ES2351451B1 - Obtención de materiales resistentes al fuego a partir de residuos procedentes de la industria conservera. - Google Patents
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- C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
Abstract
Obtención de materiales resistentes al fuego a
partir de residuos procedentes de la industria conservera.
La invención se refiere a la obtención de
productos con alta capacidad de resistencia al fuego empleando
residuos procedentes de la industria conservera, como las conchas de
moluscos.
Los productos desarrollados se caracterizan
porque, en su composición, el material proveniente de las conchas de
moluscos acondicionadas representa más del 40% en peso del producto
final.
El reciclado del material permite una nueva
aplicación de alto valor añadido para los residuos generados en la
industria conservera, al ser utilizados como materiales resistentes
al fuego en productos de gran demanda, en edificios, naves e
instalaciones industriales.
Description
Obtención de materiales resistentes al fuego a
partir de residuos procedentes de la industria conservera.
Se refiere la presente invención a la obtención
de productos para la protección pasiva contra el fuego, mezclando
constituyentes procedentes de conchas de moluscos con aglomerantes y
con aditivos absorbentes de agua, siendo la proporción de dichos
constituyentes más del 40% en peso y base seca, del producto
final.
La invención es aplicable fundamentalmente al
ámbito de la obtención de materiales resistentes al fuego
utilizables en un amplio espectro de formas y utilidades en el
sector de la construcción de edificios, naves e instalaciones
industriales. Estos materiales pueden utilizarse en forma de
revestimientos, enfoscados, gunitados y paneles, sean estos
flexibles, rígidos o semi-rígidos. Se puede destacar
su uso en divisiones o compartimentaciones resistentes al fuego como
puertas cortafuego, tabiques, mamparas, trasdosados, falsos techos y
en la protección de estructuras metálicas, bien mediante placas o
bien mediante proyectado (gunitado).
Algunos de los productos comerciales empleados
para la protección pasiva contra el fuego, tienen una composición
química y propiedades que pueden esperarse en mezclas de componentes
inorgánicos como los que conforman los productos que se describen en
esta patente.
Otras patentes (ES2245895) han demostrado que es
posible obtener materiales aislantes térmicos y resistentes al fuego
a partir de ciertos residuos industriales sin valor de mercado
(cuando no onerosos para el medio ambiente). Las conchas de moluscos
son materiales calizos, compuestos fundamentalmente por carbonatos
de calcio y magnesio. Sin embargo, dichos componentes pueden tener
previsiblemente un comportamiento comparable al de otros compuestos
inorgánicos como el silicato cálcico.
Por otra parte, la elevada producción de la
industria conservera, ha supuesto en los últimos tiempos un notable
incremento de los residuos generados, en forma de conchas, residuos
que, en una proporción considerable, se están depositando en
vertederos. Como alternativa al vertido se han descrito en los
últimos años aplicaciones de reciclado de las conchas de moluscos:
en productos cerámicos y hormigones (JP2004323314; NL1000871C,
WO5000506ES, KR20020060867, CN1439615, US6248166, CN1872513 ES
2254011 A1 y WO2006/035091 A1) y en procesos para la fabricación de
carbonato cálcico (ES2 169680 y ES2 190830). Las características de
los materiales aislantes obtenidos a partir de residuos de conchas
de moluscos que se describen en esta patente, los hacen competitivos
frente a otros productos comerciales con propiedades de aislamiento
térmico o resistencias al fuego similares o inferiores.
Por tanto, con la presente invención, además de
obtenerse un producto con valor de mercado, se consigue disminuir
los problemas medioambientales ocasionados por los residuos
procedentes de la industria conservera de moluscos, mediante su
reciclado, reduciéndose al mismo tiempo el coste de gestión y
vertido de las conchas de moluscos generadas en dicho sector.
A continuación se pasan a describir de manera
muy breve la figura que ayuda a comprender mejor la invención y que
se relaciona expresamente con una realización de dicha invención que
se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta:
Figura 1.- Ensayo de resistencia al fuego del
producto.
Hay que resaltar que durante la realización del
ensayo no se ha detectado emisión de gases, y el cilindro ha
mantenido la estabilidad mecánica antes, durante y después del
ensayo.
La invención se refiere a la obtención de
productos con alta capacidad de resistencia al fuego empleando
residuos procedentes de la industria conservera, como las conchas de
moluscos.
La presente invención permite utilizar, por
primera vez, en elementos constructivos de aislamiento y de
protección pasiva contra el fuego, un material procedente de
residuos de conchas de moluscos, en una proporción mayor del 40% en
peso y base seca del producto final, el cual está constituido por
conchas de moluscos con un tamaño de partículas de manera que el 99%
sea inferior a 200 \mum y el 90% inferior a 100 \mum. Se pueden
utilizar las conchas molidas, pero resulta un producto final de
mejores propiedades cuando los residuos de las conchas además de
molerse se calcinan, con lo que se destruyen los restos de materia
orgánica adherida a las conchas. Aunque dicha materia orgánica no es
ningún impedimento serio para esta aplicación, con su eliminación
las características estéticas y mecánicas del producto final se ven
mejoradas apreciablemente.
Los residuos de conchas pueden someterse también
a una serie de pre-tratamientos adicionales tales
como: ataques con ácidos o con bases, o una molienda avanzada tras
la calcinación, seguida de un tamizado para conseguir un producto
con un menor tamaño de partícula. El alcance de estas operaciones
viene dado por el grado de mejora que se desee conseguir en el
material final con respecto a las siguientes propiedades:
resistencia al fuego, conductividad térmica, densidad, capacidad
calorífica, capacidad de almacenamiento de agua, coeficiente de
absorción acústico, resistencia a compresión, flexión e impacto,
rigidez de los productos, dureza y color.
Para la fabricación del producto final, el
material proveniente de las conchas de moluscos previamente tratadas
se ha de mezclar con alguno de los siguientes componentes:
- \sqbullet
- Aglomerantes (cemento, yeso, cal, escayola, óxido de magnesio, alúmina o fosfatos).
- \sqbullet
- Residuos con propiedades aglomerantes y resistentes al fuego: cenizas o escorias procedentes de la valoración energética de distintos combustibles (carbón o biomasa).
- \sqbullet
- Aditivos capaces de producir reacciones endotérmicas (sales hidratadas, hidróxidos).
- \sqbullet
- Aditivos que aumentan la capacidad de almacenamiento de agua (vermiculita, silica gel, perlita, arlita, geles super-absorbentes de agua).
- \sqbullet
- Aditivos que pueden aumentar la porosidad del producto (polvo de aluminio, agua oxigenada).
- \sqbullet
- Aditivos que mejoran la resistencia mecánica del producto (fibras orgánicas o inorgánicas).
- \sqbullet
- Aditivos que mejoran la presentación de los productos finales (colorantes).
- \sqbullet
- Aditivos que alteran el tiempo de fraguado del material (cloruro sódico, aditivos fluidificantes o superplastificantes).
En cualquier caso, el contenido de los aditivos
y/o aglomerantes no superará, en base seca, el 60% en peso del
producto final.
El proceso de elaboración básico consiste en la
obtención de una pasta homogénea, añadiendo la proporción de agua
requerida a la mezcla del material procedente del residuo de
conchas, aglomerante y otros aditivos, en función de las propiedades
y de la aplicación que se vaya a dar al producto final.
Adicionalmente, en el caso de productos
conformados, las piezas podrán ser sometidas, durante o tras el
periodo de fraguado, a una serie de operaciones que ayuden a mejorar
alguna de sus propiedades aislantes o mecánicas, tales como:
- -
- La utilización de consolidantes. La consolidación consiste normalmente en la inmersión de la pieza conformada una vez fraguada, en una solución que se introduce en los poros de la pieza, creando una malla que mejora las propiedades mecánicas del producto (resistencia a compresión, flexión e impacto, rigidez y dureza). Este tratamiento puede hacerse igualmente mediante impregnación con brocha o mediante un rociado a baja presión (máximo 0,5 bar).
- -
- Tratamiento con recubrimientos protectores especiales y/o pinturas.
Para la fabricación del producto en un ejemplo
de realización práctica, unos residuos procedentes de la industria
conservera (conchas de berberechos) se lavaron y se sometieron a un
tratamiento térmico a 500ºC durante 1 hora y a continuación a una
molienda y tamizado, obteniéndose un producto con un 90% de
granulometría inferior a 63 \mum.
El material anterior junto con yeso, fibra de
vidrio y vermiculita, se mezcla con agua en las proporciones
mostradas en la Tabla 1.
Los sólidos indicados anteriormente se colocan
en una amasadora planetaria, y se mezclan durante cinco minutos a
una velocidad media de 140 rpm, hasta conseguir una mezcla
homogénea. Posteriormente se añade el agua, en la relación que
optimiza las propiedades aislantes y mecánicas para esta
composición, amasándose en la amasadora planetaria durante diez
minutos, a velocidad media de 140 rpm, hasta que se obtiene una
pasta homogénea.
A continuación, se rellenan moldes con la pasta.
En este ejemplo se han fabricado cilindros de 4,2 cm de diámetro y
20 cm de altura. Una vez relleno el molde, la probeta se deja
fraguar a temperatura ambiente, y se desmolda a las 24 horas. La
probeta desmoldada se deja que finalice su curado a temperatura
ambiente durante un periodo superior a 28 días.
Tras este periodo de curado se obtiene un
producto con una densidad de 895 kg/m^{3}. La resistencia a
flexión alcanza un valor de 2,04 MPa, mientras que la resistencia a
compresión vale 2,17 MPa.
Finalizado el periodo de curado, el cilindro
obtenido se somete al ensayo de resistencia al fuego según norma
UNE-EN 1363-1, como se muestra en la
Figura 1. Para ello, se ha expuesto el cilindro en toda su
superficie exterior al programa térmico que aparece descrito en
dicha norma, y se han registrado las temperaturas tanto en la
superficie expuesta como en el centro del cilindro. Para analizar la
capacidad aislante del cilindro, se ha medido, el tiempo que tarda
en alcanzarse en el centro del cilindro la temperatura de 550ºC
(t_{550}). Los resultados obtenidos durante la realización del
ensayo muestran que el tiempo necesario para que se alcance en el
centro del cilindro la temperatura anterior es de 15 minutos y 43
segundos, el cual es similar al que presentan otros cilindros
fabricados con productos comerciales que se han sometido al ensayo
en las mismas condiciones (valores de t_{550} entre 14 y 19
minutos).
Claims (5)
1. Obtención de materiales a partir de residuos
procedentes de la industria conservera, caracterizado porque
más del 40% en peso en base seca del material final está constituido
por conchas de moluscos con un tamaño de partícula de manera que el
99% sea inferior a 200 \mum y el 90% inferior a 100 \mum.
2. Obtención de materiales a partir de residuos
procedentes de la industria conservera según reivindicación 1,
caracterizado porque las conchas de moluscos son pretratadas
mediante calcinación para la eliminación de la materia orgánica
remanente en las conchas.
3. Obtención de materiales a partir de residuos
procedentes de la industria conservera según reivindicación 2,
caracterizado porque las conchas de moluscos pretratadas se
someten a un tratamiento de molienda y tamizado, para la utilización
de una fracción de menor tamaño de partícula y a ataques con ácidos
o bases, para la eliminación de residuos indeseables.
4. Obtención de materiales a partir de residuos
procedentes de la industria conservera según reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el material se somete a un
tratamiento de consolidación, mejorando las características y
propiedades aislantes, mecánicas y físicas del material final.
5. Utilización del material aislante obtenido
según reivindicaciones anteriores, para su uso en elementos
destinados a la protección pasiva contra el fuego.
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| ES200901300A ES2351451B1 (es) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | Obtención de materiales resistentes al fuego a partir de residuos procedentes de la industria conservera. |
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2009
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2010
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Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2351451 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20111024 |