ES2353440T3

ES2353440T3 - Composición quitanieve antiderrapante.

Info

Publication number: ES2353440T3
Application number: ES07822685T
Authority: ES
Inventors: Roger Sicot; Victor Seita; Yann Denolle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: ATE485354T1; WO2008059057A1; EP2094808B1; RU2009120446A; DE602007010029D1; FR2908780A1; EP2094808A1; JP2010510344A; US7947194B2; FR2908780B1; US20100044622A1; CA2669950A1

Abstract

Composición pulverulenta quitanieve, deshelante y antiderrapante, caracterizada porque comprende una mezcla de sales de calcio que comprende en peso 70 a 90% de cloruro de calcio y 10 a 30% de carbonato de calcio, y porque el cloruro de calcio está en forma de escamas y en forma de perlas, en una relación entre la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de perlas y la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de escamas comprendida entre 0,5 y 1,5.

Description

La presente invención se refiere a unas composiciones pulverulentas, quitanieve y deshelantes con propiedades antiderrapantes. Se entiende designar mediante esta expresión unas composiciones capaces de fundir el hielo, la nieve o más generalmente el agua en forma sólida que recubre diversas superficies, como por ejemplo las carreteras, los puentes, las plazas y las aceras, dejando al mismo tiempo un agente antiderrapante en estas superficies.

Se entiende designar por pulverulenta un polvo seco de diámetro medio comprendido entre 0,6 y 8 mm, que puede ser esparcido mediante cualquier medio de esparcimiento.

El quitanieve más utilizado en la actualidad es el cloruro de sodio, debido principalmente a su bajo coste. El cloruro de sodio permite bajar el punto de fusión del agua en la que se disuelve hasta -21ºC en unas condiciones de laboratorio bien controladas. Pero en las carreteras, el NaCl no funde el hielo a unas temperatura inferiores a -9ºC. Además, las cantidades de sal que deben ser esparcidas para obtener este resultado son muy importantes y van acompañadas de inconvenientes importantes.

El principal problema reside en la dispersión en el medioambiente de grandes cantidades de iones cloruro. Se considera que son responsables de la inhibición de la absorción de agua por las raíces de los árboles y de las plantas. Asimismo, los cloruros se infiltran en las hojas, que se ponen marrones en los bordes hacia el interior y caen prematuramente. Bajo la acción de la lluvia y de la nieve fundida, los cloruros presentes en las hojas caídas se lavan y se redisuelven, y el ciclo vuelve a empezar. De esta manera, se asiste a una acumulación de cloruros en los suelos.

En cuanto a los iones sodio, su acumulación tiende a obstruir la tierra y a favorecer la compactación de los suelos en capas.

Otro aspecto desfavorable relacionado con la utilización de cloruro de sodio, reside en su poder corrosivo sobre las superficies metálicas, principalmente sobre las aleaciones de hierro o de aluminio. Favorece las reacciones de oxido-reducción responsables de la degradación de los metales facilitando los intercambios de electrones.

Numerosas composiciones químicas han sido estudiadas con el fin de sustituir el cloruro de sodio, pero ninguna ha dado plena satisfacción, o bien debido a un coste elevado, a un impacto negativo sobre el medioambiente, o bien porque deterioraban las

superficies tratadas.

Las sales de amonio que funcionan como descongelante, atacan el hormigón, el mortero y los materiales que contienen calcio. Los sulfatos tienden a reaccionar con el aluminato tricálcico del cemento y producen unos crujidos y unas fisuras.

Los anticongelantes orgánicos son menos agresivos para las superficies, pero son mucho más caros que los agentes inorgánicos y constituyen raramente una solución económicamente viable. A esto se añaden problemas de contaminación, debido a que éstos son asimismo más difícilmente biodegradables. Los glicoles, por ejemplo, que se presentan en forma líquida, son resistentes a la degradación y contaminan de manera duradera los estanques de agua.

La publicación de solicitud de patente DE 31 41 644 A1 describe una composición quitanieve que comprende en peso de 50 a 90% de carbonato de calcio y de 10 a 50% de cloruro de calcio, así como el procedimiento de elaboración de esta composición.

Existe por lo tanto todavía en la actualidad la necesidad de un agente anti-hielo o anti-nieve eficaz en unas condiciones extremas, y que permita reducir las cantidades de sales esparcidas en el medioambiente.

De esta manera, la presente invención proporciona una composición esencialmente inorgánica, simple y económicamente aceptable, cuyo poder descongelante es bastante más elevado que el del cloruro de sodio, permitiendo así su utilización en cantidades suficientemente bajas para limitar significativamente su impacto sobre el medioambiente.

Esta composición comprende una mezcla de sales de calcio que comprende en peso 70 a 90% de cloruro de calcio y 10 a 30% de carbonato de calcio.

Más precisamente, la presente invención se refiere a una composición pulverulenta quitanieve, deshelante y antiderrapante, caracterizada porque comprende una mezcla de sales de calcio que comprende en peso de 70 a 90% de cloruro de calcio y 10 a 30% de carbonato de calcio, y porque el cloruro de calcio está en forma de escamas y en forma de perlas, en una relación entre la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de perlas y la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de escamas comprendida entre 0,5 y 1,5.

Dicha composición permite alcanzar unas temperaturas de protección cercanas de -50ºC, es decir que cuando está presente en la superficie de una carretera sometida a un enfriamiento, permite retrasar la aparición de los primeros cristales de hielo hasta

aproximadamente -50ºC.

Este sorprendente efecto tiene por origen la elección del cloruro de calcio y su utilización de manera combinada en dos formas diferentes.

El cloruro de calcio presenta una doble ventaja con respecto al cloruro de sodio. Por un lado, su impacto sobre la bajada del punto de fusión del agua es mucho más elevado. En efecto, la bajada del punto de fusión mediante la disolución de sales es una propiedad denominada coligativa, es decir que depende del número de partículas de soluto presentes. De esta manera, el cloruro de calcio, que se disocia en tres iones (un calcio y dos cloruros) disminuye aún más el punto de fusión del agua que el cloruro de sodio que da sólo dos iones.

Además, mientras que la disolución del cloruro de sodio es un fenómeno endotérmico, que va en contra del objetivo buscado, la disolución del cloruro de calcio es altamente exotérmica, contribuyendo de esta forma a fundir la nieve o el hielo.

El cloruro de calcio está presente en la composición según la invención en forma de escamas y en forma de perlas.

Las perlas son pequeñas esferas que tienen un contenido muy alto en cloruro de calcio, ventajosamente superior a 90% en peso, más ventajosamente todavía comprendido entre 94 y 97% en peso.

Las escamas contienen aproximadamente 77% en masa de cloruro de calcio así como unos residuos de fabricación tales como unas sales alcalinas, de magnesio, cal y agua residual.

Las perlas tienen un calor de disolución más importante que las escamas (679 kJ/mol contra 203 kJ/mol) y por lo tanto son más eficaces. Sin embargo, una razón se opone a la utilización única de perlas en la composición de la invención: el esparcimiento de partículas sólidas esféricas sobre unas superficies ya deslizantes tendría un efecto contrario al buscado, y no contribuiría a asegurar dichas superficies.

Es por lo que los autores de la presente invención han elaborado una composición óptima, en la que las escamas mezcladas con las perlas compensan de manera melánica los efectos de rodamiento que estas últimas podrían ocasionar.

La relación entre la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de perlas y la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de escamas está comprendida entre 0,5 y 1,5, y más ventajosamente aún es superior a 1.

Ventajosamente, la mezcla de sales de calcio comprende en peso

aproximadamente 80% de cloruro de calcio y aproximadamente 20% de carbonato de calcio.

El carbonato de calcio desempeña el papel de antiderrapante. Insoluble en agua, permite aumentar la adherencia a las superficies tratadas, y disminuir los riesgos de resbalamiento, constituyendo una capa de partículas sólidas rugosas que subsisten una vez disueltos los cloruros y fundidos la nieve o el hielo.

Permite además evitar los problemas relacionados con la utilización de la arena, que se adhiere a los zapatos de los peatones y dañan después los Parquets y las baldosas cuando vuelven a sus viviendas. El carbonato de calcio es un sólido más blando que la arena y que se aplasta bajo del peso de las personas. Por lo tanto, permanece inofensivo para los suelos interiores, pero también para los atrios y las superficies exteriores frágiles como los mármoles.

El carbonato de calcio está presente ventajosamente en la composición según la invención en forma de gránulos de por lo menos dos perfiles granulométricos diferentes, y en particular que pertenecen a unas gamas de tamaño distintas.

Se entiende por perfil granulométrico, el recuento de las partículas en función de su tamaño.

Ventajosamente, 50% del carbonato de calcio tiene un tamaño medio de partícula aproximadamente igual a 1,1 mm y 50% un tamaño medio de partícula aproximadamente igual a 1,8 mm.

De esta manera, los gránulos cuyo tamaño es el más elevado están particularmente adaptados a las calzadas en las que circulan vehículos a motor, bicicletas y ciclomotores así como peatones equipados con zapatos cuyas suela presenta amplias ranuras.

Los gránulos de tamaño más pequeño participan en asegurar el paso de peatones que llevan zapatos de ciudad tales como los zapatos de tacón.

La composición según la invención puede comprender además un indicador de esparcimiento coloreado.

Este indicador permite localizar directamente las zonas ya tratadas y evitar así la utilización en exceso de sales.

El indicador de esparcimiento coloreado se fija ventajosamente mediante adsorción sobre una fracción por lo menos del cloruro de calcio. De esta manera, se elimina mediante aclarado con agua que resulta del deshielo de la nieve o del hielo.

Ventajosamente, la cantidad de indicador de esparcimiento representa en peso menos de 0,1% del peso total, y preferentemente 0,01%.

El indicador de esparcimiento es ventajosamente un colorante alimenticio que se puede seleccionar de entre el grupo de los colorantes Exxx, y es preferentemente E 102, E 104, E 110, E 131.

La composición según la invención puede comprender asimismo otros aditivos tales como por ejemplo un agente anti-cuajante.

Se entiende por agente anti-cuajante cualquier agente cuya función es impedir el fraguado en masa, en forma sólida, del agua fundida bajo la acción de la composición según la invención.

El agente anti-cuajante puede ser seleccionado de entre los compuestos y las sales orgánicas y minerales, y es ventajosamente el cloruro de sodio o la urea.

Ventajosamente, la cantidad de urea representa en peso de 2 a 10% del peso total, y preferentemente 4%.

Debido a su coste más elevado que el de NaCl, la composición según la invención no tiene por vocación sustituir a este último en la mayoría de las carreteras y autopistas para las cuales deben ser esparcidas grandes cantidades de quitanieve, pero encontrará más bien unas aplicaciones en medio urbano o en porciones de carretera particularmente peligrosas. Se pueden citar a título de ejemplo las salidas de escuelas, de hospitales, de iglesias, de edificios públicos, las plazas, las aceras, los atrios, las zonas peatonales, las pistas ciclistas, los accesos a las casas y a los edificios, las escaleras exteriores, los puentes, los aparcamientos, pero también las pistas de aeropuerto. Entre los sectores típicos en los que la circulación es delicada por tiempo frío y en los que la invención encontrará asimismo unas aplicaciones, se pueden citar a título de ejemplo las entradas y salidas de autopistas, los intercambiadores de las autopistas, las rotondas, las carreteras en pendiente, las carreteras de montaña, y los puertos de montaña, los sectores urbanos y las zonas limitadas a 30 km/h.

La invención tiene asimismo por objeto la utilización de una composición tal como la descrita anteriormente para provocar la fusión de nieve, de hielo o de cualquier otra forma de agua sólida.

La invención tiene por lo tanto asimismo por objeto la utilización de una composición tal como la descrita anteriormente como quitanieve o deshelante.

La invención tiene asimismo por objeto un procedimiento de preparación de una

composición tal como la descrita anteriormente y que comprende un indicador de esparcimiento coloreado, caracterizado porque comprende las etapas sucesivas siguientes:

-: introducir en un mezclador de palas, o de tornillo, o cualquier otro mezclador

equivalente, una fracción de la cantidad total de cloruro de calcio y el indicador de

esparcimiento;

-: mezclar lentamente hasta repartir uniformemente el indicador de esparcimiento

sobre el cloruro de calcio sin romper las escamas de cloruro de calcio;

-: añadir la fracción restante de cloruro de calcio así como el carbonato de calcio y

eventualmente los demás ingredientes;

-: mezclar hasta obtener una mezcla sólida uniforme.

De manera ventajosa, la primera fracción de cloruro de calcio, con la que se mezclará el indicador, representa 1/8 de la fracción total.

Por lo tanto, es particularmente importante repartir el indicador coloreado de manera uniforma sobre el cloruro de calcio, con el fin de que facilite al usuario final una indicación fiable de la cantidad de composición quitanieve presente en la superficie.

La invención se ilustra, de manera no limitativa, mediante el ejemplo siguiente.

EJEMPLO

El calor de disolución en el agua de una composición según la invención ha sido comparado con la de simples escamas de cloruro de calcio.

Productos:

-El producto de referencia está constituido por CaCl2 en escamas de Chlorure de Calcium 77/80% de la compañía Quaron. -El producto ensayado es una composición según la invención que contiene en peso:

-34,99% de CaCl2 en escamas de “Chlorure de Calcium 77/80%” de la

compañía Quaron -45% de CaCl2 en perlas “Calcium Chloride Prills 94-97%” de la compañía Nedmag -10% de CaCO3 Ø 1,1 mm “Granicalcium” de la compañía Omya 5 -10% de CaCO3 Ø 1,8 mm “Granicalcium” de la compañía Omya -0,01% de colorante “Vert Menthe C” de la compañía Sensient LCW, adsorbido sobre 1/8 del CaC2.

Protocolo experimental: 10

Se han mezclado 30 g de estos dos deshelantes separadamente en 100 g de agua a exactamente 20ºC. Las mezclas han sido dispuestas bajo agitación magnética, a aproximadamente 300 rpm, cada una en un vaso de precipitados aislado por un casco de poliestireno, con el fin de limitar los intercambios térmicos. La elevación de la temperatura

15 en cada una de las dos mezclas, debida a la reacción exotérmica de la disolución del deshelante, ha sido seguida por unas tomas de temperatura espaciadas 10 segundos y trasladadas en función del tiempo.

Resultados: 20

En comparación con un deshelante clásico de referencia, el ensayo demuestra que la elevación de temperatura debida a la reacción exotérmica de disolución del cloruro de calcio es dos veces más importante para el deshelante según la invención. La composición según la invención permite por lo tanto acelerar significativamente la fusión

25 del hielo y de la nieve con respecto a un deshelante clásico.

Claims

1.: Composición pulverulenta quitanieve, deshelante y antiderrapante, caracterizada porque comprende una mezcla de sales de calcio que comprende en peso 70 a 90% de cloruro de calcio y 10 a 30% de carbonato de calcio, y porque el cloruro de calcio está en forma de escamas y en forma de perlas, en una relación entre la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de perlas y la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de escamas comprendida entre 0,5 y 1,5.

2.: Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque la mezcla de sales de calcio comprende en peso aproximadamente 80% de cloruro de calcio y aproximadamente 20% de carbonato de calcio.

3.: Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la relación entre la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de perlas y la cantidad en peso de cloruro de calcio en forma de escamas es superior a 1.

4.: Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el carbonato de calcio está en forma de gránulos de por lo menos dos perfiles granulométricos diferentes.

5.: Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende además un indicador de esparcimiento coloreado, preferentemente adsorbido sobre una parte por lo menos del cloruro de calcio.

6.: Composición según la reivindicación 5, caracterizada porque la cantidad de indicador de esparcimiento coloreado representa en peso 0,01% del peso total.

7.: Composición según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque el indicador de esparcimiento coloreado es un colorante alimenticio que se puede seleccionar de entre el grupo de los colorantes Exxx, y es preferentemente E102, E104, E110, E131.

8. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque comprende además un agente anti-cuajante.

9.: Composición según la reivindicación 8, caracterizada porque el agente anticuajante se puede seleccionar de entre los compuestos y las sales orgánicas y minerales, y es ventajosamente el cloruro de sodio o la urea.

10.: Composición según la reivindicación 9, caracterizada porque la cantidad de urea representa en peso 4% del peso total.

11.: Utilización de una composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en una superficie para provocar la fusión de la nieve, del hielo o de cualquier otra forma de agua sólida presente en dicha superficie.

12.: Procedimiento de preparación de una composición según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque comprende las etapas sucesivas siguientes:

-: introducir en un mezclador de palas, de tornillo, o cualquier otro mezclador

esparcimiento;

sobre el cloruro de calcio sin romper las escamas de cloruro de calcio;

eventualmente los demás ingredientes;

-: mezclar hasta obtener una mezcla sólida uniforme.