Método de reciclaje de residuos aceitosos para elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples.

La presente invención, se refiere a un proceso de tratamiento o co-proceso de reciclaje para residuos aceitosos provenientes de la explotación de los hidrocarburos sus manufacturas y derivados, sin emplear agregados de bancos naturales durante el proceso de transformación con el cual se elabora el nuevo (pavimento modificado tipo seco de usos múltiples), para carpetas asfálticas o hidráulicas, bases, sub-bases y reparación o mantenimiento por bacheo de pavimentos, susceptible de combinaciones y mezclas con agregados pétreos graduados, para lograr las resistencias de valor relativo de soporte y compactación optimas de aplicación en frio con características y propiedades mecánicas plasticidad nula; no tóxico; insoluble e impermeable al agua, libre de lixiviados.

Método de reciclaje de residuos aceitosos para elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples.

Antecedentes

En la actualidad, se generan cantidades incalculables de residuos aceitosos de fracción pesada, en el proceso de explotación de hidrocarburos, sus manufacturas y derivados, (lodos, emulsiones, sedimentos, grasas y aceites gastados), los métodos de control y manejo convencionales para estos residuos, por lo general se basan en la separación físico-química de los compuestos que conforman este tipo de residuos (agua-aceite-sólidos); la desintegración por destrucción térmica, que genera en alguna medida dióxido de carbono, gas al que la comunidad científica internacional atribuye el calentamiento global; y el confinamiento, que en términos ambientales es el traslado de la contaminación de un lugar a otro.

Estos residuos se definen así en términos generales, porque no tienen utilidad en el proceso productivo generador, ni en otros procesos que pudieran emplearlos de materia prima, además se definen contaminantes por los lixiviados que estos emanan al ser expuestos de manera inadecuada al ambiente en (suelos o cuerpos de agua), independientemente que sean peligrosos o no, ya que la toxicidad de estos, se determina por las características creti, mediante análisis de laboratorios especializados que se practica a estos residuos, establecido como norma en algunas legislaciones como código de seguridad, creti significa por sus siglas en español (corrosivo, reactivo, explosivo, tóxico, inflamable). Tales formas de control y manejo operan no obstante las restricciones ambientales internacionales, que ponderan el principio de proximidad, conminando a los generadores de residuos a reciclar y rehusar sus residuos, recomendando que sean tratados lo más cercano al sitio donde fueron generados, restringiendo a su vez la incineración y el confinamiento discrecional, estableciendo que esas modalidades de manejo y tratamiento deberán ser las últimas opciones que opten los generadores para tratar o manejar sus residuos; perfil ambiental de petróleos mexicanos 1988 cultura ecológica ac.1989; promoción de la minimización de residuos peligrosos, red mexicana de manejo ambiental de residuos (remexmar) afiliada a la Repamar (red panamericana de manejo ambiental de residuos) ine-semaranat-1999; convenio de Basilea 1999 movimientos transfronterizos y manejo ambiental de de residuos; protocolo de Kioto sobre cambios climáticos 10 feb. 2005.

El manejo de estos residuos aceitosos de fracción pesada, representa para los generadores, altos costos para su confinamiento y riesgos en transportación, industrialmente estos residuos no tenían ninguna utilidad en procesos convencionales, como lo podemos asegurar, que son factibles de aprovecharlos universalmente como materia prima por (método de reciclaje de residuos aceitosos para elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples) consiste en la transformación de los residuos aceitosos provenientes del petróleo en este nuevo material, se reconoce, que solo en suiza se incorpora una mínima parte de ese tipo de residuo aceitoso, por medio del proceso tradicional para elaborar pavimento asfáltico, que consiste, en dosificar la fase líquida combustible de esos residuos, a la inyección del quemador del horno rotatorio y los sedimentos son incorporados en la matriz de los agregados de bancos naturales y el asfalto, para disipar los residuos sólidos de forma segura ambientalmente y reducir el impacto negativo al medio ambiente, otra forma común y rustica de tratamiento de estos residuos aceitosos es espesarlos, mezclándolos con tierra virgen y cal hidratada, para la elaboración de las mal llamadas "bases negras para bajo tráfico" sin control de mecánica de suelos, ya que las bases negras normativas como mínimo deben de soportar 4 kg/cm², esta práctica tienen el inconveniente que contaminan por lixiviados las zonas aledañas a la temperatura ambiente con riesgos de impactar el suelo y los cuerpos de agua, donde son aplicadas estas mezclas, además que su valor relativo de soporte es nulo por la alta plasticidad que tienen estas mezclas, propiedad mecánica que deben de observarse por control de calidad de la ingeniería de la mecánica de los suelos para conformar cualquier área de rodamiento, por lo que podemos asegurar que tales mezclas y combinaciones al no poseer propiedades mecánicas y especificaciones mínimas para un material de construcción, estas seguirán siendo residuos, ya que su uso da origen a la deformación de las estructuras donde estas mezclas son alojadas o depositadas, además de contribuir en términos ambientales a una dilución, por el uso de material de banco o tierra virgen que se emplea para elaborar estas mezclas con los residuos aceitosos provenientes de los desechos de la explotación de los hidrocarburos.

Por otra parte en la ingeniería de mecánica de suelos para construcción de pavimentos tradicionales, existe gran demanda y escases de materiales de bancos naturales, que se utilizan para agregados en la elaboración de concretos asfálticos o hidráulicos, cuerpos de terraplén, bases y sub-bases, estos materiales de bancos naturales son seleccionados conforme al sistema unificado de clasificación de suelos por sus siglas en español se abrevia (sucs) materiales que tienen la propiedad física de poseer un (v.r.s) que significa por sus siglas en español (valor relativo de soporte) como mínimo del 20% y compactación en rango standar de la prueba proctor o asstho mínima del 90%, para que las bases de los pavimentos soporten las cargas al tráfico sin deformarse, que no obstante, que los caminos son parte primordial del desarrollo urbano de las comunidades, impactan de manera negativa al medio ambiente por el corte y uso de los materiales de bancos naturales.

Objetos de la invención

Uno de los objetos de la invención denominada (método de reciclaje de residuos aceitosos para elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples) es armonizar ambos campos de ingenierías, para ofrecer una alternativa sustentable tanto en materia ambiental y la ingeniería de mecánica de suelos, y principalmente para los generadores de residuos en el sector industrial y la industria petrolera, que permita reciclar y aprovechar econoeficientemente los residuos al transformarlos en un material de calidad para reducir el impacto negativo al medio ambiente por el corte y uso de materiales de bancos naturales, al menos en el volumen que se generan ese tipo de residuos.

Otro objeto es crear un nuevo procedimiento (método de reciclaje de residuos aceitosos para elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples) reciclando los residuos aceitosos provenientes del petróleo y materiales caducos sin emplear ningún agregado o material de banco, durante el proceso de transformación. Así como evitar su incineración o confinamiento sin utilidad de esos residuos. Para evitar el impacto negativo al medio ambiente en esas formas de manejo de los residuos aceitosos.

Otro objeto es elaborar este nuevo material con propiedades físicas y mecánicas que no poseen los materiales de bancos naturales, que si posee el nuevo material (pavimento modificado tipo seco de usos múltiples) como es la insolubilidad e impermeabilidad al agua, alta compactación, cementación, adherencia, cohesividad y resistencia a la compresión axial, y baja plasticidad de este nuevo pavimento modificado, ya que la plasticidad y la absorción de humedad de los materiales de banco naturales son factor determinante de falla de las estructuras de pavimentos. Así como evitar el impacto negativo al medio ambiente por lixiviados de hidrocarburos que originan el empleo algunos materiales tra-dicionales base asfáltica, durante su manejo y aplicación en los procesos de construcción de carpetas de rodamiento.

Estos y otros objetos en la ingeniería ambiental y la ingeniería de mecánica de suelos, serán evidentes en la siguiente descripción detallada de la invención del (método de reciclaje de residuos aceitosos para elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples) en la cual se van a exponer la serie de etapas del procedimiento y las características técnicas del producto o composición.

Descripción detallada de la invención

El mejor método, para llevar a la práctica la presente invención (método de reciclaje de residuos aceitosos para elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples) es el siguiente:

Se valorizan los residuos aceitosos para elaborar el pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, caracterizando los residuos aceitosos por su composición química y sus... [Seguir leyendo]

1. Un método para obtener o elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, por reciclaje de residuos aceitosos que comprende las siguientes etapas; seleccionar el material el cual procede de los residuos aceitosos provenientes del petróleo para determinar y analizar la corrosividad, reactividad, explosión, inflamabilidad y toxicidad del material, analizar la concentración de partes totales de hidrocarburos presentes en los lodos o sedimentos aceitosos, se exceptúan de manejo y valorización para empleo de estos, como materia prima los residuos que contengan bifenilos policlorados y exhaclorados, el paso o etapa siguiente es homogeneizar el residuo de acuerdo a su volumen y densidad, manual (palas) o mecánicamente (excavadoras, mezcladores etc.) y caracterizado por la etapa de adicionar por cada 1 m³ de lodo o material aceitoso una mezcla de 1 a 12 litros (dependiendo de la densidad del residuo) de peróxido de hidrógeno con agua al 50-50%, simultáneamente se adiciona una mezcla de 1 a 12 litros de desengrasante a base de sulfato de amonio con agua al 50-50%, que actúa como fluidizante y supresor de vapores.

2. Método para obtener o elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, fundamentado en el reciclaje de residuos aceitosos de conformidad con la cláusula 1 caracterizada además por la etapa de proporcionarle a la mezcla una consistencia homogénea hasta obtener la densidad óptima y fluidizable que permita la integración del óxido de calcio de manera homogénea, se adiciona homogeneizando constantemente óxido de calcio en relación máxima 1:1 con la concentración de partes totales de hidrocarburos que contenga el residuo a transformar en material, con un volumen del lodo de 1 m³ y tiene una concentración de partes totales de hidrocarburos del 20 al 30%, el óxido de calcio a emplear será del 20 al 30%, estas dosificaciones pueden variar también con relación al porcentaje de humedad a mayor humedad se incrementara la relación de dosificación.

3. Método para obtener o elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples por reciclaje de residuos aceitosos de conformidad con la cláusula 1 caracterizada además por la etapa de reacción que dura aproximadamente 45 minutos donde para evitar cualquier tipo de contaminación a la atmósfera se captan los vapores con domos tipo campana y extractores, para que los vapores sean condensados por medio de un sistema tipo venturi, para colectarse en tanques de enfriamiento; los condensados recuperados durante el proceso de reacción química se filtran con carbón activado y esa fase líquida recuperada y filtrada se reincorpora a la fase inicial del proceso para mezclar y homogeneizar los residuos.

4. Método para obtener o elaborar pavimento modificado tipo seco por reciclaje de residuos aceitosos de acuerdo con la cláusula 1 caracterizado además porque en la etapa de homogenización constante hasta observar la reacción exotérmica y la evaporación total de la humedad de la masa a transformar, como resultado se obtiene un granulado que por apreciación organoléptica tiene una apariencia a la de una arcilla con granulometría de a finos, no graso al tacto.

5. Método para obtener o elaborar (pavimento modificado tipo seco de usos múltiples) por reciclaje de residuos aceitosos de acuerdo con la cláusula 1 que comprende la etapa de dejar enfriar el granulado, éste no presenta rastros ni trazas de aceite, se practica a éste prueba de jarra e introduciendo una porción de éste en una botella de cristal y se mezcla con agua, el agua no presenta trazas de aceite alguna, dejándose asentar el material, el agua se tornara cristalina, solo en la superficie se observan finos en suspensión por el peso específico de la fracción del material que es más ligero que el agua, el peso específico del total del material resulta ser más ligero, en comparación con los materiales de bancos naturales.

6. Un método para obtener o elaborar pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, por reciclaje de residuos aceitosos de acuerdo con la cláusula 1 caracterizado por la etapa de realizarle al material ensayes de mecánica de suelos cuyo rango de compactación no deberá ser menor del 90% en la prueba proctor o asstho modificada por la relación baja de humedad. Su valor relativo de soporte no deberá ser menor del 20%, cuyo punto óptimo fluctúa entre el 6 y el 8.8% para su compactación óptima, que garantizar su alta compactación, cementación y adherencia, para ser empleado en procesos constructivos de pavimentos.

7. Pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, elaborado a base de residuos aceitosos provenientes del petróleo que comprende la combinación de lodos aceitosos a los cuales se les aplica una concentración de óxido de calcio del 20 al 30 por ciento a los residuos en suspensión previamente homogeneizados, hasta formar el material con granulometría de a finos que caracterizan a este nuevo material, cuya elaboración requiere de la fluidificación del residuos, por cada 1 m³ de lodo o material aceitoso una mezcla de 1 a 12 litros (dependiendo de la densidad del residuo) de peróxido de hidrógeno con agua al 50-50%, simultáneamente se adiciona una mezcla de 1 a 12 litros de desengrasante a base de sulfato de amonio con agua al 50-50%, que actúa como fluidizante y supresor de vapores para lograr las reacciones químicas para la obtención del material.

8. Pavimento modificado tipo seco de usos múltiples nuevo material que se elabora a base de residuos aceitosos provenientes del petróleo de conformidad con la cláusula 7 caracterizado además porque el valor relativo de soporte del material en conjunto es del 20 por ciento como mínimo.

9. Pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, es un nuevo material elaborado a base de residuos aceitosos provenientes del petróleo de conformidad con la cláusula 7 caracterizado además porque su peso específico suelto es mínimo de 950 kilogramos por metro cúbico y su peso específico máximo compactado es de 1850 kilogramos por metro cúbico.

10. Pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, es un nuevo material elaborado a base de residuos aceitosos provenientes del petróleo de acuerdo con la cláusula 7 caracterizado además porque el grado óptimo de humedad para su compactación en frío es del 6 y 8.88 por ciento.

11. Pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, es un material a base de residuos aceitosos provenientes del petróleo de conformidad con la cláusula 7 caracterizado además porque el potencial hidrógeno del material es del 6 al 9 por ciento.

12. Pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, es un material a base de residuos aceitosos provenientes del petróleo de conformidad con la cláusula 7 caracterizado además porque su almacenamiento no presenta caducidad pues no pierde sus propiedades mecánicas previo a su uso.

13. Pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, es un material a base de residuos aceitosos provenientes del petróleo de conformidad con la cláusula 7 caracterizado además porque para su aplicación por sus propiedades físico mecánicas, no requiere de fraguado, ya que para su empleo basta solo compactar a especificaciones requeridas, para conformar la estructura bajo especificaciones óptimas de las propiedades mecánicas del material, sin agregar aditivo alguno para consolidar este material.

14. Pavimento modificado tipo seco de usos múltiples, es un material a base de residuos aceitosos provenientes del petróleo de conformidad con la cláusula 7 caracterizado además que sirve para rediseño de pavimentos, porque es susceptible de combinaciones con agregados gruesos y sustancias asfálticas comerciales, para lograr los rangos y especificaciones en los stándares óptimos establecidos en la ingeniería de mecánica de suelos.