SOSTENIENDO CARRETERAS DEL FUTURO

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SOSTENIENDO CARRETERAS DEL FUTURO

El pasado miércoles 25 de octubre tuvimos ocasión de compartir un webinario para KPESIC centrado en el tema de la reutilización de residuos procedentes de la celulosa en mezclas asfálticas. Se abarcaron aspectos técnicos y medioambientales relacionados con un proyecto de investigación desarrollado por el Grupo de investigación en Ingeniería Vial en el laboratorio de Pavimentos de la Universidad Austral de Chile. A partir del desarrollo de este proyecto, se analizaron situaciones relacionadas con la disposición de sub-productos industriales procedentes de la celulosa en Chile, con el fin de ampliar sus posibles aplicaciones y encontrar nuevas alternativas más responsables con el entorno. Hoy queremos completar un poco más de información sobre este tema, clave para las infraestructuras del continente.

 

Chile, se ubica como el cuarto exportador a nivel mundial de celulosa, por detrás de países como Brasil, Canadá y Estados Unidos, generando ingresos de US$ 3 mil millones anuales equivalentes al 2% del PIB. Este desarrollo del sector forestal ha producido un aumento en la generación de sub-productos que proceden de la industria de la celulosa (en su mayoría cenizas, cortezas y escorias de calderas de biomasa), los cuales han sido reutilizados en diversos propósitos como cierres de vertederos, producción de cemento y sustrato base, y otros productos, pero no habían sido utilizados anteriormente como filler de aportación en mezclas asfálticas.

Los sub-productos de celulosa, no solamente deben cumplir con requisitos tales como calidad, función, costo, durabilidad y resistencia, sino que además, deben garantizar un comportamiento adecuado a lo largo del tiempo, aumentando la durabilidad de la carpeta frente a los agentes externos que pueden llegar a dañarla (véase agua, cambios de temperaturas estacionarias, etc.). Por lo anterior, es importante destacar que las cenizas, en conjunto con el resto de materiales que conforman la mezcla, son el insumo a considerar  en el ciclo de vida de la carretera, desde su diseño, ejecución y mantenimiento.

El Grupo de Investigación en Ingeniería Vial (Gi2V) de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Austral de Chile, desarrolló esta línea de investigación con apoyo de la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (CONICYT),  en su misión por aportar conocimiento al sector de la ingeniería en carreteras. En el desarrollo de este proyecto, se realizó una clasificación acorde al Decreto Supremo Nº 148 (Artículo 1) – Reglamento sanitario de residuos peligrosos, mediante el cual se establece que los sub-productos reutilizados no son peligrosos. Posterior al estudio de caracterización química y mineralógica realizada a las cenizas, y habiendo comprobado que estos materiales presentan propiedades puzolánicas, las cuales son beneficiosas en el mastico bituminoso, se procede a realizar los ensayos mecánicos de laboratorio basados en (1) óptimo de ligante; (2) desgaste; (3) tracción indirecta a partir de los ensayos complementarios de sensibilidad al agua y módulo resiliente.

 

Para obtener el óptimo de betún de las muestras se debe calcular el máximo de la estabilidad y su porcentaje de ligante correspondiente. Para el caso de la densidad compactada, se debe calcular su densidad máxima y a la vez su porcentaje de ligante correspondiente. Por último, calcular el porcentaje de betún para un 5% de huecos en la mezcla. Una vez obtenidos los tres valores, se suman y se dividen en tres obteniendo el óptimo de ligante. Los resultados obtenidos, presentan que el uso de este sub-producto en la mezcla, no supone una gran diferencia con respecto a una mezcla convencional, ya que la diferencia entre ambas es de un 0,10%, lo cual equivale a una cantidad mínima de aumento de ligante en la mezcla.

 

En el webinario tuvimos ocasión de explicar el procedimiento de este ensayo, mediante el cual se Determina la resistencia a tracción indirecta de probetas cilíndricas sometiéndolas a una fuerza de compresión aplicada en una banda estrecha en toda su longitud, en  consecuencia, el resultado de la fuerza de tracción ortogonal resultante origina que la probeta se rompa a tracción. Además, este tipo de estudio se complementa con análisis de sensibilidad al agua y módulo resiliente.

 

 

A partir de las pérdidas obtenidas en el cántabro de desgaste, se concluyó que las mezclas fabricadas con cenizas de celulosa, presentan una mayor resistencia al desgaste, debido al efecto adhesivo que producen entre las partículas del conglomerado de la mezcla. Así mismo, la exposición este tipo de mezclas amigables con el medioambiente a otros agentes, como la temperatura, el agua y/o el tiempo, resulta menos “trauumático2 en comparación con una mezcla fabricada con filler convencional, presentando incluso pérdidas por debajo del 25% frente al agua.

 

Las obras viales contribuyen de manera importante en la economía y sociedad de cualquier país, debido a su gran poder comunicativo, por lo que es muy importante tener los resguardos precisos de un buen diseño, ejecución y mantenimiento de la infraestructura. Este trabajo recoge los tres aspectos más importantes para que una infraestructura pueda denominarse sostenible, ya que reutilizando este tipo de sub-producto se maximiza el cuidado por el medioambiente; resulta una alternativa económica para la industria y además cuida en cierta manera por los aspectos sociales, ya que su reutilización, implicaría una reducción de su disposición en sectores cercanos a la población.

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Comentarios

alejandroabbate
Estimados, muy buena la propuesta técnica e investigaciones realizadas. Felicitaciones !!.