La presente invención se refiere a una composición estabilizadora de caminos que comprende al menos un componente polimérico aglutinante,

al menos un agente que confiere propiedades elásticas, al menos un agente coalescente de película y un sistema de estabilizador de la solución que comprende un agente captador de iones, un regulador de pH y una sustancia bactericida. Asimismo, se contempla el método para la preparación de dicha composición estabilizadora

Composición estabilizadora a base de polímeros para mejora de caminos.

Campo de la invención

La presente invención se relaciona con el campo de la mejora de suelos, en concreto se refiere a una composición con actividad estabilizadora y protectora de caminos construidos a base de albero o zahorra, que presentan inclinación y que son susceptibles de erosión por la acción del agua en escorrentía, así como con los procedimientos para su preparación por compatibilidad directa.

Antecedentes de la invención

Los caminos forestales y rurales se caracterizan por no ser pavimentados. Por ello suelen experimentar un gran deterioro debido principalmente al tráfico rodado y la acción de agentes atmosféricos como la lluvia y el viento. Como consecuencia de ello se erosionan, por lo tanto, su tiempo de vida útil, en muchos casos, se considera corto en relación al coste de ejecución de la obra. El principal factor responsable de la meteorización de los caminos es el efecto de la erosión provocado por el agua en escorrentía. La incidencia de este fenómeno es mayor cuando el terreno presenta cierta inclinación o pendiente. Además este factor afecta con mayor intensidad a los caminos construidos con albero que los de zahorras.

Para paliar en buena medida el problema planteado, se suelen utilizar diversas técnicas de mejoramiento de los suelos, tales como estabilización con diversos agentes y tratamientos con resinas y polímeros. El empleo de polímeros en la estabilización de suelos, tiene como principal objetivo favorecer la unión entre las partículas de áridos (Kent Newman & Tingle S. Emulsión polymers for soil stabilization. 2004 FAA Worldwide airport technology transfer conference, Atlantic City, New Jersey, USA. April 2004). Además proporciona una estructura que presenta propiedades impermeables al agua.

Las composiciones estabilizadoras de suelos contienen normalmente compuestos aglutinantes de las partículas de árido, como por ejemplo las resinas en emulsión acuosa (copolímero vinil-acetato, polímero acrílico, poliacrilamida aniónica, etc.) (Steven Green V. and Stott D. E. Polyacrylamide: A review of the use, effectiveness, and cost of a soil erosion control amendment. Technical papers, 10^th International Soil Conservation Organization Meeting, Purdue University and USDA-ARS National Soil Erosion Research Laboratory, 24-29 May 1999; Flanagan, D.C. and K. Cahudhari. Erosion control with polyacrylamide on steep slopes. Technical papers, annu. Meet. ASAE, Toronto, Ontario, Cañada 18-22 July 1999).

Se conocen composiciones poliméricas que incluyen algunos de los componentes de los contemplados en la presente invención, pero que se suelen destinar a otras aplicaciones tales como productos antipolvo, que aplican a zonas áridas con gran abundancia de partículas de pequeño tamaño, dispersiones plásticas, para consolidar superficies de terrenos blandos con sembrado (WO2006085260) etc.

Además, el empleo en suelos de preparados de acción aglutinante poliméricos tradicionales presenta inconvenientes adicionales:

a) Dificultad de mantener una adherencia permanente al terreno. Es común encontrar zonas tratadas con estos productos, que después de unos meses desde la aplicación pierden la adherencia al terreno y quedan como una capa suelta. Este fenómeno se ve favorecido por la acción del agua de lluvia, el rocío e incluso la humedad. Esta situación puede crear problemas de seguridad a los vehículos que transitan por estos caminos ya que se pueden producir deslizamientos inesperados e indeseados. Además las capas sueltas de polímero también pueden producir caídas a los viandantes que se desplazan por estas áreas.

b) Dificultad en la aplicación. Estos productos están concebidos para diluirse en agua antes de la aplicación sobre el terreno. La acción de los iones calcio sobre los polímeros suelen ocasionar problemas derivados de la coagulación de los mismos. Ello puede provocar la obstrucción de los sistemas de aplicación y pérdida del material debido a su alteración química.

Además, las formulaciones existentes presentan, en general, gran dificultad de aplicación ya que se adhieren al rulo compactador que actúa después de que se haya aplicado el producto. La naturaleza coalescente del material provoca el levantamiento del terreno que se encuentra previamente nivelado y con una compactación inicial.

c) Crecimiento de colonias de hongos y de microorganismos. Se ha observado que después de un periodo lluvioso se produce crecimiento de hongos y microorganismos en el producto aplicado sobre el terreno. Este fenómeno se produce en la cara interna de la capa de polímero.

d) Fragilidad de la película. La resistencia al rasgado de la capa de polímero, en algunos casos, es muy escasa. Por ello, se cuartea con gran facilidad dejando de ejercer la acción protectora para la que había sido concebida. Ello provoca una falta de continuidad de la película. Se producen roturas por múltiples partes, generando faltas que impiden una protección adecuada del terreno tratado. También se ha observado una escasa resistencia a la penetración de la capa de producto que se encuentra sobre el terreno, cuando se somete a condiciones extremas de humedad y temperatura.

Los autores de la presente invención, tras un importante trabajo de investigación, han desarrollado una nueva composición estabilizadora que permite superar estos problemas. Por ello se considera que se trata de un producto de altas prestaciones, pensado para la obtención de superficies consolidadas transitables, especialmente en pendiente y formadas por albero o zahorras y sometidas a la acción erosiva del agua en escorrentía.

Breve descripción de las figuras

Figura 1. Adherencia de la composición de la invención aplicada sobre el terreno después de 13 meses a la intemperie.

Figura 2 (a y b). Adherencia de un producto comercial (SS) sobre el terreno después de 13 meses a la intemperie.

Figura 3. Aparición de colonias de hongos en una zona tratada con un producto comercial (SS).

Figura 4. Resultados de un estudio de la resistencia a la penetración (mm) después de 20 impactos del penetrómetro sobre un mismo punto. Condiciones secas (atmósfera habitual del laboratorio). (B: Blanco; CE: Composición Estabilizadora; SS: producto comercial).

Figura 5. Suma de las profundidades al 20º impacto (mm) en tres tandas de ensayos (A, B, C), realizadas en muestras de albero sumergidas en agua. Composición Estabilizadora (CE) y producto comercial (SS).

Figura 6. Estudio de resistencia a la penetración (mm) tras la acción de 10 (negro) y 20 (blanco) caídas del penetrómetro en muestras de albero sometido a tratamiento térmico-. Producto comercial (SS) y composición de la invención (CE).

Objeto de la invención

En primer lugar, la presente invención se refiere a una composición estabilizadora polimérica para la mejora de caminos que comprende al menos un componente polimérico con actividad aglutinante, al menos un agente que confiera propiedades elásticas, al menos un agente coalescente formador de película y un sistema de estabilización que permite un almacenamiento prologado y una forma de aplicación cómoda.

Otro objeto de la presente solicitud es el procedimiento para la preparación de dicha composición estabilizadora por compatibilidad directa.

Finalmente, es también objeto de la presente invención la aplicación o uso de la composición estabilizadora para la protección de caminos de albero o zahorras, preferiblemente en tramos de caminos no pavimentados, en cunetas y zonas con pendiente, donde llueve con frecuencia.

Descripción detallada de la invención

Un primer aspecto de la invención se refiere a una composición estabilizadora de caminos que comprende al menos un componente polimérico de acción aglutinante, al menos un agente que confiere propiedades elásticas, al menos un agente coalescente que favorece la formación de una capa continua o película y un sistema de estabilización de la solución que comprende un agente captador de iones, que dificulta la coagulación de los polímeros, un regulador de pH y un principio con acción bactericida. Opcionalmente se puede incorporar un agente desmoldeante que facilite el uso del rulo compactador.

Los componentes poliméricos con acción aglutinante tienen la finalidad de adherir de forma permanente las partículas de árido entre sí, actuando como agentes cementantes....

1. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos que comprende, al menos, un componente polimérico con actividad aglutinante, al menos un agente que confiera propiedades elásticas, al menos un agente coalescente que favorece la formación de película y un sistema de estabilización de la solución que comprende un agente captador de iones, una sustancia bactericida y un regulador de pH.

2. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizada porque el componente con actividad aglutinante es el copolímero vinil-versatato.

3. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el agente que confiere propiedades elásticas a los polímeros aglutinantes es el copolímero acrílico estireno.

4. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el agente coalescente que favorece la formación de película es di-isobutilbutirato.

5. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque la sustancia captadora de iones es la sal sódica del ácido etilendiaminotetraacético (EDTA).

6. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque la sustancia bactericida es clorometilisotiazolona.

7. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque la sustancia reguladora del pH de la composición es el amoníaco.

8. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque opcionalmente comprende un agente desmoldeante como el estearato de calcio.

9. Composición estabilizadora polimérica de acuerdo con las reivindicaciones 1-8 caracterizada porque comprende una emulsión acuosa del copolímero vinil-versatato al 55% en un porcentaje en peso comprendido entre 63-77, una emulsión acuosa al 50% del copolímero acrílico-estireno en un porcentaje en peso comprendido entre 9-11, diisobutilbutirato en un porcentaje en peso comprendido entre 2,7-3,3, una disolución acuosa de clorometilisotiazolona al 1% en un porcentaje en peso comprendido entre 0,18-0,22, una disolución acuosa de EDTA al 40% en un porcentaje en peso comprendido entre 0,18-0,22, una disolución acuosa de amoníaco, al 25% en un porcentaje en peso comprendido entre 0,9 y 1,1 y agua en un porcentaje en peso comprendido entre 14-17,2.

10. Composición estabilizadora polimérica según la reivindicación anterior caracterizada porque comprende el copolímero vinil-versatato en un 70%, el copolímero acrílico-estireno en un 10%, diisobutilbutirato en un 3%, clorometilisotiazolona en un 0,2%, EDTA en un 0,2%, amoníaco en un 1% y agua en un porcentaje en un 15,6%.

11. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con las reivindicaciones 1-8 caracterizada porque previamente a su aplicación se diluye en agua.

12. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con la reivindicación 11 caracterizada porque dicha dilución en agua se hace en una proporción de 1:4 ó 1:0,25.

13. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con la reivindicación 12 caracterizada porque la composición diluida 1:4 comprende una emulsión acuosa al 55% del copolímero vinil-versatato en un porcentaje en peso comprendido entre 12,6-15,4, una emulsión acuosa al 50% del copolímero acrílico-estireno en un porcentaje en peso comprendido entre 1,8-2,2, diisobutilbutirato en un porcentaje en peso comprendido entre 0,54-0,66, una disolución acuosa al 1% de clorometilisotiazolona en un porcentaje en peso comprendido entre 0,036-0,044, una disolución acuosa al 40% de EDTA en un porcentaje en peso comprendido entre 0,036-0,044 y una disolución acuosa de amoníaco al 25% en un porcentaje en peso comprendido entre 0,18-0,22.

14. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizada porque la composición diluida 1:4 comprende el copolímero vinil-versatato en un 14%, el copolímero acrílico-estireno en un porcentaje en un 2%, diisobutilbutirato en un 0,6%, clorometilisotiazolona en un porcentaje en un 0,04%, EDTA en un 0,04 y amoníaco en un 0,2%.

15. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con la reivindicación 12 caracterizada porque la composición diluida 1:0,25 comprende una emulsión acuosa al 55% del copolímero vinil-versatato en un porcentaje en peso comprendido entre 50,4-61,6, una emulsión acuosa al 50% del copolímero acrílico-estireno en un porcentaje en peso comprendido entre 7,2-8,8, diisobutilbutirato en un porcentaje en peso comprendido entre 2,16-2,64, una disolución acuosa al 1% de clorometilisotiazolona en un porcentaje en peso comprendido entre 0,14-0,18, una disolución acuosa al 40% de EDTA en un porcentaje en peso comprendido entre 0,14-0,18 y una disolución acuosa al 25% de amoníaco en un porcentaje en peso comprendido entre 0,72-0,88.

16. Composición estabilizadora polimérica para mejora de caminos de acuerdo con la reivindicación 15 caracterizada porque la composición diluida 1:0,25 comprende el copolímero vinil-versatato en un 56%, el copolímero acrílico-estireno en un 8%, diisobutilbutirato en un 2,4%, clorometilisotiazolona en un 0,16%, EDTA en un 0,16% y amoníaco en un 0,8%.

17. Procedimiento de preparación de una composición estabilizadora para mejora de caminos de acuerdo con las reivindicaciones 1-16 que comprende mezclar directamente sobre agua en agitación, una emulsión acuosa del componente polimérico con actividad aglutinante, una emulsión acuosa del agente que confiere propiedades elásticas, el agente formador de película, el agente bactericida, el agente captador de iones y el regulador de pH, hasta homogeneización completa, a temperatura ambiente.

18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17 caracterizado porque el copolímero aglutinante es vinil-versatato.

19. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17-18 caracterizado porque el copolímero con que confiere propiedades elásticas es acrílico-estireno.

20. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17-19 caracterizado porque el constituyente coalescente que favorece la formación de películas es di-isobutilbutirato.

21. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17-20 caracterizado porque la sustancia bactericida es clorometilisotiazolona.

22. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17-21 caracterizado porque el agente secuestrante de iones es la sal sódica del ácido etilendiaminotetra-acético.

23. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17-22 caracterizado porque la sustancia reguladora de pH es el amoníaco.

24. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17-23 caracterizado porque opcionalmente se añade a la composición un agente desmoldeante a la composición como el estearato de calcio.

25. Uso de una composición estabilizadora de caminos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-16 para la protección de caminos.

26. Uso, según la reivindicación 25, donde los caminos son de albero o zahorras.

27. Uso, según la reivindicación 26, donde los caminos son cunetas y zonas con pendiente sometidas a la acción erosiva del agua de lluvia.