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