas
Foto de una planta de asfalto de producción continua de flujo paralelo
Esquema de la planta de asfalto de producción continua de flujo paralelo
Foto de una planta de asfalto de producción continua de Contraflujo.
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Tambor mezclador de la planta de asfalto de Contraflujo.
Esquema de una planta de asfalto de producción continua de Contraflujo.
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Métodos de mezclado muy distintos
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Plantas de asfalto de producción discontinua de bachas
Entregan la mezcla en 30 segundos
en vez de 10-20 minutos, con lo que
se evita su enfriamiento, oxidación y
segregación.
Favorece la continuidad del tendido
de la carpeta, con lo que se evitan
los surcos transversales en el
pavimento.
Deben contar con una bacha
superior para evitar la segregación,
además de su bacha inferior.
Elevador
Compuerta
de
despacho
Mezcla
asfáltica
Bacha
Silos de almacenamiento y entrega
Silo
La casa de bolsas: Solución a la contaminación
Las lavadoras de polvo de las plantas de
flujo paralelo son un componente
económico, pero ya obsoletas para esto.
Sólo purifican parcialmente, y sus lodos
residuales son muy contaminantes.
Finos y residuos depositados en la fosa para
lodos
Aire con partículas de polvo
Expulsión de aire limpio a la
atmósfera
Retorno de los finos a la
mezcla
Las casas de bolsas de las plantas de
contraflujo son un componente más caro,
pero son la mejor solución a nivel mundial
contra la contaminación.
Planta de contraflujo con casa de
bolsas
Planta de flujo paralelo con
lavadora
Bolsas
Los finos (polvo) y los gases residuales de la combustión deben ser atrapados antes de ser
expulsados para evitar contaminar la atmósfera.
Expulsión de finos y residuos a la
atmosfera
La casa de bolsas: A favor de la salud
Las casas de bolsas son utilizadas en muchas otras industrias para cumplir con las
normas contra la contaminación, pero en cada industria cambian los parámetros de
diseño.
Las partículas de tamaño menor a 10
micrones (µm) que flotan en el aire y son
aspiradas por las personas llegan hasta el
interior de los pulmones.
Las casas de bolsas, cuando están bien diseñadas, son capaces de atrapar hasta el
99.99% de partículas iguales o menores a 1 micrón (µm)
Partículas ≤ a
10µm Las de menos de 2.5 micrones (µm) se
introducen en los alveolos pulmonares y
hasta la sangre. Estas partículas son la
causa de las más graves enfermedades
respiratorias. 1
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La casa de bolsas: Solución a la duración del pavimento
Las normas de la SCT(1) especifican la incorporación del material que pasa la malla 200
(tamaño menor a 75 micrones), al que se le llama ‘fíller’. Este fíller, por ser tan pequeño, es
fácilmente arrastrado por los gases de escape, por lo que hay que atraparlo y retornarlo a la
mezcla de manera uniforme para evitar la segregación.
Esto sólo es posible con casas de bolsas correctamente dimensionadas. Son muy comunes
las plantas extranjeras con casas de bolsas reducidas, que al ser muy pequeñas no retornan
los finos de manera uniforme, y producen mezcla con mucha segregación. El pavimento
asfáltico terminará prematuramente su vida útil.
Casa de bolsas
Gases de escape
limpios
Retorno de fíller a la mezclaArrastre de fíller por gases de escape
Gases de escape con fíller
Recolección de fíller
Planta de contraflujo con casa de bolsas
La casa de bolsas: Solución al consumo de asfalto
Las casas de bolsas son muy eficientes para atrapar y reincorporar a la mezcla los finos más pequeños,
de hasta medio micrón. Dentro de los finos reincorporados, los de menos de 15 micrones (µm) que
quedan dentro de la película de asfalto ahorran mucho asfalto.
La película de asfalto que cubre los agregados
y mantiene la mezcla aglutinada tiene un
espesor mayor a 15 micrones, por lo tanto,
toda partícula menor a este tamaño cabe
dentro de la película, por lo que desplaza al
asfalto y provoca que aumente el volumen de
aglutinante.
Finos ≤15µmAsfalto (espacios negros)
1 Kg de asfalto 1 Kg de finos menores a 15 micrones
2 Kg de aglutinante
Por esta razón, las plantas de contraflujo con
casa de bolsas ahorran mucho asfalto … y
una disminución en el costo de elaboración.
No importa que tipo o marca de planta de asfalto se use, solo
tiene que cumplirse lo siguiente:
1.- Que logre una granulometría exacta y homogénea
2.- Que la mezcla se elabore a la menor temperatura posible
3.- Que no contamine
4.- Que no oxide la mezcla
5.- Que no segregue la mezcla
6.- Que retorne a la mezcla todos los finos
EL EQUIPO DE TRANSPORTE
Remolques para acarreo de
mezcla asfáltica con descarga
de fondo
Camión para acarreo de
mezcla asfáltica con
descarga trasera
Descargando mezcla asfáltica desde un silo de almacenamiento al camión
El acomodo de los montones de
mezcla dentro del volteo, deberán
cuidar que suceda de manera
adecuada, tal y como se muestra
la figura, a fin de evitar la
segregación de la mezcla por el
acomodo normal y por la vibración
en el traslado
La oxidación es el proceso de combinar o de causar la combinación de una sustancia
dada con oxígeno. La formación de herrumbre en el hierro es resultado de la combinación
del hierro con oxígeno.
El envejecimiento del asfalto con la reducción simultánea en los niveles de penetración es
resultado de la combinación del asfalto con oxígeno.
La combinación de asfalto y oxígeno produce resultados que generalmente pueden
predecirse usando las reacciones conocidas del oxígeno con moléculas pequeñas de
hidrocarburos. Las conclusiones siguientes se basan en tal tipo de conocimiento químico,
al igual que el conocimiento práctico y la experiencia en la industria de mezcla caliente.
1. Cuando el asfalto se expone al oxígeno, reacciona químicamente (se oxida) a
prácticamente todas las temperaturas.
2. La tasa de reacción es extremadamente sensible a la temperatura, doblándose por
cada 14° que la temperatura suba por encima de los 93°C. Por ejemplo, la reacción entre
el asfalto y el oxígeno se produce dos veces más rápidamente que a 135°C (Figura 1).
Por lo que es sumamente importante evitar que la mezcla asfáltica caliente entre en
contacto con el oxigeno, en resumen siempre cubrir la mezcla durante el transporte.
PETROLIZADORAS PARA
TRABAJOS PREVIOS
PetrolizadoraLa petrolizadora impacta directamente en la construcción de la carpeta asfáltica ya que
culmina la preparación de la superficie donde se colocará la mezcla y cualquier desperfecto
en su funcionamiento principal, arriezga la calidad final de la mezcla colocada
TENDIDO Y COMPACTACIÓN
Pavimentadora
Pavimentadora
Es importante tener en cuenta,
que la Pavimentadora no tiene
un proceso de mezclado y por
ende, recibe y coloca la
mezcla sin proporcionar algun
mejoramiento al respecto
Los camiones deben cubrir la mezcla con una lona para evitar el enfriamiento y
oxidación en el transporte.
Al llegar a la pavimentadora se debe usar un vehículo de transferencia (shuttle buggy) ,
ya que éste corrige tanto la segregación granulométrica como la térmica.
Lona en camión
Vehículo de
transferenciaPavimentadora
Transporte y tendido
Variación de temperaturasfotos captadas con cámara termográfica
Los colores más rojos son los puntos más calientes, los colores más azules son puntos más fríos.
En la operación de compactación las partes más calientes quedan bien compactadas, las áreas frías no
se compactan bien
Las áreas frías, que no se compactan bien, quedan muy porosas (baja densidad) por lo que cuando
llueva se va a formar un bache.
Segregación térmica
Los vehículos de transferenciare-homogeneizan la segregación granulométrica y la segregación térmica, y la mezcla vuelve a
quedar perfecta
Al utilizarse un vehículo de transferencia se observa claramente la homogeneidad de la
temperatura de la mezcla durante el tendido.
También se observa claramente la homogeneidad de la temperatura al momento de
compactar.
Esta carpeta va a durar años y años y años….2
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EQUIPOS DE COMPACTACIÓN
EQUIPOS DE COMPACTACIÓN
EQUIPOS DE COMPACTACIÓN
EQUIPOS DE COMPACTACIÓN
BARREDORAS
EQUIPO DE VERIFICACIÓN DE CALIDAD
Mu meter
Perfilógrafo
Conclusiones
Debido a la influencia que ejercen los diferentes equipos, que participan en la contrucción de pavimentos con mezclas asfálticas en caliente, es de suma importancia considerar lo siguiente:
1. El proceso de construcción de carpetas con mezclas asfálticas, requiere de verificación constante; tanto de los equipos auxiliares, asi como del proceso de producción de mezcla en la planta de asfalto y también, de los equipos y maquinaria que participan en los diferentes procesos posteriores, como són el transporte, tendido y compactación de la mezcla y los trabajos de confirmación de calidad de la mezcla colocada. Esta verificación, se deberá realizar con la finalidad de asegurar la calidad de todas las mezclas asfálticas de que se trate cada proyecto; logrando que la mezcla llegue al sitio de los trabajos en las mejores condiciones y asegurando que la colocación y la compactación, serán concluidas eficázmente y siendo concientes que los equipos y la maquinaria participante haya sido valorada y que se encuentra en optimas condiciones .
2. Tener presente las caracteristicas de la maquinaria y equipos, así como el verificar la condición óptima de operación antes, durante y al finalizar las trabajos diarios, permitirá que cada aspecto importante se mantenga verdaderamente controlado y de igual forma, se obtendrá sin duda una mezcla con excelente desempeño.
3. Todos los diferentes equipos y maquinaria que participan en la construcción de carreteras y más aún en la elaboración tendido y compactación de las mesclas asfálticas que conformarán las carpetas, ejercen una influencia positiva o negativa que impacta directamente en la carpeta asfáltica y su desempeño, por tanto, los responsables deberán mantener una constante vigilancia y sin miramientos, exigir a los contratistas la maquinaria y equipos que aseguren los mejores resultados.
