MX2013014914A - Proceso de fabricacion de aislamiento termico y acustico para aplicaciones en la construccion, en base a caucho reciclado. - Google Patents

Abstract

En la presente invención se hace mención del proceso de reutilización para la elaboración de un aislante a partir de llantas de caucho en desuso, el cual es utilizado en el área de construcción de viviendas, edificios, etc. La reutilización del caucho de las llantas es a partir de un proceso mecánico el cual consiste en la trituración del material, en el cual se obtiene una sustancia en forma de fibra esponja, que hasta el momento no tenia aplicación, pero después de un proceso de caracterización se identificaron propiedades térmicas y acústicas que hacen de éste material, además de su baja densidad y manejabilidad, una excelente opción para ser integrada en la industria de la construcción para mantener las habitaciones en una condición térmica y acústica estable, para el desarrollo de las actividades humanas sin perturbaciones. Su forma de implementación de éste material aislante, es mediante la colocación en la zona interior de las estructuras de los paneles divisorios en una casa habitación, actuando al absorber las ondas térmicas para mantener una temperatura confortable dentro de la habitación, siendo además un material sustentable, así como disminuir los decibeles acústicos.

Description

Proceso de fabricación de aislante térmico y acústico para aplicaciones en la construcción, en base a caucho recielado.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La producción actual de llantas y la mala disposición de éstas; ha provocado una serie de problemas ambientales, sociales y de salud principalmente. Este tipo de problemas han sido parcialmente resueltos desde los 70’s en Estados Unidos y desde los 90’s en países de Latinoamérica, sin embargo, los esfuerzos no han sido suficientes y esto representa al mismo tiempo un área de oportunidad para las diferentes áreas de la ingeniería, entre ellas la civil. (COCEF -BECC, 2008).

Esta invención se refiere al proceso de reutilización de caucho obtenido a partir de las llantas en desuso de cualquier tipo de vehículo terrestre, el cual es procesado para obtener un material de baja densidad y espumoso, presentando propiedades aislantes térmicas y sónicas.

Dadas las características de éste material tiene su aplicación en la industria de la construcción de casa-habitación, edificios, etc., siendo ésta una propuesta sustentable, además de sustituir materiales utilizados actualmente como aislantes de base de asbesto que son nocivos para la salud.

Su implementación se realiza mediante la colocación de una capa de éste material entre las paredes divisorias de los edificios, las cuales están fabricadas principalmente de paneles de tabla roca, el campo de acción del material está basado en la absorción de las ondas térmicas, manteniendo temperaturas adecuadas para el confort de seres vivos (humanos, animales, plantas, etc.) ANTECEDENTES DE l_A INVENCIÓN: Es bien sabido que a nivel internacional, existe una gran problemática para la eliminación de las llantas de automóviles, debido a que las formas de procesado para ser recieladas son limitadas o muy costosas, por lo cual se opta por procesos de eliminación no ambientalistas, que causan daños al medio ambiente irreversibles, por lo cual muchas compañías a nivel internacional han puesto sus ojos en éste problema, para identificar un proceso para reutilizar o reciclar éste material de caucho, además de visualizar un producto final para su implementación en diversas áreas.

Por ejemplo se presentan las siguientes empresas como fundamento de la invención.

El dopadamente de protección ambiental de Pennsylvania (DEP), tiene un programa de reciclado de llantas residuales, en el cual aprueba el uso de tiras de neumáticos como un agregado grueso alternativo drenajes de sistemas sépticos. El material remplaza piedra triturada. (DEP, 2004) La patente CN201474208 (U) da a conocer un método para la elaboración de un material aislante a partir de partículas de caucho de neumático con diámetro de 0.01mm a 5mm; además de ser un material aislante, posee características como alta resistencia química, resistencia a la deformación y absorbencia nula patente KR20040110041 (A) da a conocer un método para la elaboración de una lámina aislante térmica y sonora. Consiste en la licuefacción de neumáticos residuales y sintetizarlos con uretano residual para asegurar la función aislante.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN: Los detalles y características del proceso de reutilización para la elaboración de un aislante a partir de llantas de caucho en desuso se muestran claramente a continuación: El primer paso para realizar la invención es a partir de la forma actual del triturado del neumático, la cual consiste en producir pequeños especímenes de caucho para ser utilizado en diversas aplicaciones, como pueden ser: impermeabilizantes, material base para pistas de tartán y canchas de pasto sintético y como material de agregado para el concreto de baja resistencia, entre muchas otras. Al realizar el proceso para la obtención de caucho triturado se obtiene un residuo de fibras textiles con alto contenido de caucho. Actualmente éste residuo es desechado por su nulo aprovechamiento para la industria. Las características de esta fibra han sido poco estudiadas y las compañías trituradoras de llantas se encuentran en búsqueda de una aplicación para poder aprovecharla. (Tirechip, 2013).

Por la razón antes mencionada se realizó una investigación para determinar las propiedades térmicas y acústicas de la fibra de llanta, para ser utilizada como aislante en sustitución de la fibra de vidrio, empleada en construcciones como aislamiento, tanto térmico como acústico en muros interiores y exteriores. Se realizaron pruebas térmicas y acústicas para validar el material en la aplicación propuesta.

Resultados de las pruebas térmicas: Se utilizaron dos placas de acero con un área total de 149.5 cm2 cada una. Una de estas placas fue conectada a una resistencia de equipo industrial de 169.7 w (en corriente directa). En medio de las dos placas de acero y paralelamente a éstas, se colocó una capa de material aislante de llanta de 3.5 cm de ancho. Se utilizaron dos termómetros de mercurio y dos más de láser para monitorear la temperatura en ambas placas y de esta manera poder determinar su diferencial de temperatura. Una vez instalado todo el equipo, la resistencia se conectó a la corriente eléctrica y se llevó acabo un registro del tiempo y temperatura de ambas placas. Este proceso se llevó a cabo durante 65 minutos y después de esto se observó el estado del aislante.

Presentando una conductividad térmica de 0.0402 - 0.0490 W/(m K), lo cual se encuentra dentro de los rangos de otros aislantes conocidos por la humanidad, obteniendo un excelente material aislante.

Resultados acústicos: La investigación consistió en someter al material propuesto como aislante acústico a una prueba para identificar sus propiedades, sus ventajas y desventajas contra un material utilizado actualmente en la industria de la construcción como es la fibra de vidrio. Dentro de la prueba se utilizó un equipo de sonido de gran capacidad que emitía una serie de sonidos a diferentes frecuencias (100, 250, 500, 2000 y 4000 Hz).

Para realizar la prueba se utilizaron dos cajas huecas sin tapa de paneles de yeso, el primero contiene muros de 33x20 cm, el segundo conformado por cuatro paredes de 20x20 cm, se colocó una caja dentro de la otra simulando los muros de una casa, se probaron con tres diferentes posibilidades de prueba, la primera consistió en rellenar los muros con fibra de vidrio estándar con un espesor de 3.5 cm, la segunda prueba consistió en rellenar con el material aislante a probar, también con un con un espesor de 3.5 cm y la tercer prueba fue sin material acústico, dejando la misma separación entre muros que en las anteriores pruebas.

Se dispusieron 4 sonómetros apuntando directamente a cada una de las caras de los paneles de yeso, con una separación de 30 cm, entre el panel y el sonómetro, se programó el sonómetro para que su rango de captación fuese de 30 a 150 dB y se colocaron las bocinas del equipo de sonido en el interior de las cajas de paneles de yeso. Finalmente se procedió a someter a la prueba los materiales, realizando el experimento tres veces por cada frecuencia. Los resultados mostraron que el aislante a partir de neumático reduce el ruido un 3% más que la fibra de vidrio, por lo cual se concluye que también tiene caracterices de aislamiento acústico.

Con la validación de las pruebas anteriores como material aislante y acústico se obtiene un material que tiene el potencial para ser implementado en la industria de la construcción, mediante en la elaboración de mallas que son integradas entre los muros de las construcciones para mantener aislado el sonido y temperaturas ideales para el cuerpo humano dentro de las habitaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS: Figura 1 Se muestra el material aislante.

REALIZACIÓN REFERENTE A LA INVENCIÓN: Para facilitar la comprensión del proceso de reutilización para la elaboración de un aislante a partir de llantas de caucho en desuso se ilustra mediante los siguientes ejemplos que son ilustrativos y no establecen los límites en cuanto a condiciones, eficacia o aplicaciones de la invención.

Ejemplo de realización: Las pruebas de caracterización de las propiedades térmicas y acústicas se realizaron dentro de los laboratorios de transferencia de energía con todos los equipos debidamente calibrados del Teenológico de Monterrcy Campus Puebla con la finalidad de obtener los resultados que permitan caracterizar al material con la mayor precisión y exactitud posible.

Los resultados que se mencionan en la sección anterior muestran que éste material tiene las características precisas para ser implementado dentro de la industria de la construcción para el aislamiento térmico y acústico en las casas habitaciones.

Un punto importante a mencionar que éste material tiene su elaboración a partir de la reutilización del material a base de cauchos que es obtenido por las llantas en desuso de los vehículos, posteriormente tiene un proceso de triturado, en el cuál se obtiene el material aislante de baja densidad y en forma de esponja, que es desechado por éstas empresas de recielado por no tener alguna utilidad, por lo cual el reciclaje de las llantas de caucho no tienen un 100% de implementaclón, pero a partir de la identificación de las propiedades de éste material se verifica que tiene una implementación en la industria de la construcción, siendo un material de residuo, por lo cual es un material verde, que ayuda a controlar un grave problema que tiene la población en estos momentos.

A partir del material de baja densidad en forma de esponja obtenido por el triturado de las llantas de caucho, el siguiente proceso es realizar una malla del mismo, para obtener capas de diversas longitudes y grosores dependiendo de las condiciones finales de implementación.

El usuario final tendrá a disposición de un rollo de la malla del material que podrá implementar dentro de las paredes divisorias de una construcción ya sea habitacional o de oficinas, donde por lo general los paneles son realizados por material tabla roca, que por su forma de colocación y estructura permite la colocación en el interior de la malla del material aislante. El grosor del mismo dependerá de las condiciones ambientales y de la posición de la construcción y en base a los parámetros del material para calcular la cantidad de material necesario para mantener las condiciones óptimas deseadas.

La ventaja de éste material además de tener excelentes características térmicas y acústicas en comparación a los materiales ya utilizados hoy en día, es la característica de ser un material que se obtiene a partir de la reutilización de un material de caucho que al no saber como reutilizarlo ésta causando alteraciones a nuestro ambiente irreversibles, es por eso que la apuesta por ésta forma de implementarlo, garantizará una ayuda a nuestro ambiente.

El material base residuo de caucho, tiene la adaptabilidad de poder ser un integrador para la formación de paneles en su comercialización industrial, lo cual puede estar contenido en una malla pre fabricada de material de acero variando las dimensiones o básicamente pre construido para que el resultado final de esta elaboración se obtenga un panel ligero para su fácil ejecución limpio y que al final puede recibir cualquier acabado en cemento o yeso para tener la rugosidad final de acuerdo al tipo de construcción.

Claims (7)

REIVINDICACIONES: De acuerdo a lo anteriormente descrito en la presente invención considero como una novedad teenológica en el área de aislantes térmicos y sonoros en específico en la construcción de viviendas y reclamo de mi propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas.

1.- En la presente invención se protege el concepto de aislamiento para la separación de ruido en construcciones del tipo casa/habitación, y/o construcciones en edificaciones para paredes o separaciones. Las características dimensionales así como las posibilidades de espesor para los diseños establecidos, considerados para construcciones comerciales o construcciones de tipo residencial. De igual manera la presente invención tiene la posibilidad de adaptabilidad de acuerdo a las normas de construcción a las que pueda estar sometida de acuerdo a la región de utilización de la invención, relacionando la adaptabilidad y a las características particulares de cada requerimiento. La diversidad de la adaptabilidad está relacionada y es proporcional al espesor y longitud de cada aplicación con relación a la compresión del residuo de llanta que se requiera como elemento aislante.

2.- De acuerdo a la reivindicación 1. La presente invención, relaciona las características de producción de un producto aislante de tipo pared, debido a la integración del material aislante de recuperación de residuo de llanta, por lo cual se protege al diseño y concepto de la invención como un producto ecológico.

3. -Considerando a las reivindicaciones 1 y 2. De acuerdo con las aplicaciones de la presente invención se protege la aplicación industrial para la elaboración por paneles pre - construidos o pre armados. Las dimensiones serán específicas dada la variación de dimensiones para su comercialización. Sin embargo es importante determinar que la resistencia del producto final es característico de acuerdo a la constitución e integración de productos del material aislante y los materiales de los cuales se puede integrar (varilla, alambrón, poliestireno expandido, yeso o perfiles metálicos).

4. -De acuerdo a las reivindicaciones 1, 2 y 3. De acuerdo a la versatilidad y adaptabilidad de un producto industrial. La presente invención tiene la disposición de poder aplicarse como aislante térmico por lo cual se protege a la presente invención como una aplicación en paredes y techos de construcción basado en la integración de materiales para la construcción de acuerdo a las dimensiones de aplicación industrial, así como la relación proporcional de la integración de materiales (varilla, alambrón, poliestireno expandido, yeso o perfiles metálicos). Para la elaboración final de piezas y en específico de paneles que finalmente puedan contener una superficie final a través de una capa fina de cemento y acabado de pintura.

5. -De acuerdo a la reivindicación 1, 2, 3 y 4, se protege a la presente invención al uso del material de residuo de llanta recuperada a través de la molienda de llanta comercial, para la aplicación de acuerdo a las aplicaciones para uso acústico y térmico, considerando que la versatilidad de la comercialización está basada en la compresibilidad del material así como la integración. La integración para la realización de paneles puede estar constituida de acuerdo a uso del material en forma laminar, esférica, o básicamente por relleno. La capacidad de uso está enfocado al tipo de proceso industrial.

6.- De acuerdo a la reivindicación 1, 2, 3, 4 y 5. Se protege un material para la aplicación comercial industrial, con el objetivo de ser un integrador; para su aplicación comercial en la cual puede estar de forma laminar o puede aplicarse en su forma básica como esponja. La versatilidad se basa en la forma de uso: Aplicado este producto en dos formas a) láminas, b) esférico tipo esponja. Puede aplicarse como una multicapa entre dos laminas (hojas) de producto comercial de construcción, para que al final este sándwich, pueda tener las dimensiones adecuadas para aplicaciones en la construcción. La formación final en este sándwich tiene capacidad de disminución de ruido y de térmicas.

7.- De acuerdo a la reivindicación 1, 2, 3, 4, 5 y 6. Se protege a la innovación de acuerdo a los bajos costos de producción e integración del producto para su explotación comercial e industrial, considerando que el concepto de la invención está enfocado a ser un producto ecológico.