ES2215428B1 - Un sistema para la modificacion de betunes. - Google Patents

Abstract

Un sistema para la modificación de betunes. Se describe un sistema mediante el que es posible llevar a cabo la modificación de betunes, de forma simple y eficaz para la obtención de betunes modificados con polvo de caucho procedente de neumáticos usados, susceptibles de aplicación a la elaboración de aglomerados asfálticos. Consta de un dispositivo compuesto por un silo para contener el polvo de caucho que se alimenta, a través de un dosificador, hasta un mezclador, hasta el que accede el betún procedente de la plana de aglomerado, de modo que en dicho mezclador se lleva a cabo la mezcla a una temperatura adecuada obtenida en virtud de una cámara de calentamiento que rodea al mezclador, hasta la obtención de una mezcla uniforme y homogénea que se transfiere, como producto final de betún modificado, a uno o más tanques de espera, donde se mantiene asimismo en condiciones de temperatura controlada entre límites predeterminados en virtud del calentamiento proporcionado por serpentines de calentamiento instalados en cada tanque.

Description

Un sistema para la modificación de betunes.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema para la modificación de betunes, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los medios conocidos y utilizados para los mismos fines en el estado actual de la técnica.

Más en particular, la invención propone el desarrollo de un sistema que incluye un nuevo proceso para la modificación de betunes mediante la adición de granulado o polvo de productos de caucho de desecho, especialmente de neumáticos. Concretamente se trata de conseguir una perfecta mezcla y homogeneización del caucho con el betún, para la elaboración de aglomerados asfálticos como material de construcción, especialmente para carreteras, autovías, autopistas, vías urbanas, etc., así como para la fabricación de membranas, láminas, impermeabilizaciones, sellantes de fisuras, grietas y juntas, emulsiones, y similares.

El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro del sector industrial dedicado a la fabricación de materiales de construcción, de aplicación especial a los fines especificados.

Antecedentes y sumario de la invención

Los expertos en la materia conocen en general el hecho de integrar materiales termoplásticos y elastómeros en el betún, conforme a lo que se denomina "modificación de betún", lo que constituye una técnica bien conocida en la construcción de carreteras, destinada a mejorar una serie de características del aglomerado asfáltico.

Según se conoce también, el aglomerado asfáltico convencional se compone, según sea el caso, de alrededor de un 94 a 96% de áridos y arena de distinto tamaño, y de un 4 a 6% de betún. La utilización de estos aglomerados presenta enormes ventajas en la construcción de carreteras frente a otros materiales. Sin embargo, como contrapartida, estos aglomerados ofrecen también ciertos inconvenientes, consistentes en que, con el calor de la carretera, tienden a ablandarse, y con el frío tienden a agrietarse. La integración en el betún de materiales termoplásticos o elastómeros, separadamente o de forma combinada, formando un ligante bituminoso modificado, mejora extraordinariamente el comportamiento del aglomerado frente a las temperaturas más extremas, consiguiéndose además otras ventajas importantes de tipo mecánico, que no es preciso enumerar aquí por ser conocidas y estar sobradamente comprobadas.

Ahora bien, durante la modificación del betún, es decir, durante la elaboración de las mezclas de termoplásticos y elastómeros con el betún, uno de los problemas fundamentales consiste en conseguir que la mezcla se lleve a cabo de forma rápida, económica, segura y eficaz, lo que equivale a decir que el problema se centra en conseguir una perfecta homogeneización y estabilidad de la mezcla, sin que se produzca la destrucción ni la descomposición de ninguno de los componentes de dicha mezcla.

En el caso de los cauchos sintéticos, especialmente del caucho de butadieno-estireno, el problema radica en el hecho de que el punto de fusión de estos materiales está cerca de su punto de destrucción, por lo que la homogeneización con los medios convencionales ha de efectuarse con sumo cuidado, dado el peligro que representa un aumento de temperatura durante el proceso, no manteniéndose en muchos casos la estabilidad de la mezcla deseada durante el tiempo necesario.

En la mezcla de betún con termoplástico conocida como "EVA", consistente en un copolímero de etileno y acetato de vinilo, un aumento prolongado de la temperatura por encima de 200ºC (392ºF), puede llevar a una degradación del producto, cuya consecuencia sería la formación de ácido acético, generador de vapores que producen una irritación peligrosa en contacto con las personas, así como una corrosión en los metales.

Si se consideran las poliolefinas, el producto más utilizado en la modificación del betún es el polietileno. Aunque entre su punto de fusión y el. de su destrucción existe un amplio margen que permite su manipulación en estado líquido para la mezcla con el betún, la consecución de una perfecta homogeneización representa todavía dificultades, debido principalmente al peso molecular diferente de las dos materias que se pretende mezclar: el polietileno y el betún. El método utilizado hasta ahora consiste en emplear una gran fuerza mecánica mediante molinos, principalmente coloidales, que con un alto consumo de energía, presionan las partículas de polietileno entre las de betún, necesitándose un tiempo prolongado hasta conseguir una mezcla homogénea, con el consiguiente coste de energía y de material.

La presente invención aporta soluciones efectivas a los problemas planteados, puesto que introduce una nueva forma de "modificación de betún" que, por una parte, contribuye a solucionar un problema medioambiental derivado de los enormes excedentes de neumáticos usados, y por otra parte, permite transmitir una serie de cualidades del polvo de caucho a la carretera, como son Negro de Humo que se traduce en resistencia a la influencia ultravioleta, antioxidantes, antiozonos, azufre que proporciona resistencia a la tracción, y naturalmente, caucho natural y caucho sintético, aumentando con ello la elasticidad y la adhesividad.

Hasta ahora, se han realizado numerosos intentos para integrar el granulado o polvo de neumáticos u otros productos de caucho de desecho en el aglomerado, ya sea mediante el sistema "seco", es decir, añadiendo el polvo a los áridos, o ya sea por el sistema "húmedo", es decir, integrando el polvo en el betún. Sin embargo, la mayor parte de estos intentos no han ido más allá del ámbito de las pruebas de laboratorio, y otros no aportan al campo de las modificaciones del betún suficientes ventajas de tipo técnico o de rentabilidad económica como para ser aplicados a escala comercial.

El sistema de la presente invención permite mezclar de forma rápida y con el máximo grado de homogeneidad, el polvo de caucho con el betún, produciéndose un cambio en las especificaciones del betún que le otorgan ventajas sustanciales frente a los betunes no modificados.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características y ventajas de la invención, se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción, detallada que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 muestra una representación esquemática de un dispositivo modificador de betunes que forma parte del sistema de la invención.

Descripción de una forma de realización preferida

Según se expone brevemente en lo que antecede, la descripción detallada de las características que definen a la realización preferida del sistema de la invención, va a ser llevada a cabo en lo que sigue con la ayuda de la Figura única de los dibujos anexos, en cuya representación esquematizada aparece un equipo modificador de betunes realizado según las enseñanzas de la invención. Según se aprecia, el equipo consta de un silo 1 destinado a contener polvo de caucho con determinados aditivos, cuya salida está en comunicación con un dispositivo dosificador 2, y este último, a su vez, con un dispositivo mezclador 3 que, en el caso de la representación, aparece unido directamente al dosificador 2, pero que en el práctica, el dispositivo dosificador 2 y el mezclador 3 pueden estar separados por una cierta distancia, realizándose el transporte del polvo de caucho con aditivos hasta el mezclador 3, con la ayuda de un transportador del tipo de una cinta, un sinfín, algún tipo de sistema neumático, o cualquier otro dispositivo o medio que sea adecuado para los fines perseguidos.

En la representación de la Figura 1 se aprecia también que en el mezclador 3 desemboca una salida 4 de una conducción que procede de los tanques de la planta de aglomerado que contienen el betún, y de modo que a través de dicha conducción se vierte el betún en el interior del mezclador, mientras que este último presenta su salida unida directamente a un tanque 5 de espera de betún modificado.

Con el fin de mantener la temperatura dentro de los márgenes adecuados tanto en el interior del mezclador 3 como en el interior del tanque 5 de betún modificado, se ha previsto la formación de una cámara 6 de calentamiento por aceite térmico que circunda externamente a dicho mezclador 3, así como la provisión de un serpentín 7 situado en el interior de dicho tanque 5.

De acuerdo con lo anterior, el proceso operativo ofrecido por el sistema de la invención resulta sumamente simplificado y fácil de llevar a cabo. Así, el betún procedente de los tanques de la planta de aglomerado, accede al interior del mezclador 3 a través de la conducción 4, a una temperatura predeterminada de alrededor de 200ºC, y más preferentemente comprendida entre 150 y 180ºC, mientras que el polvo de caucho con aditivos procedente del silo 1, se vierte al mezclador 3 por medio del dosificador 2, en una cantidad medida que representa del 5% al 25% del peso total de la mezcla, cuyo vertido se puede realizar antes que, después de, o de forma simultánea con, el betún. En estas condiciones, se acciona el dispositivo mezclador 3, con una agitación constante y durante el tiempo necesario para conseguir la perfecta homogeneización de la mezcla. El producto final así obtenido, se transfiere a uno o varios tanques 5 de espera de betún modificado, desde donde podrá ser posteriormente bombeado a la planta de aglomerado para su uso.

De acuerdo con la invención, la obtención de la homogeneidad de mezcla y el mantenimiento del producto en los tanques de espera en las condiciones apropiadas, exige el mantenimiento de la temperatura respectiva dentro de unos márgenes que, según se ha dicho anteriormente, están comprendidos en la gama de 150ºC a 180ºC. Esto se consigue fácilmente mediante la instalación de calentamiento proporcionada por la citada cámara 6 de calentamiento para el mezclador 3, y el serpentín 7 de cada tanque 5 de espera de betún modificado.

Como se comprenderá, las distintas conducciones y salidas de los diversos dispositivos que intervienen en el sistema de la invención, estarán dotados preferentemente de válvulas u otros medios convencionales de regulación del paso de los materiales y sustancias que hayan de ser suministrados a su través.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma.

No obstante, debe entenderse que la invención ha sido descrita según una realización preferida de la misma, por lo que puede ser susceptible de modificaciones sin que ello suponga alteración alguna del fundamento de dicha invención, pudiendo afectar tales modificaciones tanto a las características del dispositivo descrito como a los propios componentes de la mezcla o a las proporciones en que intervienen.

Claims (5)

1. Un sistema para la modificación de betunes, mediante el que se posibilita la obtención de betunes modificados mediante granulado o polvo de productos de caucho de desecho, especialmente a partir de neumáticos usados, para su aplicación en la elaboración de aglomerados asfálticos utilizables como material de construcción para carreteras, autovías, autopistas u otras vías urbanas, así como para la fabricación de membranas, láminas, impermeabilizaciones, sellantes de fisuras, grietas y juntas, emulsiones, y similares, que se caracteriza porque comprende un dispositivo mezclador (3) al que acceden, por una parte, el polvo de caucho con aditivos procedente de un silo (1) de almacenaje, a través de un dispositivo. dosificador (2), y por otra parte los betunes procedentes de los tanques de la planta de aglomerado, a través de una conducción (4), de modo que la agitación a que se someten dichos componentes en el interior del mezclador durante el tiempo suficiente y en las condiciones de temperatura adecuada, se obtiene la formación de una mezcla homogénea constitutiva del producto final, que es transferida a uno o más tanques (5) de espera de betún modificado, donde se mantiene a una temperatura predeterminada para su posterior envío a la planta de aglomerado.

2. Un sistema según la reivindicación 1, que se caracteriza porque la alimentación del polvo de caucho con aditivos procedente del silo (1) al mezclador (3), se realiza antes, después o simultáneamente con el betún alimentado a través de la conducción (4).

3. Un sistema según la reivindicación 2, que se caracteriza porque la incorporación de polvo de caucho a la mezcla se realiza en una proporción comprendida entre el 5 y 25% del peso total de la mezcla.

4. Un sistema según la reivindicación 1, que se caracteriza porque el mezclador (3) dispone de una cámara (6) de calentamiento por aceite térmico, dispuesta externamente al mismo y alrededor de su perímetro, con el fin de mantener la temperatura interna en unos valores comprendidos en una gama del orden de 150ºC a 180ºC.

5. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque cada tanque (5) de espera de betún modificado dispone en su interior de un serpentín (7) de calentamiento por aceite térmico, mediante el que se mantiene la temperatura interna de dicho tanque en unos valores comprendidos en la gama de 150ºC a 180ºC.