ES2259930B1 - Dispositivo para la modificacion de betunes. - Google Patents

Abstract

Se describe un dispositivo 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. El dispositivo consta de un silo para el polvo de caucho que se alimenta a través de un dosificador, hasta un premezclador, hasta el que accede el betún procedente de los tanques de la planta, llevándose a cabo la mezcla en este premezclador hasta la obtención de una alta uniformidad, aunque sin reducir significativamente el tamaño de las partículas de caucho, que se transfiere a otra unidad de mezcla provista de un elemento mezclador como molino coloidal u otro, o bomba con efecto mezclador hasta obtener una mezcla totalmente homogénea que se transfiere a un tanque de espera o directamente a la planta de aglomerado.

Description

Dispositivo para la modificación de betunes.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo 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 desa-
rrollo de un dispositivo mediante el que resulta posible llevar a cabo la modificación de betunes con la adición de granulado o polvo obtenido a partir de productos de caucho de desecho, especialmente neumáticos, que presenta la particularidad ventajosa de que permite obtener una mezcla con un grado de uniformidad muy alto merced al sometimiento de los productos intervinientes a varías fases de mezclado con la colaboración de un mezclador adicional conectado a un tanque de almacenamiento intermedio, posicionado corriente arriba respecto al tanque de almacenamiento definitivo, o desde el que, en su caso, puede ser transferido el producto final hasta la planta de aplicación o uso. La mezcla así obtenida resulta especialmente indicada para la elaboración de aglomerados asfálticos susceptibles de ser utilizados 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, 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.

Antecedentes y sumario de la invención

La modificación de betún constituye una técnica bien conocida por los expertos en la materia, para la construcción de carreteras, mediante la que se obtienen mejoras considerables respecto a una serie de características del aglomerado asfáltico obtenido.

De igual modo, los expertos en la materia son también conocedores de que en un aglomerado asfáltico convencional, se utiliza entre un 94 y un 96% de áridos y arena de distinto tamaño, y entre un 4 y un 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 básicamente 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.

A la hora de la modificación del betún, es decir, durante el proceso de 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, centrando el problema 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 la 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 a 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.

Debido principalmente al peso molecular diferente de los dos materiales que se pretende mezclar, la consecución de una perfecta homogeneización representa todavía más dificultades. Alguno de los métodos utilizados empleaban necesariamente un tiempo prolongado hasta conseguir una mezcla homogénea, con el consiguiente coste de energía y de material. Por ello, resulta fundamental el hecho de poder contar con dispositivos apropiados que permitan llevar a cabo la elaboración del producto deseado en condiciones adecuadas y dentro de los parámetros establecidos para la consecución de un betún modificado que muestre un comportamiento realmente eficaz cuando se utiliza en cualquiera de las aplicaciones previstas para el mismo y citadas en lo que antecede.

Ya se propuso mediante el documento de Patente núm. 200101702, del mismo titular, un sistema mediante el que se logra modificar adecuadamente los betunes, siendo dicho sistema de concepción simple y de realización económica. El sistema descrito en este documento prevé la disposición de un silo de almacenaje del polvo de caucho con los aditivos que correspondan, desde el que se alimenta dicho polvo de caucho, a través de un dispositivo dosificador, hasta un mezclador en el que desemboca también una conducción proveniente de los tanques contenedores del betún, realizándose así la mezcla efectiva de ambos ingredientes, y siendo suministrada directamente la mezcla, ya sea hasta un tanque de espera o ya sea hasta la planta de aplicación. La temperatura está controlada tanto en el dispositivo mezclador como en el tanque de almacenaje.

El sistema propuesto por esta patente anterior supuso ya un avance importante en lo que a sistemas y medios de preparación de betunes modificados se refiere, con respecto a lo que se conocía hasta ese momento. Sin embargo, los experimentos y ensayos llevados a cabo con posterioridad, han demostrado que aún es posible mejorar las características de uniformidad y homogeneidad del producto acabado, con todas las ventajas que de ello se derivan, sin necesidad de modificar los parámetros operativos, y con la utilización de un dispositivo algo modificado respecto al sistema de la mencionada patente anterior, para permitir que el producto pueda ser sometido a varias operaciones sucesivas de mezclado y ser llevado hasta el tanque de almacenamiento final, o en su caso hasta la planta de aplicación, solamente cuando se estime o se compruebe que realmente se han alcanzado dichas características de uniformidad y homogeneidad deseadas.

A tal efecto, el dispositivo propuesto por la presente invención presenta la particularidad de que tras el suministro del polvo de caucho y de sus aditivos hasta un primer dispositivo de mezcla, o "premezclador", al que se alimenta también el betún ya sea con anterioridad, simultáneamente, o con posterioridad al polvo de caucho, destinado a lograr una distribución uniforme del polvo de caucho en el betún, desde donde la premezcla así lograda se alimenta a un segundo tanque (o tanque intermedio), desde donde fluye hasta un segundo dispositivo de mezcla, es decir, un mezclador externo al primer tanque, donde se somete a una mezcla enérgica, y a cuya salida se encuentra dispuesta una válvula de tres vías que actúa selectivamente para devolver el producto recibido desde el mezclador externo de nuevo hasta dicho segundo tanque, para ser sometido a otras operaciones adicionales de mezcla, o bien dejarlo pasar hacia una segunda válvula que al ser susceptible de actuación seleccionable, dirige el betún modificado definitivo hacia un tanque de almacenamiento definitivo o hacia una conducción que lo lleva hasta la planta o el lugar de aplicación. Se han previsto medios de mantenimiento de la temperatura tanto en el dispositivo premezclador como en los tanques de que disponga el dispositivo.

De acuerdo con una realización alternativa, cuando no se precise controlar el número de operaciones de mezcla de los componentes del betún modificado, el tanque intermedio y el tanque de almacenamiento final pueden constituir un único elemento, de modo que la válvula de tres vías situada a la salida del mezclador externo y relacionada con dicho tanque intermedio, estará ahora relacionada con dicho elemento único de almacenamiento y recirculación de producto.

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 titulo 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 los diferentes módulos de que consta el dispositivo modificador de betunes.

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 mezclador 3 que, en el caso de la representación, aparece unido directamente al dosificador 2 y el mezclador 3 pueden- estar separados por una cierta distancia, realizándose el transporte del polvo de caucho 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. El sistema puede igualmente constar de más de un mezclador 3 para aumentar la capacidad de producción.

En la representación de la Figura 1 se aprecia también que el mezclador 3 desemboca una salida 4 de una conducción que procede de los tanques de la planea 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 este último presenta su salida unida directamente a un tanque 5 que constituye una unidad de mezcla definitiva, pudiéndose considerar por lo tanto al mezclador 3 como un "premezclador", en el cual se trata de distribuir lo más rápidamente posible las partículas del polvo de caucho de forma uniforme en el betún, sin reducir significativamente el tamaño de las partículas.

El betún premezclado en el dispositivo mezclador 3 y transferido al tanque 5 se conduce a través de una tubería a un dispositivo mezclador exterior 9 que puede ser un molino coloidal u otro molino adecuado, o una bomba con efectos mezcladores que expulsa el betún nuevamente al tanque 5 desde donde fluye nuevamente al dispositivo mezclador 9, produciéndose de esta forma una circulación del betún a través del dispositivo mezclador 9 hasta conseguir la perfecta homogeneización del producto. Durante esta circulación la válvula 10 bloquea la salida del betún modificado al tanque 6 así como a la tubería 12 de salida hacia la planta. Una vez finalizado el proceso de homogeneización y diluido el caucho totalmente en el betún se acciona la válvula 10 que es de tres vías, de tal forma que el betún expulsado del mezclador 9 no circula al tanque 5 sino, según la posición de la válvula 11, es transferido al tanque de espera 6 o directamente a la planta a través de la tubería 12.

En el caso de que no se considere necesario o conveniente controlar con exactitud el número de pasadas del betún por el dispositivo mezclador 9, se puede suprimir la separación entre el tanque 5 y 6, formándose de esta manera un sólo tanque, colocándose la válvula 10 al extremo del tanque 6 produciéndose así una circulación del contenido total del tanque por el mezclador 9 y al mismo tiempo expulsándose el betún requerido por la planta por la conducción correspondiente.

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 y 6, se ha previsto la formación de una cámara 7 de calentamiento por aceite térmico que circunda externamente a dicho mezclador 3, así como la provisión de un serpentín 8 situado en el interior de los tanques 5 y 6. Igualmente están calefactadas mediante aceite térmico todas las instalaciones de conducción de betún, válvulas y el dispositivo mezclador 9.

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 precedente 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 enérgica agitación y durante el tiempo necesario para conseguir una distribución uniforme del polvo de caucho en el betún, sin buscar una homogeneización perfecta de la mezcla. Una vez conseguida la uniformidad de la mezcla, ésta es transferida al tanque 5 desde donde fluye al dispositivo mezclador exterior 9, que tratándose de un molino o bomba produce sobre la mezcla de betún y polvo un intenso efecto mecánico de mezcla, al contrario del suave efecto de mezcla por agitación del mezclador 3.

Después de varias pasadas por este dispositivo 9 mediante la circulación del betún por el tanque 5, con las partículas del polvo reducidas al mínimo cerca de la dilución total y una homogeneización perfecta, el producto final así obtenido se transfiere al tanque 6 o varios tanques de espera, desde donde podrá ser posteriormente bombeado a la planta de aglomerado, a no ser que las circunstancias hagan aconsejable el paso del producto a la planta directamente desde el mezclador 9.

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 comprendidas en la gama de 150ºC a 180ºC. Esto se consigue fácilmente mediante la instalación de calentamiento proporcionada por la citada cámara 7 de calentamiento para el mezclador 3, y los serpentines 8 de los tanques 5 y 6.

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, deben 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 funcionamiento 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 (4)

1. Dispositivo para la modificación de betunes, mediante el que se posibilita la obtención de betunes modificados con la incorporación de 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 corno para la fabricación de membranas, láminas, impermeabilizaciones, sellantes de fisuras, grietas y juntas, emulsiones, y similares, siendo dicho dispositivo del tipo de los que incorporan un elemento o silo (1) de almacenamiento del polvo de caucho para la alimentación de éste hasta un medio (3) de mezcla por medio de un medio (2) dosificador, caracterizado porque dicho medio (3) de mezcla constituye un premezclador de los componentes intervinientes, es decir, el polvo de caucho con sus aditivos y el betún alimentado a través de una conducción (4), destinado a conseguir una distribución uniforme del polvo de caucho en el betún, estando este premezclador (3) en comunicación con un depósito intermedio (5) desde el que fluye la premezcla hasta un mezclador (9) externo a cuya salida se ha previsto la incorporación de una válvula (10) de tres vías mediante la que se determina selectivamente la devolución de la mezcla de nuevo hacia dicho tanque intermedio para su sometimiento a nuevas operaciones de mezcla en el mencionado mezclador (9) externo, o bien el envío de la mezcla, una vez uniformizada y homogeneizada, hacia una segunda válvula (11) mediante la que se determina selectivamente el envío de la mezcla final hacia un tanque (6) de almacenamiento definitivo del producto o hacia una conducción (12) de alimentación a la planta o lugar de aplicación.

2. Dispositivo para la modificación de betunes según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo mezclador exterior (9) consiste esencialmente en un molino coloidal u otro molino adecuado, o bomba con efectos mezcladores.

3. Dispositivo para la modificación de betunes según las reivindicación 1 y 2, caracterizado porque se ha previsto la inclusión de medios de mantenimiento de temperatura tanto en el medio premezclador (3) como en el tanque (5) intermedio y en el tanque (6) de almacenamiento del betún modificado.

4. Dispositivo según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en una realización alternativa en la que no es necesario controlar el número de recirculaciones del producto desde el tanque intermedio a través del mezclador (9) externo, ambos tanques intermedio (5) y final (6) están unidos entre sí, constituyendo un tanque único, y estando la bomba (10) de tres vías en comunicación con dicho tanque único.