Asfaltos altamente modificados con polvo de neumáticos fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja Adrián Noel Segura Asfaltos altamente modificados con polvo de neumáticos fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja. Tesis doctoral Doctorado en ingeniería mención materiales Para optar por el título de: Doctor en Ingería Mención Materiales Resolución CONEAU RESFC-573/16 Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba edUTecNe Córdoba, 2024 Diseño de Tapa e interior: Fernando Cejas Universidad Tecnológica Nacional – República Argentina Rector: Ing. Rubén Soro Vicerrector: Ing. Haroldo Avetta Secretaria Cultura y Extensión Universitaria: Ing. Federico Olivo Aneiros Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Córdoba Decano: Ing. Héctor Macaño Vicedecano: Ing. Jorge Abet edUTecNe – Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional Coordinador General a cargo: Fernando Cejas Dirección General: Mg. Claudio Véliz Dirección de Cultura y Comunicación: Ing. Pablo Lassave Queda hecho el depósito que marca la Ley Nº 11.723 © edUTecNe, 2024 Sarmiento 440, Piso 6 (C1041AAJ) Buenos Aires, República Argentina Publicado Argentina – Published in Argentina Reservados todos los derechos. No se permite la reproducción total o parcial de esta obra, ni su incorporación a un sistema informático, ni su transmisión en cualquier forma o por cualquier medio (electrónico, mecánico, fotocopia, grabación u otros) sin autorización previa y por escrito de los titulares del copyright. La infracción de dichos derechos puede constituir un delito contra la propiedad intelectual. Segura, Adrián Noel Asfaltos altamente modificados con polvo de neumáticos fuera de uso -NFU- en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja / Adrián Noel Segura ; Dirigido por Gerardo Botasso ; Belén Raggiotti ; Editado por Fernando Cejas. - 1a ed - Ciudad Autónoma de Buenos Aires : edUTecNe, 2024. Libro digital, PDF Archivo Digital: descarga y online ISBN 978-987-8992-40-2 1. Asfalto. 2. Neumático. 3. Fisura. 4. Tesis doctorado. I. Botasso, Gerardo , dir. II. Raggiotti, Belén, dir. III. Cejas, Fernando, ed. IV. Título. CDD 625.8 3 Tesis doctoral Doctorado en ingeniería mención materiales Asfaltos altamente modificados con polvo de neumáticos fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja Doctorando: Mg. Ing. Adrián Noel Segura Director: Dr. Mg. Ing. Gerardo Botasso Codirectora: Dra. Ing. Belén Raggiotti Jurados: Dr. Ing. Roberto Lucci Dr. Mg. Ing. Fernando Martínez Dr. Ing. Adrián Nosetti Para optar por el título de: Doctor en Ingería Mención Materiales Resolución CONEAU RESFC-573/16 1 Agradecimientos A los directores, Gerardo Botasso y Belén Raggiotti que incansablemente han aportado su valiosa dirección, para la realización de esta tesis. A la Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional La Plata y Regional Córdoba por todo el apoyo, trabajo y por facilitar sus instalaciones y equipamiento. A los docentes, compañeros, integrantes y amigos de los centros de investigación CINTEMAC y LEMAC que, con la invalorable y considerable colaboración de ellos, han permitido la concreción de esta experiencia. A los jurados, referentes académicos y en el área vial, que con su participación y aportes prestigian este documento. A mi familia, amigos que durante la formación y materialización de esta tesis contribuyeron directa o indirectamente a la búsqueda del título de Doctor en Ingeniería, Mención Materiales. Adrián Noel Segura 2 3 Índice AGRADECIMIENTOS 1 ÍNDICE 3 ÍNDICE DE TABLAS 7 ÍNDICE DE FIGURAS 9 LISTA DE ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS 13 RESUMEN 15 ABSTRACT 17 CAPÍTULO 01: INTRODUCCIÓN 19 RESUMEN 19 1.1 PROBLEMÁTICA 19 1.2 ANTECEDENTES 21 1.3 JUSTIFICACIÓN 23 1.4 HIPÓTESIS 27 1.5 OBJETIVO DE LA TESIS 27 1.6 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 27 1.7 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 27 1.8 REFERENCIAS 29 CAPÍTULO 02: NEUMÁTICOS FUERA DE USO SUS CARACTERÍSTICAS Y LA CARACTERIZACIÓN DEL POLVO DE ELLOS UTILIZADO 31 RESUMEN 31 2.1 EL CAUCHO 31 2.1.1. CAUCHO NATURAL 31 2.1.2. CAUCHO SINTÉTICO 33 2.2 NEUMÁTICOS 38 2.2.1. PARTES DEL NEUMÁTICO 41 2.2.2. TIPOS DE NEUMÁTICOS Y SU FABRICACIÓN 42 2.2.3. LA INDUSTRIA DE LOS NEUMÁTICOS 43 2.2.4. GENERACIÓN DE NEUMÁTICOS 45 2.3 AMBIENTE 46 2.3.1. DESARROLLO SOSTENIBLE 46 2.3.2. NEUMÁTICOS Y SUS EFECTOS EN EL AMBIENTE 48 2.3.3. ALTERNATIVAS DE RECUPERACIÓN 49 2.4 CARACTERIZACIÓN DEL POLVO DE NEUMÁTICO SELECCIONADO 52 Adrián Noel Segura 4 2.5 REFERENCIAS 55 CAPÍTULO 03: PAVIMENTOS FLEXIBLES: SUS DETERIOROS, REHABILITACIÓN Y MODELO DE REFLEJO DE FISURAS UTILIZADO 59 RESUMEN 59 3.1 INTRODUCCIÓN 60 3.1.1. FALLAS EN PAVIMENTOS FLEXIBLES 61 3.1.2. FISURACIÓN EN PAVIMENTOS FLEXIBLES 62 3.2 REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS 66 3.2.1. ALTERNATIVAS DE REHABILITACIÓN ESTRUCTURAL 67 3.2.2. CAPAS INTERMEDIAS COMO RETARDO DE FISURAS REFLEJAS 67 3.2.3. ADHERENCIA ENTRE CAPAS 69 3.2.4. ADHERENCIA EN LA INTERFASE 69 3.2.5. RIEGO DE ADHERENCIA CON EMULSIONES ASFÁLTICAS 70 3.2.6. EMULSIÓN UTILIZADA EN LA TESIS 72 3.3 FORMACIÓN Y PROPAGACIÓN DE FISURAS A LA CAPA DE RODADURA 73 3.3.1. MODOS DE GENERACIÓN DE UNA FISURA 75 3.3.2. FORMA EN QUE SE PRODUCE LA REFLEXIÓN DE FISURA 76 3.3.3. MÉTODO ANALÍTICO DE PROPAGACIÓN DE FISURAS 78 3.4 MODELOS DE ANÁLISIS DE PROPAGACIÓN DE FISURAS 79 3.4.1. EQUIPOS Y ENSAYOS PARA VALORAR EL CRECIMIENTO DE FISURAS 79 3.4.2. MODELO DE REFLEJO DE FISURAS UTILIZADO PARA ESTA TESIS 85 3.4.3. CONFECCIÓN DE PROBETAS DE LA TESIS 87 3.4.4. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO DE LA TESIS 91 3.5 REFERENCIAS 95 CAPÍTULO 04: LIGANTES ASFÁLTICOS CON INCORPORACIÓN DE ALTA TASA DE NFU 99 RESUMEN 99 4.1 ASFALTOS CON INCORPORACIÓN DE POLVO DE NFU 99 4.1.1. LIGANTES BASE UTILIZADOS 100 4.1.2. ENSAYOS DE CARACTERIZACIÓN EN LIGANTES BASES 107 4.1.3. TÉCNICAS DE INCORPORACIÓN DEL POLVO DE NFU 108 4.1.4. NORMATIVA Y GUÍAS DE CARACTERIZACIÓN 112 4.1.5. REOLOGÍA 115 4.2 OBTENCIÓN DEL ASFALTO CON ELEVADA TASA DE POLVO DE NFU 124 4.2.1. DISPERSIONES REALIZADAS EN ASFALTOS CA 10, CA 20 Y CA30 124 4.2.2. CARACTERIZACIÓN DE LAS DISPERSIONES 125 4.2.3. ELABORACIÓN Y RESULTADOS DE ASFALTO CON ALTA TASA DE NFU, REALIZADO EN LABORATORIO VIAL DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. 126 4.2.4. CRITERIO DE ADOPCIÓN DEL ASFALTO CON ALTA TASA DE NFU 128 4.2.5. BARRIDO DE TEMPERATURA 130 4.2.6. DETERMINACIÓN DE CURVA DE INTEGRIDAD DEL MATERIAL VS INTENSIDAD DEL DAÑO 133 4.2.7. CÁLCULO DE CANTIDAD DE CICLOS A FALLA VS DEFORMACIÓN 134 4.3 REFERENCIAS 136 5 CAPÍTULO 05: MEZCLAS ASFÁLTICAS RETARDANTES DE LA FISURACIÓN REFLEJA 141 RESUMEN 141 5.1 GRANULOMETRÍAS Y MEZCLAS USADAS PARA RETARDO DE FISURAS 142 5.1.1. ARENA - ASFALTO 144 5.1.2. MICROAGLOMERADO ASFÁLTICO EN CALIENTE 145 5.1.3. MEZCLA CEDEX 146 5.1.4. DISEÑO: ENSAYOS MECÁNICOS Y VOLUMÉTRICOS 147 5.1.5. DISEÑO: MEDICIÓN DE AHUELLAMIENTO, MÓDULO Y RESISTENCIA A DAÑOS POR HUMEDAD INDUCIDOS 151 5.1.6. MEZCLAS REALIZADAS EN LABORATORIO VIAL DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 153 5.2 EVALUACIÓN DE LA PROPAGACIÓN DE FISURAS 159 5.2.1. RESULTADOS EN LAS MEZCLAS: ARENAS ASFALTO, MICROAGLOMERADO ASFÁLTICO EN CALIENTE Y CEDEX 160 5.2.2. ANÁLISIS ENTRE CICLOS A ROTURA Y MÓDULO DE LAS MEZCLAS 164 5.2.3. ANÁLISIS ENTRE CICLOS A ROTURA Y RELACIONES VOLUMÉTRICAS 164 5.2.4. ANÁLISIS ENTRE CICLOS A ROTURA Y LAS DETERMINACIONES REOLÓGICAS EN LOS LIGANTES: BARRIDO DE TEMPERATURA, BARRIDO DE AMPLITUD, INTEGRIDAD DEL MATERIAL VS INTENSIDAD DEL DAÑO Y CICLOS HASTA LA FALLA VS DEFORMACIÓN 165 5.3 REFERENCIAS 167 CAPÍTULO 06: CONCLUSIONES 171 RESUMEN 171 6.1 CONSIDERACIONES GENERALES 171 6.2 CONCLUSIONES 172 6.2.1. RELACIONADAS CON EL OBJETIVO GENERAL 172 6.2.2. RELACIONADAS CON LOS ASFALTOS CON ALTA TASA DE NFU 172 6.2.3. RELACIONADAS CON LAS MEZCLAS EVALUADAS PARA RETARDO DE FISURAS REFLEJAS 175 6.3 PERSPECTIVAS DE INVESTIGACIÓN A FUTURO 179 ANEXO I: 181 PRODUCCIÓN CIENTÍFICA 181 PUBLICACIONES 181 PRODUCCIONES Y BECAS 183 CAPACITACIÓN DICTADA Y TRANSFERENCIA 184 FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS 186 CURSOS DE FORMACIÓN ACREDITADOS EN EL DOCTORADO 188 Adrián Noel Segura 6 7 Índice de tablas CAPÍTULO 02: NEUMÁTICOS FUERA DE USO SUS CARACTERÍSTICAS Y LA CARACTERIZACIÓN DEL POLVO DE ELLOS UTILIZADO 31 TABLA 2.1. VALORES ESPERADOS EN ASPECTOS FÍSICOS DEL POLVO DE NFU 52 TABLA 2.2. ENTORNOS GRANULOMÉTRICOS DEL POLVO DE NFU 53 TABLA 2.3. GRANULOMETRÍA DE LA MUESTRA UTILIZADA 53 TABLA 2.4. ENSAYOS FÍSICOS DE LA MUESTRA DE POLVO DE NFU UTILIZADA 54 CAPÍTULO 03: PAVIMENTOS FLEXIBLES: SUS DETERIOROS, REHABILITACIÓN Y MODELO DE REFLEJO DE FISURAS UTILIZADO 59 TABLA 3.1. ESPECIFICACIONES EMULSIÓN UTILIZADA Y EXIGENCIA DE IRAM 6698 (2006). 73 TABLA 3.2. RESUMEN DE SECUENCIA DE PASOS Y CAPAS ASFÁLTICAS PARA CONFECCIÓN DE PROBETAS. 91 CAPÍTULO 04: LIGANTES ASFÁLTICOS CON INCORPORACIÓN DE ALTA TASA DE NFU 99 TABLA 4.1. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO CON LA VISCOSIDAD A 60 ºC. 101 TABLA 4.2. CLASIFICACIÓN DE ASFALTOS MODIFICADOS DE USO VIAL. 103 TABLA 4.3. DENOMINACIÓN DE LOS ASFALTOS UTILIZADOS. 108 TABLA 4.4. ENSAYOS EN ASFALTOS BASE. 108 TABLA 4.5. BETUNES MODIFICADOS DE ALTA VISCOSIDAD CON CAUCHO. 113 TABLA 4.6. BETÚN MODIFICADO DE ALTA VISCOSIDAD CON CAUCHO, BLANDO. 114 TABLA 4.7. REQUISITOS DE LOS ASFALTOS CON INCLUSIÓN DE CAUCHO. 115 TABLA 4.8. DISPERSIONES DE LIGANTES Y NFU. 124 TABLA 4.9. RESULTADOS DE ENSAYOS EN LAS DISPERSIONES 125 TABLA 4.10. RESULTADOS DE ENSAYOS EN LIGANTES UTILIZADOS EN EXPERIENCIA UPM. 127 TABLA 4.11. RESUMEN DE VALORES LÍMITES DE LAS ESPECIFICACIONES UTILIZADOS. 128 TABLA 4.12. BARRIDO DE TEMPERATURA. 131 CAPÍTULO 05: MEZCLAS ASFÁLTICAS RETARDANTES DE LA FISURACIÓN REFLEJA 141 TABLA 5.1. RESULTADOS DE GRANULOMETRÍA DE AGREGADOS UTILIZADOS. 144 TABLA 5.2. DESIGNACIÓN DE MEZCLAS ASFÁLTICAS ELABORADAS. 147 TABLA 5.3. PARÁMETROS SEGÚN REFERENCIAS PARA LA AA. 147 TABLA 5.4. PARÁMETROS SEGÚN REFERENCIAS PARA EL MAC. 147 TABLA 5.5. PARÁMETROS SEGÚN REFERENCIAS PARA CEDEX. 148 TABLA 5.6. PARÁMETROS SEGÚN REFERENCIA PARA CAC D19. 148 TABLA 5.7. RESUMEN DE LAS MEZCLAS MAC REALIZADAS. 150 TABLA 5.8. RESUMEN DE LAS MEZCLAS CEDEX REALIZADAS. 150 Adrián Noel Segura 8 TABLA 5.9. RESUMEN DE LAS MEZCLAS AA REALIZADAS. 150 TABLA 5.10. RESUMEN DE LAS MEZCLAS CAC D19. 150 TABLA 5.11. PORCENTAJE ÓPTIMO DE LIGANTE Y ENSAYOS EN LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS 150 TABLA 5.12. RESULTADOS EN LAS MEZCLAS DE AHUELLAMIENTO, MÓDULO Y TSR. 152 TABLA 5.13. RESULTADO DE ENSAYOS EN MEZCLAS ASFÁLTICAS. 157 TABLA 5.14. RESULTADOS DE ENSAYO A PROPAGACIÓN DE FISURA EN TODAS LAS MEZCLAS ESTUDIADAS. 161 9 Índice de figuras CAPÍTULO 02: NEUMÁTICOS FUERA DE USO SUS CARACTERÍSTICAS Y LA CARACTERIZACIÓN DEL POLVO DE ELLOS UTILIZADO 31 FIGURA 2.1. ESQUEMA DE PARTES DE UN NEUMÁTICO. 42 FIGURA 2.2. TRITURACIÓN DE NFU EN ARGENTINA. 46 FIGURA 2.3. ETAPAS DE RECAUCHUTAJE DE NEUMÁTICOS. 49 FIGURA 2.4. IMAGEN DE PLANTA DE TRITURADO DE NFU. 50 FIGURA 2.5. INSTALACIÓN CRIOGÉNESIS PARA CAUCHO. 51 FIGURA 2.6. MUESTRA DE POLVO DE NFU. 53 CAPÍTULO 03: PAVIMENTOS FLEXIBLES: SUS DETERIOROS, REHABILITACIÓN Y MODELO DE REFLEJO DE FISURAS UTILIZADO 59 FIGURA 3.1. ESTRUCTURA DE PAVIMENTO FLEXIBLE. A) ESQUEMA CORTE. B) ESQUEMA LONGITUDINAL. 60 FIGURA 3.2. FISURACIÓN POR BLOQUES POR CICLOS TÉRMICOS DIARIOS. 63 FIGURA 3.3. FISURACIÓN POR FATIGA EN HUELLA DERECHA DE CALZADA. 64 FIGURA 3.4. FISURACIÓN POR REFLEJO DE FISURAS. 64 FIGURA 3.5. FISURAS DE BORDE. 65 FIGURA 3.6. FISURA LONGITUDINAL. 65 FIGURA 3.7. ZONA REPARADA EN LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO. 66 FIGURA 3.8. ESQUEMAS DE REHABILITACIONES. A) NUEVA CAPA LUEGO DE ELIMINAR LA DETERIORADA. B) NUEVA CAPA SOBRE LA DETERIORADA. C) RECICLADO. 67 FIGURA 3.9. ESQUEMA CAPAS INTERMEDIAS. A) BASE GRANULAR. B) CAPA. C) GEOSINTÉTICO. 67 FIGURA 3.10. REFLEJO EN VARIAS MICRO FISURAS. 68 FIGURA 3.11. REDIRECCIONAMIENTO DE LA FISURA. 68 FIGURA 3.12. REDIRECCIONADO DE LA FISURA Y ATRASO DE LA REFLEXIÓN. 68 FIGURA 3.13. EMULSIÓN UTILIZADA EN LA EXPERIENCIA. 72 FIGURA 3.14 MECANISMO DE PROPAGACIÓN DE FISURA. 75 FIGURA 3.15. MODOS EN QUE SE PRODUCE LA FISURA. 76 FIGURA 3.16 TENSIONES EN LA EXTREMIDAD DE LA FISURA CON EL PASO DE UNA CARGA DE RUEDA. 77 FIGURA 3.17. SOLICITACIONES EXPERIMENTADAS POR LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO. 77 FIGURA 3.18. WHEEL TRACKING TEST (WRC). 80 FIGURA 3.19. PROBADOR PAVEMENT RUTTING (LCPC). 80 FIGURA 3.20. HAMBURGO WHEEL TRACKING DEVICE (HWTD). 81 FIGURA 3.21. UNIVERSITY COLLEGE OF DUBLIN (UCD). 81 FIGURA 3.22. WHEEL TRACKING TEST (WTT). 82 FIGURA 3.23. EQUIPO DE CARGA CÍCLICA (ECC). 82 FIGURA 3.24. EQUIPO LRPC D’AUTUN. 83 FIGURA 3.25. EQUIPO TEST SET UP. 83 FIGURA 3.26. EQUIPO DE CARGA CÍCLICA IMAE. 84 FIGURA 3.27. EQUIPO MEFISTO. 84 Adrián Noel Segura 10 FIGURA 3.28. EQUIPO MTS. 85 FIGURA 3.29. EQUIPO POR CARGAS REPETIDAS IMPLEMENTADO. 85 FIGURA 3.30. ESQUEMAS. A) PROBETA B) DETALLE DE ENTALLADURA. 86 FIGURA 3.31. APOYOS Y APLICACIÓN DE LA CARGA EN VIGA. 87 FIGURA 3.32. A) MOLDE DE EQUIPO WTT. B) ROLLER COMPACT PARA COMPACTACIÓN DE CAPAS. B) ASERRADORA PARA CORTE DE PROBETAS. 87 FIGURA 3.33. PROBETA POSTERIOR A ENSAYO DE AHUELLAMIENTO DEL PROCESO DE DOSIFICACIÓN. LATERALES MARCADOS PARA ASERRAR. 88 FIGURA 3.34. COMPACTACIÓN CON PERCUTOR ELÉCTRICO DE CAPA INFERIOR. 89 FIGURA 3.35. A) APLICACIÓN DE EMULSIÓN. B) CANTIDAD DE EMULSIÓN COLOCADA. 89 FIGURA 3.36. CAPAS INTERMEDIAS DE RETARDO DE FISURAS DE TRES TIPOS DE MEZCLAS ESTUDIADAS. 90 FIGURA 3.37. A) COLOCACIÓN DE SOBRE MOLDE. B) LLENADO DE TERCERA CAPA. C) COMPACTACIÓN DE ÚLTIMA CAPA. 90 FIGURA 3.38. ESQUEMA DE ESTRUCTURA DE PAVIMENTO ADOPTADA PARA EL ANÁLISIS DE LA CARGA DE SOLICITACIÓN. 92 FIGURA 3.39. ESQUEMA DE MODELIZACIÓN DE PROBETAS DE 5 CM DE ESPESOR. 92 CAPÍTULO 04: LIGANTES ASFÁLTICOS CON INCORPORACIÓN DE ALTA TASA DE NFU 99 FIGURA 4.1. PENETRÓMETRO. 104 FIGURA 4.2. A) MUESTRAS EN ANILLOS. B) ENSAYO EN PROCESO. 105 FIGURA 4.3. ENSAYO VISCOSIDAD ROTACIONAL. A) PREPARACIÓN MUESTRAS. B) EQUIPO. C) ESQUEMA DE ENSAYO. 106 FIGURA 4.4. ENSAYO RECUPERACIÓN. A) TORSIONAL. B Y C) LINEAL. 107 FIGURA 4.5. MEZCLADOR DE HÉLICE. 110 FIGURA 4.6. DISPERSOR UTILIZADO. A) EQUIPO. B) ROTOR Y ESTATOR. 110 FIGURA 4.7. MEZCLADORES. A) PALETAS. B) DISCO COWLES. C) RECIPIENTE. D) ROTOR ESTATOR CON CIZALLA. 111 FIGURA 4.8. POLVO DE NFU ACTIVADO. 112 FIGURA 4.9. SUSCEPTIBILIDAD TÉRMICA EN ASFALTOS. 118 FIGURA 4.10. ESFUERZO DE CORTE Y DEFORMACIÓN ASOCIADA EN EL DSR. 119 FIGURA 4.11. A) REÓMETRO DE CORTE DINÁMICO. B) PLACA Ø25 MM, MUESTRA ASFALTO CON NFU. 120 FIGURA 4.12. DISPERSIÓN DE NFU EN ASFALTO. 124 FIGURA 4.13. DISPERSIÓN EN UPM. A) POLVO DE NFU. B) MEZCLADO PREVIO. C) EQUIPO DISPERSOR. 127 FIGURA 4.14. ENSAYOS DE CARACTERIZACIÓN DE ASFALTOS EN UPM. A) VISCOSIDAD. B) PENETRACIÓN. C) PUNTO DE ABLANDAMIENTO. D) RETORNO LINEAL. 127 FIGURA 4.15. RESULTADOS DE PENETRACIÓN EN TODAS LAS DISPERSIONES REALIZADAS Y VALORES LÍMITES. 128 FIGURA 4.16. RESULTADOS DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO EN TODAS LAS DISPERSIONES REALIZADAS Y VALORES LÍMITES. 129 FIGURA 4.18. RESULTADOS DE VISCOSIDAD A 170 ºC EN TODAS LAS DISPERSIONES REALIZADAS Y VALORES LÍMITES. 129 FIGURA 4.19. BARRIDO DE TEMPERATURA. 131 FIGURA 4.20. GEOMETRÍA UTILIZADA PARA PRUEBA LAS. 132 FIGURA 4.21. GRÁFICO DE BARRIDO DE AMPLITUD. 133 FIGURA 4.22. GRÁFICO C-S. 134 11 FIGURA 4.23. GRÁFICO CANTIDAD DE CICLOS A FALLA EN FUNCIÓN DE LA DEFORMACIÓN. 135 CAPÍTULO 05: MEZCLAS ASFÁLTICAS RETARDANTES DE LA FISURACIÓN REFLEJA 141 FIGURA 5.1. ENSAYO DE GRANULOMETRÍA. A Y B) CUARTEO. C) TAMIZADO. 144 FIGURA 5.2. CURVAS GRANULOMÉTRICAS DE AA ANALIZADAS Y ADOPTADA. 145 FIGURA 5.3. CURVAS GRANULOMÉTRICAS DE MAC ANALIZADAS Y ADOPTADA. 146 FIGURA 5.4. CURVA GRANULOMÉTRICA CEDEX ADOPTADA. 146 FIGURA 5.5. ELABORACIÓN DE MEZCLA. A) INCORPORACIÓN DEL LIGANTE A LOS AGREGADOS. B) PROCESO DE MEZCLADO. 149 FIGURA 5.6. PROBETAS REALIZADAS DE LAS DIFERENTES MEZCLAS. 149 FIGURA 5.7. ENSAYO DE AHUELLAMIENTO. A) PROBETA. B) ENSAYO EN PROCESO. 151 FIGURA 5.8. ENSAYO DE MÓDULO. A) EQUIPO COMPLETO. B) PROBETA EN ENSAYO. 152 FIGURA 5.9. A) ACONDICIONAMIENTO DE PROBETAS. B) SATURACIÓN DE PROBETAS. C) ENSAYO A TRACCIÓN INDIRECTA DE PROBETAS. 152 FIGURA 5.10. CURVAS DE ENSAYO DE AHUELLAMIENTO DE LAS MEZCLAS ESTUDIADAS. 153 FIGURA 5.11. GRANULOMETRÍAS DE LAS MEZCLAS ESTUDIADAS EN LA ESTANCIA EN UPM. 154 FIGURA 5.12. PREPARACIÓN DE AGREGADOS PARA PROBETAS MARSHALL EN UPM 155 FIGURA 5.13. UPM. A) LLENADO DE MOLDES. B) COMPACTACIÓN MARSHALL. C) DETERMINACIÓN DENSIDAD MARSHALL. D) DETERMINACIÓN DENSIDAD MÁXIMA. 155 FIGURA 5.14. UPM. A) ELABORACIÓN PROBETAS SEMICIRCULARES. B) PROBETAS ASERRADAS EN LA MITAD 155 FIGURA 5.15. ENSAYO SENSIBILIDAD AL AGUA EN UPM. A) ACONDICIONAMIENTO. B) ENSAYO. 156 FIGURA 5.16. ENSAYO MÓDULO EN UPM. A) PROBETA EN ENSAYO. B) PANTALLA DE SOFTWARE Y RESULTADOS. 156 FIGURA 5.17. ENSAYO PROPAGACIÓN DE LA FISURA MEDIANTE ENSAYO A FLEXIÓN DE UNA PROBETA SEMICIRCULAR EN UPM. 156 FIGURA 5.18. CURVAS DE REGRESIÓN DE RESULTADOS A PROPAGACIÓN DE LA FISURA MEDIANTE FLEXIÓN, DE CUATRO PROBETAS SEMICIRCULARES. TEMPERATURA DE ENSAYO: 5 °C. 157 FIGURA 5.19. CURVAS DE REGRESIÓN DE RESULTADOS A PROPAGACIÓN DE LA FISURA MEDIANTE FLEXIÓN, DE CUATRO PROBETAS SEMICIRCULARES. TEMPERATURA DE ENSAYO: 20 °C. 158 FIGURA 5.20. ENSAYO A PROPAGACIÓN DE FISURAS EN PROBETAS PREVIAS. A) CORTE DE PROBETAS RECTANGULARES. B) EQUIPO DE ENSAYO. C) ENSAYO EN PROCESO. 160 FIGURA 5.21. ENSAYO PROBETAS MODELO CON DIFERENTES MEZCLAS EN CAPA CENTRAL. A) AA CA30. B) AA AM3. C) AA NFU. 162 FIGURA 5.22. ENSAYO PROBETAS MODELO CON DIFERENTES MEZCLAS EN CAPA CENTRAL. A) MAC AM3. B) MAC NFU. 162 FIGURA 5.23. RESULTADOS DE ENSAYO DE PROBETAS MODELO DE LAS DISTINTAS MEZCLAS. 162 FIGURA 5.24. RESULTADOS DE ENSAYO DE PROBETAS MODELO DE LAS DISTINTAS MEZCLAS, CURVAS DE EVOLUCIÓN DE FISURAS. 163 FIGURA 5.25. VISTA PROBETA LUEGO DE ROTURA. A) CAPA INTERMEDIA AA CA30. B) CAPA INTERMEDIA MAC NFU. 163 Adrián Noel Segura 12 FIGURA 5.26. RELACIÓN ENTRE CICLOS A ROTURA Y MÓDULO. 164 FIGURA 5.27. RELACIÓN ENTRE CICLOS A ROTURA Y RELACIONES VOLUMÉTRICAS. 165 13 Lista de abreviaturas y símbolos AA AM3: Arena asfalto elaborada con asfalto modificada con polímero virgen AA CA30: Arena asfalto elaborada con CA30 AA NFU: Arena asfalto elaborada con asfalto modificado c/ alta tasa de NFU AA: Arena Asfalto AC (IRAM 6673): Asfaltos con inclusión de caucho molido AC (SIGNUS): hormigón bituminoso AM 3: Asfalto modificado con polímero virgen grado 3 AMAVC (IRAM 6673): Asfaltos modificados de alta viscosidad con inclusión de caucho AMC (IRAM 6673): Asfaltos modificados con inclusión de caucho BBTM: Mezcla bituminosa de granulometría discontinua BC: Betún mejorado con Caucho BMAVC: Betún Modificado de Alta Viscosidad con Caucho BMC: Betún Modificado con Caucho CA30: Cemento asfáltico clase 30 CAC D19: Concreto asfaltico en caliente tipo denso, tamaño máximo nominal de agregados 19 mm CEDEX AM3: Curva granulométrica propuesta por el centro de estudios y experimentación de obras públicas elaborada con asfalto modificado con polímero virgen CEDEX NFU: Curva granulométrica propuesta por el centro de estudios y experimentación de obras públicas elaborada con asfalto modificado con alta tasa de NFU CEDEX: Centro de estudios y experimentación de obras públicas CINTEMAC: Centro de investigación, desarrollo y transferencia de materiales y calidad DNV: Dirección Nacional de Vialidad DSR: Dynamic Shear Rheometer G*: Módulo complejo de corte ITSR (UNE-EN 12697-12): Indirect Tensile Stress Ratio LAS: Barrido de amplitud lineal LEMaC: Centro de investigaciones viales LVDT: Linear Variable Differential Transformer MAC AM3: Microaglomerado asfáltico en caliente elaborado con asfalto modificado con polímero virgen MAC NFU: Microaglomerado asfáltico en caliente elaborado con asfalto modificado con alta tasa de NFU MAC: Microaglomerado asfáltico en caliente MARF: Mezclas Asfálticas para Retardo de Fisuras Adrián Noel Segura 14 MR: Módulo de Rigidez NFU: Neumático Fuera de Uso PA: Mezcla bituminosa drenante PMBC: Betún Modificado mayoritariamente con Caucho RBV: Relación Betún Vacíos S.A.M.: Stress Absorber Membrane S.A.M.I.: Stress Absorber Membrane Interlayer SIGNUS: Sistema colectivo de gestión de neumáticos fuera de uso S-VECD: Teoría Simplificada del Daño Viscoelástico Continuo TSR (AASHTO T283): Relación del esfuerzo tensional UTN FRC: Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Córdoba UTN FRLP: Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional La Plata UTN: Universidad Tecnológica Nacional VAM: Vacíos del Agregado Mineral WESLEA: Waterways Experimental Station Layered Elastic Analysis WTT: Wheel Tracking Test δ: Angulo de fase 15 Resumen Los neumáticos fuera de uso (NFU), cuando han alcanzado ese estatus, pueden ser aprovechados de varias formas, reutilizándolos, reciclando los mismos, sumados a un proceso de cogeneración de energía, o en la incorporación en el proceso de modificación de los asfaltos para la elaboración de mezclas asfálticas. En la búsqueda de obtener ligantes con altas prestaciones elásticas, en los últimos años, se han estudiado distintos modificadores de los asfaltos. El polvo de NFU han sido uno de ellos, siendo tasas del orden del 8 % una de las experiencias realizadas por el autor de esta tesis. Con el objetivo de obtener mejoras en las propiedades mencionadas, en la presente investigación se ha estudiado una mayor incorporación de NFU. Para ello, se realizó la incorporación de cantidades crecientes del polvo de NFU, en distintos tipos de asfaltos base mediante el equipo de dispersión. La caracterización y evaluación de sus comportamientos reológicos de cada uno de ellos, permitió observar el grado de modificación y adoptar, con criterios en base a especificaciones internacionales, aquel que presentó las mejores características para la elaboración de mezclas retardantes de la fisuración refleja. En lo que respecta a los pavimentos, las cargas repetidas de vehículos y las condiciones ambientales ejercen solicitaciones que causan un deterioro constante en la estructura. Este desgaste conduce a la pérdida de propiedades mecánicas, lo que a su vez resulta en una disminución de la capacidad estructural y funcional de la carretera. Entre las fallas más comunes se encuentran el ahuellamiento que son deformaciones permanentes, las grietas por fatiga, las grietas térmicas y la fisuración refleja. Este último problema, que consiste en la propagación de fisuras desde capas inferiores hacia la nueva capa colocada como refuerzo, es especialmente difícil de controlar, ya que reproduce la patología de las capas anteriores. El deterioro prematuro de los pavimentos debido a la aparición de fisuras reflejas, por rotura rápida de las capas colocadas para retardar las mismas, ocasiona reiteradas tareas de mantenimiento, generando incrementos en los Adrián Noel Segura 16 costos de conservación de estas estructuras. Las mezclas más utilizadas para dicho retraso, han sido las arenas asfalto de granulometría continua que pueden ser elaboradas con asfalto convencional, y que en muchas ocasiones han fallado de manera temprana frente a la propagación de fisuras. Se genera así, la necesidad de mejorar el desempeño de esta mezcla, para lo cual se las han elaborado a partir de asfaltos modificados. En ese sentido, en el presente estudio se ha evaluado el desempeño de la misma, a partir de una elaborada con asfalto convencional, otra fabricada con asfalto modificado con polímero virgen y otra, con el mencionado antes, con alta incorporación de NFU. Este tipo de mezclas han presentado algunas dificultades y es por ello que, en la búsqueda de alternativas, se evalúan otras con granulometría discontinua y que deben ser elaboradas con asfalto modificado. Estas presentan un menor ahuellamiento y poseen una mayor proporción de vacíos, capaces de albergar al NFU. Estos espacios ocupados parcialmente por el mastic, formado por los finos y el ligante modificado con NFU, generan un medio que dificulta el crecimiento de la fisura. En esa línea, se plantea un estudio de mezclas de discontinuidad creciente. Por ello, se evaluaron un microconcreto discontinuo en caliente y otra con una mayor discontinuidad granulométrica. Estas también fueron elaboradas con los mismos asfaltos anteriores, el modificado con polímero virgen y con alta tasa de NFU. La valoración de la capacidad de disminuir la velocidad de ascenso de las fisuras, se ha realizado en probetas ensayadas con la metodología del modelo de reflejo de fisuras, con equipo de cargas cíclicas LEMaC. La determinación se ha realizado en probetas rectangulares fabricada con cada una de estas mezclas mencionadas, en un modelo que considere las capas intervinientes en una tarea de rehabilitación, siendo esto una capa inferior fisurada, una intermedia retardante de la fisura y una superficial de refuerzo. Por último, se presentan las conclusiones extraídas donde se ha observado que una mezcla hasta una determinada discontinuidad granulométrica, presenta un buen desempeño frente a la propagación de la fisura. Además, esto último ha podido relacionarse con algunas de las características reológicas determinadas en el ligante con alta tasa de NFU. Palabras claves: asfalto – polvo de NFU – mezclas asfálticas retardo de fisura 17 Abstract Waste tires, when they reach that status, can be utilized in various ways, including reuse, recycling, incorporation into energy co-generation processes, or as modifiers in the asphalt modification process for the production of asphalt mixtures. In the pursuit of obtaining binders with high elastic performance, different asphalt modifiers have been studied in recent years. Waste tire powder has been one of them, with rates of around 8 % being one of the experiences conducted by the author of this thesis. In order to achieve improvements in the mentioned properties, the present research has investigated a higher incorporation of waste tire powder. For this purpose, increasing amounts of waste tire powder were incorporated into different types of base asphalts using a dispersion equipment. The characterization and evaluation of their rheological behaviors allowed observing the degree of modification and selecting, based on international specifications, the one that exhibited the best characteristics for the production of crack-retarding asphalt mixtures. Regarding pavements, repeated vehicle loads and environmental conditions exert stresses that cause constant deterioration in the structure. This wear leads to the loss of mechanical properties, resulting in a decrease in the structural and functional capacity of the road. Common failures include permanent deformations known as rutting, fatigue cracks, thermal cracks, and reflective cracking. The latter problem, involving the propagation of cracks from lower layers to the new layer placed as reinforcement, is particularly difficult to control as it reproduces the pathology of the previous layers. The premature deterioration of pavements due to the appearance of reflective cracks, resulting from the rapid failure of layers placed to delay them, leads to repeated maintenance tasks, generating increases in the conservation costs of these structures. The most commonly used mixtures for this delay have been continuous granulometry asphalt sands, which can be produced with conventional asphalt and often fail early against crack propagation. This creates the need to improve the performance of this mixture, for which they have been made with modified asphalts. In this study, the performance of a mixture made with Adrián Noel Segura 18 conventional asphalt, another with asphalt modified with virgin polymer, and another with the previously mentioned high incorporation of waste tire powder was evaluated. These mixtures have presented some difficulties, prompting the evaluation of alternatives with discontinuous gradation that must be made with modified asphalt. These mixtures have less rutting and a higher proportion of voids capable of accommodating waste tire powder. These spaces, partially occupied by the mastics formed by the fines and the binder modified with waste tire powder, create an environment that hinders crack growth. In this regard, a study of mixtures with increasing discontinuity is proposed. Therefore, a discontinuous hot microconcrete and another with higher granulometric discontinuity were evaluated. These were also made with the same previous asphalts, the one modified with virgin polymer and with a high rate of waste tire powder. The assessment of the ability to slow down crack propagation was carried out on specimens tested with the crack reflection model methodology, using the LEMaC cyclic load equipment. The determination was made on rectangular specimens manufactured with each of these mentioned mixtures, in a model that considers the layers involved in a rehabilitation task, including a cracked lower layer, a crack-retarding intermediate layer, and a reinforcing surface layer. Finally, the extracted conclusions are presented, where it has been observed that a mixture up to a certain granulometric discontinuity performs well against crack propagation. Moreover, this has been correlated with some of the rheological characteristics determined in the binder with a high rate of waste tire powder. Keywords: asphalt - NFU dust - asphalt mixtures crack retardation 19 Capítulo 01: Introducción RESUMEN En este capítulo se presenta una introducción de la problemática abordada, en cuanto a los neumáticos fuera de uso (NFU) y a los deterioros prematuros de las tareas de rehabilitación, en pavimentos, por el fenómeno de la fisuración refleja. Asimismo, los antecedentes en cuanto a la elaboración de mezclas con asfaltos con polvo de NFU y con mayores cantidades éste, y su posible aplicación en capas que retarden la reflexión de fisuras. Luego para abordar dicha problemática cual ha sido el objetivo planteado y un resumen de la metodología seguida en esta tesis. 1.1 Problemática El neumático, una vez que llega a agotar su vida útil, su caucho se puede reciclar para diferentes usos, como pueden ser elementos cortados directamente del mismo, energía en hornos de cemento o también como adición en el proceso de modificación de los asfaltos para la elaboración de mezclas asfálticas. Este elastómero no es virgen, habiendo experimentado un cambio en su respuesta frente a estados de solicitación con deformaciones menos flexibles. Algunas toneladas son utilizadas en algunos de los usos antes mencionados, pero también se depositan en naves y espacios abiertos a la espera de un tratamiento que no siempre llega. Esta acumulación da lugar a la aparición de roedores e insectos como mosquitos e incendios de difícil control. Por otro lado, si estos neumáticos tienen como destino final su disposición en vertederos, trae inconvenientes por su forma y composición, ya que no pueden ser fácilmente compactados, ni se descomponen y, por lo tanto, consumen más cantidades considerables de espacio en los vertederos. (Lund, 1996). En un país, es de gran importancia contar con adecuadas infraestructuras viales para su desarrollo como de sus economías regionales (Giovanon et al., 2008). La superficie por la que transitan los vehículos debe ofrecer una experiencia de conducción cómoda y segura para los usuarios. Una vez construida, comienza su fase operativa, en la cual se llevan a cabo dos categorías de actividades, aquellas destinadas a brindar un servicio eficiente en la vía, y otras orientadas a mantener Adrián Noel Segura 20 y rehabilitar la propia infraestructura. Mientras que las primeras se relacionan con la información proporcionada a los usuarios y su utilización, las segundas engloban intervenciones físicas cuyo propósito es restaurar las condiciones originales de la vía, ya que las capas superficiales sufren deterioros debido a la combinación del tránsito y las condiciones climáticas (Martínez Echevarría, 2012). En este sentido se puede mencionar que los pavimentos asfálticos, presentan distintos tipos de fallas, que afectan a la calidad y las propiedades de sus materiales. Las más frecuentes son las de deformaciones permanentes o ahuellamiento, el agrietamiento por fatiga, el agrietamiento térmico y la fisuración refleja. La fisuración refleja se puede definir como la discontinuidad que aparece en la capa asfáltica dispuesta como refuerzo en un pavimento existente, es decir que resulta de una prolongación ascendente de la fisura que presenta la capa inferior y que puede no corresponder a fallas del paquete estructural (Rodríguez et al., 1989). Estas constituyen no sólo un problema estético sino fundamentalmente una vía posible para la entrada del agua hacia las capas inferiores del pavimento, ocasionando degradaciones que afectan la regularidad superficial y por lo tanto la comodidad y la seguridad en el tránsito. También es importante mencionar que esencialmente generan una disminución en la capacidad portante de las capas inferiores, sub-base y sub-rasante, disminuyendo de esta manera notablemente la vida en servicio del camino (Francesio, 2001). Una fisura subyacente a la capa asfáltica puede actuar de dos formas independientes para provocar su reflexión. Una de ellas es cuando se verifica roce entre la capa de refuerzo y el pavimento existente, lo cual genera a baja temperatura una concentración de tensiones en la región de la extremidad de la fisura que provoca a su vez la abertura de una nueva fisura en la capa de refuerzo. El deterioro prematuro de los pavimentos debido a la aparición de fisuras reflejas, por rotura rápida de las capas colocadas para tal fin, ocasiona reiteradas tareas de mantenimiento en las carpetas de rehabilitación colocadas sobre ellas, generando incrementos en los costos de conservación de estas estructuras. En búsqueda de mejorar esta situación, algunas técnicas han sido colocar geogrilas y geosintéticos en dichas capas. Asimismo, las mezclas asfálticas más utilizadas para esto, han sido las arenas-asfalto (AA) de granulometría continua y que Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 21 pueden ser elaboradas con asfalto convencional. Además, permitían corregir deterioros superficiales, restituir gálibos, entre otros; pero en reiteradas ocasiones han fallado de manera temprana frente a la propagación de fisuras. Se genera así la necesidad de mejorar el desempeño de esta mezcla, para lo cual en la presente investigación se las ha estudiado a partir de elaborarlas con asfaltos modificados con altas tasas de polvo de NFU. En esta mezcla, se podrían presentar algunos inconvenientes, y esto motivó la búsqueda de alternativas, para lo cual se valoró el desempeño frente a la propagación de fisuras de otros tipos de mezclas fabricadas con el mismo asfalto. Por todo lo anterior se puede mencionar que el ámbito de estudio se centra en la restauración de carreteras mediante la aplicación de capas asfálticas en caliente, considerando su elaboración a partir de un asfalto con una elevada cantidad de NFU. Este proceso de restauración, forma parte de las estrategias de preservación y cuidado de las vías, implementadas por organismos gubernamentales a nivel nacional, provincial o local, en sus sistemas de transporte tanto urbanos como rurales. También puede ser llevado a cabo por entidades privadas, aplicando estas técnicas en redes viales de parques industriales, áreas portuarias, lugares de carga y descarga, estaciones de transporte, entre otros ejemplos. 1.2 Antecedentes La generación de neumáticos desechados en el mundo sigue creciendo y en Argentina, una gran cantidad son desechados y arrojados a vertederos sin ningún tipo de tratamiento. Estos son residuos sólidos de mucho volumen en relación a su peso, difíciles de compactar y de baja degradabilidad. Se hace necesario en Argentina, estudiar estrategias tecnológicas de inclusión de caucho en asfaltos para distintos usos viales, que por su volumen permitan adicionar cantidades significativas en relación a la producción de residuos de neumáticos desechados. Es por esto que, en la búsqueda de obtener asfaltos con altas prestaciones elásticas, en los últimos años, se ha estudiado la incorporación del polvo de NFU, siendo tasas del orden del 8 % las experiencias realizadas en Argentina (Segura et al., 2018). Con el objetivo de obtener mejoras en las propiedades mencionadas, en la presente investigación se ha estudiado una mayor incorporación de NFU y Adrián Noel Segura 22 su aplicación en mezclas retardantes de la fisuración refleja. La guía para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas con polvo de neumático (SIGNUS, 2017), especifica tres tipos de betunes asfálticos modificados con caucho, cuando se realiza la incorporación por vía húmeda: (BC) betún mejorado con caucho (8 al 12 % de polvo de NFU), (BMC) betún modificado con caucho (12 al 15 % de polvo de NFU) y (BMAVC) betún modificado de alta viscosidad con caucho (15 al 22 % de polvo de NFU). En Latinoamérica las mayores experiencias se encuentran en algunos estados de Brasil y en Colombia. En Argentina se pueden mencionar que las experiencias de incorporación de NFU realizadas, son las siguientes: mezcla asfáltica densa en dos tramos, una en calle 60 y otra en calle 19 en la ciudad de La Plata, ambas incorporado por vía húmeda, tramos en autopista AUSA en Buenos Aires, con incorporación por vía húmeda y seca y en selladores asfálticos elaborado con NFU. En la rehabilitación de pavimentos agrietados, es común aplicar una capa de mezcla asfáltica en caliente de cierto espesor y características de superficie, después de limpiar y reparar las fisuras existentes. Sin embargo, esta solución pude no resultar duradera debido a que las tensiones continúan afectando los bordes de las fisuras, lo que lleva a su propagación hacia la superficie de manera rápida. En las últimas décadas, se ha llevado a cabo una serie de investigaciones para abordar este problema, con el objetivo de controlar o retardar este proceso a través de enfoques reconocidos internacionalmente, como el S.A.M. (Stress Absorber Membrane), que implica la aplicación de una capa especial que actúa como capa de rodadura, o el S.A.M.I. (Stress Absorber Membrane Interlayer) (Al-Qadi et al., 2004), que involucra la inserción de una capa intermedia con características particulares entre el pavimento existente y la nueva capa de refuerzo. Esta capa intermedia tiene la función de absorber y distribuir las tensiones, evitando o retrasando la propagación de las grietas y contribuyendo a una solución más duradera en la rehabilitación de pavimentos. En la actualidad, resulta complicado determinar con precisión la eficacia relativa de diversos sistemas en mayor o menor medida. Esta dificultad se origina principalmente en la diversidad de casos de fisuración, que se presenta de manera Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 23 sumamente compleja, influenciada por sus causas y su evolución, así como por factores externos como el volumen de tránsito, las condiciones ambientales y las propiedades de los materiales que componen los pavimentos. Por otro lado, Delbono (2014), ha trabajo en la determinación de la respuesta de diferentes tipos de sistemas retardadores de la fisuración refleja considerando pavimentos rígidos y flexibles, e interponiendo entre ellos distintos tipos de geosintéticos a partir de un modelo de solicitación, adaptando el equipo de módulo dinámico disponible. Asimismo, el estudio de diferentes mezclas asfálticas con el fin de retrasar la propagación de fisuras en pavimentos, elaboradas con asfalto altamente modificado con NFU, no han sido evaluadas. 1.3 Justificación Una disminución de la susceptibilidad térmica de los asfaltos, en las temperaturas de servicio, o sea provocar que el asfalto registre menores cambios de consistencia con los cambios de temperatura es la tendencia en la tecnología de las mezclas asfálticas actuales. Se hace necesario para ello incorporar adiciones al ligante asfáltico y las principales adiciones son los polímeros elastoméricos, los cuales se microdispersan en el ligante asfáltico mediante la aplicación de temperaturas y un fuerte esfuerzo de corte. Existen dos tipos de adiciones poliméricas, según sea su origen: adición de polímeros vírgenes, adición de polímeros reciclados. Los primeros más utilizados son copolímeros en bloc, tales como el estireno butadieno estireno, el estireno butadieno, el esterino butadieno rubber, el etil vinil acetato, entre otros (Bergareche, 2004). La mayoría de los polímeros son importados y esta realidad hace que el costo de los polímeros sea elevado, dado su origen, el crudo de petróleo, y su moneda de comercialización, el dólar. Sin embargo, a pesar de ello, se han instalado las mezclas de altas prestaciones como una necesidad para la seguridad vial (Botasso, 2018). La posibilidad de aprovechar un polímero desechado, surge como una necesidad de disminuir costos en la fabricación de asfaltos modificados y utilizar un residuo como son los neumáticos que presentan un complejo tratamiento para Adrián Noel Segura 24 su disposición final. Por otro lado, la elevada viscosidad de los asfaltos con alto contenido de polvo de NFU, facilita elaborar mezclas con contenidos de asfaltos mayores a los normalmente utilizados. Esto junto con el mejor desempeño de su comportamiento reológico, permite utilizarlo en mezclas cuya aplicación requieran una mayor resistencia a fatiga y durabilidad al ser sometidas a ciclos de repeticiones de carga (Gallego, 2004). Guoqing Wang y otros (2020) realizaron la incorporación en un asfalto base de porcentajes crecientes de polvo de NFU (20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 % y 50 %) y sus caracterizaciones mediante ensayos convencionales y reológicos. Los resultados obtenidos muestran que la adición de polvo de caucho puede mejorar eficazmente el rendimiento al ahuellamiento a altas temperaturas. Además, que aquellos de más alto contenido de NFU, tiene notables propiedades antienvejecimiento y resistencia a la fatiga. Xiaofeng Wang y otros (2022) incorporaron en un asfalto base polvo de NFU en tres porcentajes (15 %, 20 % y 25 %). Posteriormente mediante mediciones reológicas, encontraron que dicha incorporación mejora el módulo de corte complejo y reduce el ángulo de fase del asfalto. También que mejora significativamente la rigidez, el módulo, la energía cohesiva y las propiedades elásticas a alta temperatura del asfalto. El mantenimiento y la conservación de los pavimentos es innegable que tienen un papel fundamental, al asegurar la protección de la inversión inicial en la construcción. Además de reducir los costos operativos, esta práctica extiende la vida útil tanto de la vía como de los vehículos que la transitan (Davies et al., 2000). El mantenimiento vial, más allá de ser simplemente una medida económica, es una solución altamente técnica que requiere enfoque ingenieril. Por lo tanto, estos trabajos deben llevarse a cabo de manera oportuna, ya que esto juega un papel determinante en la minimización de los gastos a largo plazo. Las fisuras pueden tener un impacto no sólo en la estética de una estructura, sino también en casos más graves, estar relacionadas con problemas estructurales importantes. En esta perspectiva, la reflexión de fisuras emerge como uno de los temas más prominentes para las entidades encargadas de las vías de tránsito y representa una preocupación primordial en el campo de la ingeniería de pavimentos en la actualidad (Elsefi et al., 2003). Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 25 En mezclas asfáltica para retardo de fisuras reflejas, la acción combinada del tránsito y del clima lleva a los revestimientos de pavimentos asfálticos a que tarde o temprano la rehabilitación se fisure. Una vez que se produce la falla, la misma se propaga y aumenta en extensión, severidad e intensidad, llevando eventualmente a la disgregación del revestimiento. Por medio de esos efectos, la velocidad de deterioro del pavimento se encuentra usualmente acelerada después del inicio de la fisuración. La secuencia para la ocurrencia de la rotura por fatiga de una capa asfáltica se inicia con la unión de micro fisuras inherentes a la mezcla asfáltica, que por un proceso continuo de propagación originan las macro fisuras. Posteriormente, se tiene el crecimiento de la fisura en un plano perpendicular al de la dirección de la tensión principal de tracción; esto ocurre cuando la tensión en la extremidad de la fisura sobrepasa la tensión cohesiva teórica del material. La tercera y última fase se caracteriza por la fractura final, donde la fisura alcanza un tamaño crítico que imposibilita su crecimiento de forma estable atravesando todo el espesor de la capa asfáltica. Así, el aumento del espesor de la capa redundará en un incremento de la vida de servicio, para igual deformación de tracción en la fibra inferior de la capa asfáltica, en razón de que el espesor que debe atravesar la fisura es mayor, requiriendo un número adicional de ciclos de carga. La aplicación de sistemas de interfase tiene en principio por objeto interponerse entre la nueva capa de recapado y el pavimento fisurado, pretendiendo que la misma produzca absorber tensiones, bloqueo de desplazamientos, desacoplamiento térmico, desvío de fisuras, entre otros. Se designan como sistemas de membrana absorbente de tensiones a toda configuración de capa que permita, absorber los esfuerzos mecánicos combinados que se concentran en las fisuras y grietas de pavimentos existentes deteriorados que se desean rehabilitar. Las S.A.M.I. actúan re-direccionando localmente las fisuras ascendentes del pavimento envejecido y permiten absorber parte de la energía de propagación. Por otro lado, la valoración de la propagación de las fisuras se realiza con modelos desarrollados que determinan en forma comparativa las bondades de un sistema S.A.M.I. En primera instancia, los modelos de laboratorio utilizados en la propagación de fisuras se caracterizan por poseer solicitaciones dinámicas donde Adrián Noel Segura 26 la aplicación de carga se repite con cierta frecuencia a lo largo de un número determinado de ciclos, es decir que se genera de esta manera una solicitación repetida (Delbono, 2014). En la bibliografía Gallego (2004), CEDEX (2007) y SIGNUS (2017), mencionan que las mezclas elaboradas con asfalto con alto contenido de NFU, se dosifican con un porcentaje mayores de este tipo de ligante. Esto es debido a la alta viscosidad que presenta el asfalto al incorporar un porcentaje elevado de NFU. También, que la resistencia a fatiga de estas mezclas es elevada, dotándolas de una mayor duración en las repeticiones de ciclos de carga. Asimismo, las principales aplicaciones que hacen referencia, es cuando se prevén problemas de fisuración refleja desde las capas inferiores y cuando se deseen capas de rodaduras durables. En mezclas asfálticas elaboradas con asfaltos con polvo de NFU, Botasso (2018) en Latinoamérica y Gallego (2004) en Europa, son referentes y sus trabajos han sido en ese sentido desde la referencia hasta la actualidad, importantes aportes en los desarrollos de técnicas y valoraciones en dichas mezclas. Rui Pan y otros (2020) elaboraron mezclas con diferentes granulometrías contínuas realizadas con distintos asfaltos. Estos últimos fueron, uno con un 22 % polvo de NFU, otro con el mismo porcentaje de NFU y con dos diferentes aditivos y por último uno con polímero SBS. Las mezclas fueron evaluadas a la capacidad de resistir a la tracción a bajas temperaturas, de 20 ºC a -30 ºC. Se encontró que las con NFU tienen mejor rendimiento y más aún aquellas que utilizaron el aditivo, respecto a la mezcla con SBS. Ping Li y otros (2023) estudiaron la resistencia al agrietamiento de diferentes mezclas asfálticas utilizadas como membranas para absorber la propagación de fisuras. Para ello, plantearon la elaboración de diferentes mezclas con granulometrías distintas, desde continuas a discontinuas, elaboradas con asfalto con un 20 % de polvo de NFU. Encontraron una significativa influencia en el desempeño de las mezclas al agrietamiento al variar la granulometría. En aquellas donde se presentaba una estructura más fina se redujo la resistencia a la expansión de la grieta y aceleraba la falla, y sucedía lo contrario con un aumento en el contenido de agregado grueso. Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 27 En síntesis, una mezcla para retardo de fisura deberá ser capaz de disipar las tensiones generadas deformándose y admitiendo una mayor cantidad de ciclos de carga hasta la rotura sin perjudicar otras características. En la presente investigación, para estudiar esto, se han evaluado el desempeño de diferentes mezclas asfálticas elaboradas con un mayor porcentaje de NFU en el ligante asfáltico y creciente discontinuidad granulométrica. Esto es para, además de dotar al ligante base de mejores características al igual que la mezcla, también lograr una mayor utilización de NFU. 1.4 Hipótesis Las mezclas asfálticas, utilizadas para retardo de la fisuración refleja, serán más efectivas en la medida que admitan mayor tasa de polvo de NFU en su formulación. Para ello, las mismas deberán diseñarse con mayor discontinuidad granular y mayor tasa de ligante asfáltico, considerando como base de referencia las mezclas tipo arena asfalto de la vialidad convencional. 1.5 Objetivo de la tesis Estudiar la respuesta bajo solicitación dinámica de mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja, elaboradas con asfaltos fuertemente modificado con polvo de NFU y su comparación con sistemas convencionales. 1.6 Objetivos Específicos • Valorar la reología de los asfaltos fuertemente modificados con polvo de NFU. • Analizar el comportamiento de diferentes sistemas retardantes de la fisuración refleja, a partir del diseño de mezclas asfálticas de rehabilitación. • Realizar propuesta de marco normativo en Argentina para mezclas asfálticas elaboradas con fuerte modificación con polvo de NFU. 1.7 Metodología de la investigación El logro del objetivo propuesto se realiza en una primera etapa a través de la revisión bibliográfica respecto a materiales, mezclas con alta tasa de NFU, fenómenos de reflejo de fisuras y técnicas de capas de retardo de las mismas. Adrián Noel Segura 28 Luego se evaluará la velocidad de propagación de la fisura mediante la aplicación de cargas dinámicas en un modelo que consta de tres capas. En la parte inferior, una que que posee la fisura, la intermedia que es la que está en estudio y una superior. En dicho modelo, la del medio es la que se va variando. Por ello, como capa intermedia se evaluaron, una arena asfalto elaborada con CA30 (AA CA30), otra con NFU (AA NFU), otra con polímero virgen AM 3 (AA AM3), un Microaglomerados Asfálticos en Caliente Tipo F10 (MAC) (DNV, 2017), uno elaborado con NFU (MAC NFU) y otro con polímero virgen (MAC AM3). También, avanzando en una mayor discontinuidad, otra propuesta por el Centro de estudios y experimentación de obras públicas de España (CEDEX, 2007), una elaborada con NFU (CEDEX NFU) y otra con polímero virgen (CEDEX AM3). Asimismo, teniendo en cuenta la diversidad de modelos consultados en la bibliografía, el antecedente de Delbono (2014), generando las condiciones base de aplicación de la metodología, y utilizando la tecnología disponible para llevar adelante esta tesis, se considera efectivo el procedimiento adoptado de evaluación de progreso de la fisura, siendo este compuesto por el modelo de probeta, el sistema de apoyo y el de aplicación de carga. Además, se ha estudiado la respuesta frente a la fisuración refleja de nuevas propuestas tecnológicas de mezclas asfálticas, utilizando un ligante modificado con una alta tasa de polvo de NFU, obteniendo una comparación relativa entre ellas. Por todo ello, la valoración ha sido considerada desde un punto de vista tecnológico, no siendo objeto de la tesis la elaboración de un sistema o metodología de valoración de la aptitud de las mezclas, mediante un procedimiento de determinación indirecto de la propagación de la fisura como un estudio analítico de modelización. También se puede mencionar que mediciones de apertura de fisura mediante elementos que registren deformaciones, para relacionarlos con una determinación indirecta del crecimiento de la fisura, no se encuentran dentro del alcance de esta tesis. Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 29 1.8 Referencias Al-Qadi, I., Lahouar, S., Loulizi, A., Elseifi, M. and Wilkes, J. [2004]. Effective Approach to Improve Pavement Drainage Layers. Journal of Transportation Engineering, 130 (5), 658-664. Bergareche, E. (2004). 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ISSN 2073-4360. pp 18. 31 Capítulo 02: Neumáticos fuera de uso sus características y la caracterización del polvo de ellos utilizado RESUMEN El presente capítulo se presenta una descripción de los diferentes cauchos naturales, sintéticos y de este último cual es el más utilizado en la fabricación de neumáticos y sus propiedades. Luego los neumáticos su importancia, composición, partes, el mercado, generación y tendencia de trituración en Argentina de los neumáticos fuera de uso (NFU). También los efectos, como residuos, que ocasiona en el ambiente y algunas técnicas de revalorización. Por último, el triturado de NFU que se ha utilizado en esta investigación, aportado por una empresa, del cual se muestran sus ensayos físicos de caracterización como su granulometría y densidades. 2.1 El caucho El caucho es una sustancia natural o sintética que se caracteriza por su elasticidad, repelencia al agua y resistencia eléctrica. El natural se obtiene de un líquido lechoso de color blanco llamado látex, que se encuentra en numerosas plantas (Tropac, 2001). También puede ser caucho sintético que se prepara a partir de hidrocarburos insaturados (Engineering Plastics, 1999). 2.1.1. Caucho natural En su estado natural, el caucho se encuentra en forma de una suspensión coloidal presente en el látex de plantas productoras de caucho. Uno de estos ejemplos es el árbol Hevea Brasiliensis, que pertenece a la familia de las Euforbiáceas y es originario de la región amazónica. Otro árbol productor de caucho es el Castilloa elástica, conocido como el árbol del hule, el cual es nativo de México y ha sido ampliamente utilizado desde tiempos prehispánicos para la fabricación de pelotas. Sin embargo, debido a eventos de piratería llevados a cabo por los británicos, se comenzaron a establecer plantaciones de estas especies en diferentes regiones, incluyendo Indonesia, Malasia, Tailandia, China y la India. Adrián Noel Segura 32 Estas áreas son responsables en la actualidad de la producción de aproximadamente el 90 % del caucho natural a nivel mundial. La expansión de las áreas destinadas al cultivo del caucho alcanzó su punto máximo en los años inmediatamente anteriores a la Segunda Guerra Mundial (1939-1945). En las colonias británicas de la India, Malasia y el archipiélago Malayo, las plantaciones llegaron a abarcar alrededor de 1820000 hectáreas. En las Indias Orientales, bajo el dominio holandés (hoy Indonesia), se sumó una extensión de cultivo de 1420000 hectáreas, completando así un total mundial de 3640000 hectáreas, antes de la gran devastación de los cultivos en el Lejano Oriente durante la Segunda Guerra Mundial (Friedenthal, 2004). Durante la Segunda Guerra Mundial, quedó en claro la significativa importancia política y económica del caucho natural cuando su suministro se agotó. Este acontecimiento aceleró la investigación y desarrollo del caucho sintético en diversas naciones. Para el año 1990, la producción global de caucho superó la marca de 15 millones de toneladas métricas, de las cuales 10 millones correspondieron al caucho sintético (Tropac, 2001). En 1834, el químico alemán Friedrich Ludersdorf y el químico estadounidense Nathaniel Hayward hicieron un descubrimiento importante: al agregar azufre a la goma de caucho, se lograba reducir y eliminar la pegajosidad presente en los objetos fabricados con dicho material. Posteriormente, en 1839, el inventor estadounidense Charles Goodyear llevó este avance un paso adelante, aprovechando las investigaciones previas de los químicos. Goodyear descubrió que, al calentar caucho junto con azufre, se eliminaban las propiedades indeseables del caucho en un proceso que bautizó como "vulcanización". Como resultado de ésta, el caucho adquiría una mayor tenacidad, elasticidad y una mayor resistencia a las variaciones de temperatura en comparación con el caucho sin vulcanizar. Además, el caucho vulcanizado se volvía impermeable a los gases y presentaba resistencia frente a la abrasión, la acción de sustancias químicas dañinas, el calor y la electricidad. También demostraba tener un coeficiente de fricción elevado en superficies secas y uno más bajo en superficies mojadas por agua (Shackelford, 2002). En la mayoría de los casos, el caucho en su forma bruta se combina con aditivos. Se emplean ciertas sustancias adicionales para conferirle mayor Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 33 elongación sin necesidad de endurecerlo, como ocurre con el carbonato de calcio y el sulfato de bario, también conocido como barita. Otros aditivos refuerzan el material para conferirle una mayor dureza "shore" en el producto final, tales como el negro de humo, el óxido de zinc, el carbonato de magnesio y ciertos tipos de arcillas. Además de esto, se incorporan pigmentos como el óxido de zinc, el litopón y diversos tintes orgánicos para fines de coloración. Asimismo, se utilizan ablandadores en los casos en que el caucho sea demasiado rígido para mezclarse adecuadamente. Estos ablandadores pueden ser derivados del petróleo, como aceites y ceras, así como la brea de pino y ácidos grasos. Este proceso de adición de aditivos al caucho se lleva a cabo con el propósito de modificar y mejorar sus propiedades según el uso previsto (Smith, 2001). No obstante, el agente vulcanizante primario continúa siendo el azufre. Aunque el selenio y el teluro también se utilizan, su empleo suele ser en combinación con una proporción sustancial de azufre. Durante la fase de calentamiento en el proceso de vulcanización, el azufre se mezcla junto al caucho y los demás aditivos. Inicialmente, los aceleradores de la vulcanización eran limitados a óxidos metálicos como el blanco de plomo y la cal. Posteriormente, se introdujeron una amplia gama de aminas orgánicas como aceleradores en el proceso (Eldin et al., 1993). 2.1.2. Caucho sintético El término "caucho sintético" abarca cualquier sustancia artificial que exhiba similitudes con el caucho natural. Su producción implica procesos químicos, como la condensación o la polimerización, que parten de hidrocarburos insaturados específicos. Los componentes fundamentales del caucho sintético, denominados monómeros, tienen una masa molecular relativamente baja y se unen para formar moléculas de gran tamaño llamadas polímeros. Una vez fabricado, el caucho sintético también es sometido al proceso de vulcanización para mejorar sus propiedades (Seymour et al., 1995). La génesis de la tecnología del caucho sintético puede remontarse a 1860, cuando el químico británico Charles Hanson Greville Williams identificó que el caucho natural estaba compuesto por un polímero del monómero isopreno. Durante las siete décadas posteriores, se emprendieron investigaciones en laboratorios para lograr la síntesis del caucho utilizando el isopreno como Adrián Noel Segura 34 monómero central. Además, se exploraron otros monómeros en este proceso. Fue durante la Primera Guerra Mundial cuando científicos alemanes lograron polimerizar dimetilbutadieno, resultando en la creación de un tipo de caucho denominado caucho de metilo, aunque con aplicaciones limitadas. Wallace Hume Carothers, químico estadounidense, y su homólogo alemán Hermann Staudinger, marcaron un hito en 1930 al investigar y contribuir al descubrimiento de los polímeros como moléculas gigantes, en cadena, compuestas de un gran número de monómeros. No sería sino hasta este punto que se lograría sintetizar caucho utilizando monómeros distintos al isopreno. A lo largo de la Segunda Guerra Mundial, la investigación llevada a cabo en Estados Unidos culminó en la síntesis de un polímero de isopreno con una composición química completamente equiparable a la del caucho natural (Tropac, 2001). Tipos de caucho sintético Los diferentes tipos de cachos sintéticos son el neopreno, buna, caucho de butilo y otros cauchos especiales. Neopreno Los primeros cauchos sintéticos en parecer fue el neopreno, un polímero derivado del monómero cloropreno. El proceso de obtención del cloropreno involucra materias primas como el etino y el ácido clorhídrico. Introducido en 1931, el neopreno se destaca por su capacidad de resistir altas temperaturas y productos químicos, incluyendo aceites y petróleo. Esta característica lo convierte en un material valioso en aplicaciones como tuberías para el transporte de petróleo y como aislante en cables y maquinaria (Zehev et al., 2006). Buna o caucho artificial En 1935, se produjo un hito significativo cuando químicos alemanes sintetizaron el primer miembro de una serie de cauchos sintéticos denominados Buna. Estos cauchos se obtuvieron mediante el proceso de copolimerización, que involucra la unión de dos tipos diferentes de monómeros, también conocidos como co- monómeros (Baumann et al., 2000). Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 35 Caucho de butilo Fue en 1949 cuando se introdujo por primera vez este tipo de caucho sintético, el cual se obtiene mediante la copolimerización de isobutileno con butadieno o isopreno. Este material posee características plásticas y puede ser moldeado de manera similar al caucho natural, aunque presenta dificultades en el proceso de vulcanización. Aunque su flexibilidad no iguala a la del caucho natural u otros tipos sintéticos, su resistencia a la oxidación y a la corrosión es notable. Gracias a su baja permeabilidad a los gases, se emplea en los tubos interiores de los neumáticos de automóviles (Friedenthal, 2004). Caucho SBR El caucho estireno butadieno, comúnmente conocido como SBR, se caracteriza por ser un copolímero formado a través de la polimerización de una mezcla de dos o más monómeros: el estireno y el 1,3-butadieno. Este tipo de caucho sintético ostenta el título de ser el más ampliamente utilizado en todo el mundo. La industria de los neumáticos lidera la demanda del SBR, siendo responsable de consumir el 75 % de la producción global de este material. En segundo y tercer lugar se encuentran los sectores del calzado y la construcción respectivamente. Además, el SBR se emplea en diversas modificaciones de polímeros y en la fabricación de adhesivos. Su versatilidad se manifiesta en la creación de juntas, correas, mangueras, tacos de goma para pedales de freno y embrague, esteras, enmarcado de suelos y ventanas, compuestos para calafateo, baldosas, esponjas, suelas de calzado, y una variedad de otros usos. La demanda del SBR es influenciada por factores como el sector de los usuarios finales, las fluctuaciones de precios y la competencia a nivel global y regional (Botasso, 2018). En el espectro de variantes significativas se encuentran (Friedenthal, 2004): • Copolímero estadístico de estireno/butadieno (SBR): Ampliamente empleado en cubiertas de vehículos livianos, ya sea en estado puro o mezclado con goma natural. • Polibutadieno: Confiriendo una notable resistencia a la abrasión en neumáticos, así como excelente durabilidad en bajas temperaturas (entre las mejores de las gomas de uso diverso), pero demostrando menor Adrián Noel Segura 36 adherencia en superficies húmedas, lo cual puede dar lugar a deslizamientos. Por esta razón, suele combinarse con SBR o goma natural. • Cis-1,4 poli-isopreno: Prácticamente idéntico a la goma natural, por lo que puede reemplazarla sin dificultad. • Copolímeros de etileno/propileno (EP): Estos elastómeros resultan incompatibles con otros elastómeros de uso múltiple. Aunque pueden vulcanizarse con azufre mediante la introducción de un termonómero (como hexadieno o diciclopentadieno), esta acción incrementa notablemente los costos. • Policloropreno o neopreno: Con aplicaciones amplias que aprovechan su resistencia a aceites y solventes. De acuerdo con el código del International Institute of Synthetic Rubber Producers (Instituto Internacional de Productores de Goma Sintética, IISRP), los copolímeros de SBR se clasifican en diferentes categorías: • SBR serie 1000: Copolímeros obtenidos por copolimerización en caliente. • SBR serie 1500: Copolímeros obtenidos por copolimerización en frío. Sus propiedades dependen de la temperatura de reacción y del contenido de estireno y emulsificante. La variación de estos parámetros afecta el peso molecular y por lo tanto las propiedades de la mezcla vulcanizada. • SBR serie 1700: SBR 1500 extendida con aceite. • SBR series 1600 y 1800: Se mezcla negro de carbón con goma SBR 1500 durante la producción mediante la incorporación de una dispersión acuosa de negro de carbón con el látex de SBR previamente extendido con aceite. Se obtiene una mezcla maestra cercana al producto final luego de la coagulación y secado. En términos generales, los cauchos SBR comparten equipos y métodos de procesamiento con el caucho natural, diferenciándose mayormente en cuestiones de detalle o escala. Otro contraste discernible entre el SBR y el caucho natural radica en la menor adhesión que presenta en su estado crudo el primero. Esta particularidad le permite ser mezclado con mayor eficiencia, gracias a su mayor capacidad de carga (debido al uso de negro de humo), utilizando el ciclo “up-side Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 37 down”, lo que conlleva a una dispersión óptima en un tiempo menor. En términos de extrusión, los SBR presentan propiedades superiores a las del caucho natural, principalmente debido a una menor propensión a la prevulcanización, a menos que el nivel y tipo de negro de humo desempeñe un papel más importante en este aspecto que el propio caucho (Friedenthal, 2004). Propiedades de rotura En cuanto a los cauchos SBR, es importante señalar que en su estado original carecen de propiedades mecánicas destacadas, lo que demanda la incorporación de altos volúmenes de carga reforzante en los compuestos. Un elemento de suma relevancia es el tamaño de partícula del negro de humo empleado, el cual desempeña un papel esencial en la resistencia a la rotura de los compuestos de caucho SBR. En este sentido, se ha observado que los compuestos que incluyen negros de humo de partículas más pequeñas exhiben valores más elevados en términos de carga óptima. Sin embargo, es crucial tener en cuenta que un exceso de negro de humo, más allá de cierto umbral, puede desencadenar una disminución en la capacidad de resistencia a la rotura de los compuestos (Askeland, 2001). Propiedades dinámicas En términos de propiedades dinámicas, es importante destacar que el caucho SBR presenta ciertas limitaciones que restringen su utilidad en aplicaciones donde la generación de calor debido a solicitaciones cíclicas es un factor relevante. Esto se debe a su fase plástica pronunciada, lo que se traduce en una alta histéresis en los vulcanizados de SBR. Este comportamiento podría ser la distinción más significativa en términos de propiedades dinámicas entre el caucho SBR y el natural. Esta desventaja se vuelve particularmente crítica en casos de productos de goma con espesores considerables que están expuestos a cargas repetitivas. La pobre conductividad térmica y, en consecuencia, la ineficacia para disipar el calor de la goma agrava la situación. En situaciones de fatiga, el SBR exhibe una resistencia destacada a la formación de grietas, pero presenta debilidades en cuanto al crecimiento de las mismas o a la expansión de cortes, debido a sus propiedades de rotura relativamente bajas. Una manera de superar estas limitaciones es mediante la Adrián Noel Segura 38 combinación de las propiedades de diferentes tipos de caucho, utilizando mezclas en proporciones que se ajusten a los requisitos y condiciones específicas de uso a las que serán sometidos los compuestos (Friedenthal, 2004). Degradación En lo que respecta a las dos formas de deterioro, se puede concluir que el caucho SBR supera al caucho natural tanto en términos de resistencia a la inversión como al ozono, así como en el envejecimiento oxidativo en un sentido más amplio. Su mayor resistencia al ozono amplía sus aplicaciones potenciales en productos que estarán expuestos a las condiciones climáticas, a menos que existan fundamentos sólidos para emplear otro tipo de elastómero de mayor resistencia. (International Tire And Rubber Association Foundation Inc., 2005) Abrasión El caucho SBR destaca por su resistencia al desgaste, especialmente en situaciones donde el desgaste se debe a la fatiga causada por la fricción, superando en este aspecto al caucho natural. Esta superioridad lo ha llevado a ser ampliamente utilizado en las bandas de rodadura de neumáticos de automóviles. Sin embargo, su alta histéresis, que resulta en una mayor generación de calor, limita su aplicación en neumáticos de vehículos pesados, donde la disipación del calor es crucial para mantener la resistencia y durabilidad de la carcasa del neumático. La resistencia a la abrasión del caucho SBR varía según el tipo y cantidad de negro de humo utilizado en su formulación, y se ha observado que esta propiedad puede mejorarse notablemente mediante la combinación del caucho SBR con caucho polibutadieno en la composición (International Tire And Rubber Association Foundation Inc., 2005). 2.2 Neumáticos En la actualidad, los vehículos exhiben prestaciones sumamente elevadas, y se otorga una creciente relevancia a las funciones desempeñadas por las ruedas. Estas asumen la crucial tarea de soportar el peso del vehículo, transferir la potencia generada por el motor, garantizar la dirección precisa y permitir un frenado efectivo, culminando en un control óptimo sobre el vehículo en su conjunto. La importancia de un buen neumático radica en que este es el único medio de Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 39 contacto entre el vehículo y el suelo, y ejerce las siguientes funciones: • Soportar el peso del vehículo, de ahí que todos no deben llevar el mismo tipo de neumático. • Participar en la sujeción del vehículo ante la tendencia del mismo a salirse en las curvas debido a la fuerza centrífuga. • Soportar el vehículo cuando está parado, pero también en movimiento, y tiene que resistir las transferencias de cargas en la aceleración y el frenado. • Amortiguar las irregularidades de la carretera, garantizando la comodidad del conductor y de los pasajeros, así como la longevidad del vehículo. • Conservar las prestaciones al mejor nivel durante millones de vueltas de rueda. El desgaste del neumático depende de sus condiciones de uso, pero, sobre todo, de la calidad del contacto con el suelo. • La presión juega por tanto un papel esencial, actúa sobre: el tamaño y la forma de la zona de contacto y la distribución de esfuerzos sobre los distintos puntos del neumático. Composición del neumático El proceso de transformación del caucho en bruto implica su amasado en molinos de masticación y mezcla, donde se utilizan dos rodillos que giran a velocidades distintas. Este procedimiento provoca el ablandamiento del caucho al inducir la ruptura de sus moléculas largas en fragmentos más reducidos. Después de ser amasado se agregan: negro de carbón, óxido de zinc, azufre, caucho regenerado y ablandadores. Cada uno de estos ingredientes cumple una finalidad determinada. En el proceso de transformación del caucho, se emplean agentes aceleradores de naturaleza química con la finalidad de acortar el tiempo necesario para la vulcanización, al mismo tiempo que brindan protección al caucho terminado contra los efectos del envejecimiento provocado por la luz y el aire. Estos aceleradores desempeñan un papel esencial en la optimización del proceso. Asimismo, para conferir propiedades específicas al caucho, se utilizan ablandadores o plastificantes, que pueden consistir en aceites minerales o vegetales, ceras y alquitranes. Estos componentes contribuyen a modificar la Adrián Noel Segura 40 flexibilidad y maleabilidad del material, permitiendo la obtención de características deseadas en el producto final. Una vez completada la fase de masticación, el caucho avanza a través de calandrias, que se componen de tres rodillos huecos dispuestos en vertical. Este proceso somete al caucho a un laminado que resulta en la formación de hojas delgadas. Además, entre los rodillos, se incorporan tejidos de algodón, logrando la adhesión del caucho a este material y generando láminas finas con propiedades específicas. El proceso de creación de un neumático implica diversas etapas cuidadosamente orquestadas. Comienza con el corte del tejido revestido de caucho en tiras, estratégicamente dispuestas para formar ángulos que aumenten la resistencia de la estructura. Estas tiras se moldean alrededor de un núcleo de hierro, dando forma al armazón esencial del neumático. La superficie de rodadura se configura alrededor de este armazón mediante el uso de una tira de caucho masticado y compuesto, mientras que en el borde se coloca una tira especialmente resistente con hilos de alambre, que conforma el borde del neumático y entra en contacto con la pestaña de la rueda. Una vez completado el ensamblaje, el neumático es posicionado en un molde previamente esculpido con el patrón de rodadura deseado. La combinación de calor, administrado mediante vapor, y presión, desencadena la vulcanización del caucho gracias al azufre presente en su composición, fortaleciendo y consolidando la estructura del neumático. Una minuciosa inspección verifica la calidad del producto final, que es cuidadosamente preparado y embalado para su posterior distribución (Rubber & Plastic News, 1998). Además del caucho natural, se emplea otro material para la fabricación de neumáticos: el caucho sintético, el cual se obtiene en su mayoría a partir del petróleo crudo. Un ejemplo de esto es el SBR o "Bruna S", elaborado a partir de estireno y butadieno, tal como se mencionó previamente. Este tipo de caucho sintético ha sido ampliamente utilizado en la banda de rodadura de los neumáticos, demostrando una durabilidad superior al caucho natural con un aumento del 30 % en su vida útil. En la actualidad, alrededor de la mitad del consumo total de caucho proviene de variedades sintéticas, lo que resalta la creciente importancia y uso de estos materiales en la industria de neumáticos. Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 41 2.2.1. Partes del neumático En su esencia, una rueda neumática se configura como un espacio teórico lleno de aire bajo presión, con la capacidad de absorber las imperfecciones del camino. Esta característica, en conjunto con el sistema de suspensión, desempeña un papel crucial en brindar comodidad a los ocupantes del vehículo. En ella se pueden diferenciar cuatro partes principales, Figura 2.1 (Arias, 2004). La función principal de la estructura textil es prevenir la expansión excesiva de la cámara debido a la sobrepresión del aire, a la vez que confiere estabilidad dimensional al conjunto. Para lograr esto, se utilizan materiales como tejido de rayón, nailon o poliéster en su composición. La banda de rodamiento La superficie exterior circular de la cubierta, situada sobre la carcasa, cumple la función de evitar la fricción directa de esta última con la superficie del pavimento. Este componente exhibe una alta capacidad de resistencia a la abrasión, lo que minimiza el desgaste ocasionado por la fricción. Además, desempeña múltiples roles, tales como proporcionar adherencia, facilitar la evacuación del agua, contribuir al confort acústico, entre otros beneficios. En términos de composición, se utilizan diversos materiales para su elaboración, incluyendo caucho natural, caucho sintético, negro de humo, sustancias de vulcanización y elementos para proteger contra el envejecimiento prematuro. Los flancos o costados de la cubierta Su función es salvaguardar la carcasa de los impactos del clima y de posibles laceraciones mecánicas, como las que podrían ocurrir debido al roce con bordillos u obstáculos en la acera. Adicionalmente, actúa como punto de conexión entre la banda de rodadura y los talones de la cubierta, y alberga las marcas de identificación de la misma. En términos de composición, esta parte de la cubierta puede estar elaborada con diversos materiales, como caucho natural, caucho sintético, negro de humo, sustancias de vulcanización y componentes para proteger contra el envejecimiento prematuro. Adrián Noel Segura 42 Los talones Estos elementos rígidos, conocidos como talones, desempeñan un papel crucial en la cubierta al ajustarse a las pestañas de la llanta, evitando así que la cubierta se desprenda debido a las deformaciones. Están construidos utilizando materiales como goma dura e hilos de acero para lograr esta función de sujeción y estabilidad. Figura 2.1. Esquema de partes de un neumático. (Segura et al., 2018) 2.2.2. Tipos de neumáticos y su fabricación En las denominadas cubiertas sin cámara, conocidas como "tube-less", se implementa un enfoque donde la cámara se integra directamente en la propia estructura de la cubierta. Esto se logra incorporando una capa interna en la cubierta, que consiste en una lámina de material con un grosor de aproximadamente 1,5 - 2,5 mm y que posee una baja permeabilidad al aire. La función principal de esta lámina es doble: en primer lugar, contribuye significativamente a mantener la presión del aire en el neumático y, en segundo lugar, evita la difusión del aire a presión dentro de la cubierta, previniendo así desprendimientos entre los distintos componentes de la cubierta. Este enfoque elimina la necesidad de una cámara de aire tradicional y ofrece ventajas en términos de rendimiento y seguridad. Existen dos categorías principales de cubiertas según la estructura de su carcasa: las cubiertas convencionales o diagonales, y las cubiertas radiales. En las cubiertas convencionales, la carcasa se compone de múltiples capas, conocidas como telas o lonas, cuyos hilos se extienden oblicuamente desde un talón hasta el opuesto. La inclinación de los hilos en cada capa es exactamente opuesta a la Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 43 inclinación de los hilos en las capas adyacentes. Por otro lado, en las cubiertas radiales, el número de capas de tela es menor y sus hilos se extienden radialmente desde un talón hasta el otro. En ambas categorías, las capas de tela se pliegan sobre sí mismas alrededor de los arcos metálicos del talón para asegurar la sujeción de las capas en la estructura de la cubierta. Adicionalmente, en las cubiertas radiales se incluye un cinturón ubicado bajo la banda de rodadura, con hilos dispuestos en un ángulo casi circunferencial y opuesto en capas sucesivas que forman el cinturón. Esta característica proporciona características específicas de desempeño. En el año 1948, en pleno contexto de la Segunda Guerra Mundial, Michelin introdujo una innovación revolucionaria en la industria de neumáticos: los neumáticos radiales con bandas de cables de acero. Esta novedad, denominada "radial", se distingue por la disposición de los cables de las lonas en un ángulo de 90 grados con respecto a la línea central de la llanta. Adicionalmente, para fortalecer aún más la estructura del neumático, se incorpora un cinturón de lona de acero que recorre toda la circunferencia, brindando estabilidad al neumático. Antes de esta introducción, prevalecían los neumáticos de construcción diagonal, también conocidos como convencionales, en los cuales las lonas se extendían oblicuamente desde un talón al otro del neumático. Estas lonas se dispusieron en una dirección diagonal, mientras que las capas subsiguientes se colocaban en dirección contraria, formando una trama cruzada. Este cambio en la tecnología de neumáticos marcó un hito significativo en la industria automotriz y tuvo un profundo impacto en la eficiencia, durabilidad y rendimiento de los vehículos (Botasso, 2018). 2.2.3. La industria de los neumáticos Tres grandes fabricantes de neumáticos, Bridgestone, Michelin y Goodyear, tienen un control conjunto del 58 % del mercado mundial desde hace más de cinco años. En 2012, estos tres fabricantes y sus filiales representaron ventas por un total de 76000 millones de dólares, lo que equivale al 40 % de las ventas globales de neumáticos. Su cuota de mercado ha crecido a medida que han expandido su alcance geográfico a través de adquisiciones y empresas conjuntas. Estas tres Adrián Noel Segura 44 empresas generan al menos el 75 % de sus ingresos a través de la fabricación de neumáticos. En un segundo grupo de fabricantes de neumáticos destacan Pirelli, Continental AG y varios productores asiáticos como Sumitomo, Yokohama, Hankook, Cheng Shin/Maxxis International y Hangzhou Zhongce. Estos fabricantes, en conjunto, controlan alrededor del 25 % de las ventas globales de neumáticos. Además, Hangzhou Zhongce, un fabricante chino de neumáticos con participación estatal del 50 % y asociación con Zhongce Investment de Hong Kong, también forma parte de este grupo. Goodyear ha establecido una asociación conjunta en América del Norte y Europa con Sumitomo, en la que tienen una participación de 75/25, para producir neumáticos Dunlop. Sumitomo, por su parte, controla el 80 % de P.T. Sumi Caucho en Indonesia. Bridgestone obtiene ingresos de su participación del 34 % en BRISA, una empresa en Turquía, y también de su participación del 16 % en Nokian, una compañía finlandesa. El fabricante de neumáticos líder mundial, Bridgestone, continúa generando el 21 % de sus ventas en Asia, donde opera 11 plantas de neumáticos y alrededor de 20 instalaciones con diversos productos de caucho. Michelin posee una participación del 10 % en Hankook y otra del 10 % en P.T. Gajah Tunggal, el vigésimo sexto fabricante de neumáticos más grande, en el cual GITI Tire Pte. Ltd. de Singapur tiene una participación del 49,8 %. Mitsubishi Corp. ha aumentado su participación en Toyo Tire & Caucho Co en aproximadamente un 6 % mediante una inversión de 25 millones de dólares. Entre las 75 empresas líderes en la industria de neumáticos, se distribuyen de la siguiente manera: China alberga a 24 de ellas, India a 10, Europa a 9, Taiwán a 5, mientras que Japón y Estados Unidos cuentan con 4 cada uno. Por su parte, Rusia y Corea contribuyen con 3 empresas respectivamente. La fabricación anual, para el año 2018, de neumáticos alcanza alrededor de 1300 millones de unidades, y esta cantidad está prevista que aumente en los próximos años debido al crecimiento en las economías en desarrollo. Se estima que la industria en su conjunto experimentará un crecimiento anual de ingresos Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 45 cercano al 7 %, con el objetivo de alcanzar una cifra total de 220000 millones de dólares en el año 2015, según la fuente citada. Los principales fabricantes de neumáticos y productos de caucho en general consideran que América Latina está experimentando un crecimiento significativo. En Argentina, debido al nivel de madurez alcanzado en su industria automotriz y al desarrollo de sus instalaciones de fabricación de neumáticos, también ha experimentado un aumento en la última década. En el año 2018, en Argentina se manufacturan aproximadamente 20 millones de neumáticos al año, abarcando una variedad de usos, de los cuales alrededor de 14 millones están destinados a vehículos automotores. Estos neumáticos se producen tanto para el consumo local como para su exportación. Hoy producen neumáticos en Argentina una empresa nacional y dos multinacionales (Botasso, 2018). 2.2.4. Generación de neumáticos Uno de los elementos más emblemáticos de las sociedades modernas altamente desarrolladas y fuertemente ligadas al uso de automóviles son los neumáticos que ya no se utilizan. Además, diversas áreas de producción como la minería, el transporte de carga y pasajeros por carretera, la agricultura y cualquier tipo de vehículo que dependa de neumáticos, eventualmente, requerirán cambiar sus ruedas desgastadas. Cuando estos neumáticos desgastados son descartados debido a un cambio, se les llama Neumáticos Fuera de Uso, abreviado como NFU. La generación de NFU se puede decir que es la siguiente: • En Estados Unidos se generan unos 274 millones de unidades de NFU por año según (Rubber Manufacturers Association, 2021). • Según datos de SIGNUS (2022), sistema integrado de gestión español de gestión de NFU, en España unas 200000 t/año son desechadas. • En Brasil, según el programa RECICLANIP (2022) 441.000 t/año de pneus (neumáticos) son declaradas. Adrián Noel Segura 46 • En Argentina se generan unas 135000 t/año según datos de la cámara de la industria del neumático citar informe del ministerio de ambiente (MAyDS 2020) La generación en Argentina a la que se hace referencia se distribuye aproximadamente de la siguiente manera: un 8 % en la región del Noroeste Argentino (comprendiendo Jujuy, Salta, Tucumán, Catamarca y Santiago del Estero), otro 8 % en la región de Cuyo (abarcando La Rioja, San Juan, Mendoza y San Luis), un 18 % en la región del Noreste Argentino (incluyendo Formosa, Chaco, Misiones, Corrientes, Entre Ríos y Santa Fe), un 58 % en la región Centro (constituida por la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Buenos Aires, Córdoba y La Pampa) y finalmente un 8 % en la región Sur (englobando Neuquén, Río Negro, Chubut, Santa Cruz y Tierra del Fuego). (Rodríguez, 2019). Entre 2013 y 2018, el volumen reciclado de NFU en Argentina muestra una tendencia ascendente, consolidando 69,2 % de incremento para el período como lo refleja la Figura 2.2 (MAyDS 2020). Figura 2.2. Trituración de NFU en Argentina. (MAyDS 2020 adaptado) Se estima que el neumático usado medio, de un coche o de un camión ligero, pesa aproximadamente 9,5 kg. Los neumáticos industriales y de camiones pueden pesar desde 16 kg hasta más de 100 kg (Lund, 1996). 2.3 Ambiente 2.3.1. Desarrollo sostenible La utilización de la energía ejerce una influencia significativa en prácticamente 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 To ne la da s Años Trituración de Neumáticos Asfaltos altamente modificados con polvo de neumático fuera de uso (NFU) en mezclas asfálticas retardantes de la fisuración refleja 47 todos los aspectos del entorno natural. La búsqueda frenética de recursos energéticos para satisfacer las demandas industriales ha impulsado el crecimiento económico; el acceso a nuevas fuentes de energía ha desempeñado un papel crucial en la mejora de la calidad de vida de los habitantes de nuestro planeta. No obstante, esta búsqueda también ha conllevado un alto precio ambiental: derrames de petróleo, degradación del suelo debido a actividades mineras, contaminación del agua y el aire, así como la amenaza del calentamiento global debido a la acumulación de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero. El deseo de mantener un suministro de energía constante, asequible y en constante expansión a menudo entra en conflicto con la preservación del medio ambiente. El concepto de desarrollo sostenible ocupa un lugar destacado en los debates relacionados con el medio ambiente. Un número considerable de empresas ha abrazado la filosofía intrínseca al desarrollo sostenible al adoptar medidas que van más allá de los requisitos legales para proteger el entorno natural. El emergente campo de la Industria ecológica desempeña un papel fundamental en la promoción del desarrollo sostenible al implementar estrategias destinadas a reducir el consumo de recursos. La cuestión de la energía plantea desafíos significativos en términos de mantener un desarrollo sostenible. La quema de depósitos terrestres de petróleo, gas y carbón representa una práctica claramente incompatible con el enfoque sostenible. La razón primordial para limitar su utilización radica en su contribución al aumento de la concentración de CO2, el producto final del proceso de combustión. De todas maneras, los recursos de combustibles fósiles no constituyen una fuente de energía inagotable; su período de viabilidad puede extenderse por décadas o incluso siglos, según las políticas energéticas que se adopten. En la actualidad, nuestra dependencia de combustibles fósiles, como el petróleo, el gas y el carbón, es sustancial. Hace ciento cincuenta años, nuestra principal fuente de energía era la madera, pero posteriormente, durante la Revolución Industrial, el carbón la reemplazó. En las últimas cinco décadas y en la actualidad, el gas y el petróleo son las fuentes predominantes de energía. No obstante, esto representa sólo una etapa en nuestra evolución, ya que los recursos de combustibles fósiles se agotarán, abriendo paso a otras modalidades de obtención de energía. Las predicciones sobre la disponibilidad de un recurso energético están vinculadas a Adrián Noel Segura 48 la inversión monetaria y al esfuerzo necesario para su extracción. El suministro de energía y la sustitución de recursos se ven fuertemente influenciados por la velocidad a la que consumimos energía. La disminución del consumo energético conlleva la reducción del impacto ambiental, prolonga las reservas disponibles y amplía el período para el desarrollo de nuevas tecnologías. (Spiro et al., 2004). La incorporación de polímeros reciclados, como el polvo de neumáticos triturados, en la modificación de mezclas asfálticas es una técnica orientada a reducir la necesidad de polímeros vírgenes, los cuales se derivan del petróleo. Además, esta técnica implica reemplazar una fracción del asfalto convencional con un residuo, en este caso neumáticos usados. Este enfoque tiene un doble propósito: primero, permite dar un nuevo propósito a los neumáticos desechados, mitigando su impacto ambiental; y segundo, disminuye el requerimiento de petróleo al sustituir dos componentes de origen petrolífero en la mezcla. En consecuencia, esta sustitución no sólo contribuye a la reutilización de neumáticos en desuso, reduciendo su huella ambiental, sino que también minimiza el consumo de petróleo al reemplazar materiales cuya fabricación está relacionada con él. Esto, a su vez, tiene un efecto positivo al extender el periodo de disponibilidad de las reservas petroleras, facilitando la emergencia de nuevas tecnologías enfocadas en un uso energético más eficiente y en la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles. 2.3.2. Neumáticos y sus efectos en el ambiente En la actualidad, los neumáticos desechados representan uno de los desafíos más apremiantes debido a sus características particulares, lo que demanda una atención especial. Aunque no son catalogados como residuos peligrosos, sí requieren una gestión específica en la categoría de residuos urbanos asimilables. La responsabilidad de gestionar esta problemática recae en los gobiernos municipales, que, por sí solos, se encuentran limitados en su capacidad técnica y económica para abordarla de manera efectiva. Dado este escenario, la administración debe desempeñar un papel crucial en la planificación y ejecución de la recolección y tratamiento de estos neumáticos en desuso. En este proceso, es esencial la participación de las empresas involucradas en la producción y distribución de neumáticos, las cuales deben asumir un papel activo. (Carrasco, 1998). Asfaltos altamente modificados con polvo de n