Procedimiento para la reutilización de asfaltos de recuperación y elaboración de material mixto de asfalto.

Procedimiento para la reutilización de asfaltos de recuperación y la elaboración de materiales mixtos de asfaltomediante la adición de sustancias para reducir el envejecimiento del betún en el asfalto de recuperación y limitar elgrado de calentamiento del granulado de asfalto,

caracterizado por

a) el uso combinado de un sistema formado por un plastificante y un endurecedor, añadiéndose dicho sistemaa una mezcla con asfaltos de recuperación correspondiente, preferentemente en la fase caliente, empleando

- como plastificante, sustancias o preparaciones de sustancias líquidas a temperatura ambiente, de elevadopunto de ebullición y que pueden mezclarse con betún, que presentan un punto de inflamación (COC)superior a 120 ºC, y

- como endurecedor, un material no fluido en el intervalo de temperaturas de uso de asfalto, entreviscoelástico y duro, que comprende ceras de parafina elaboradas de forma sintética,

b) una adición a la correspondiente mezcla con asfaltos de recuperación que puede realizarse sin adición deminerales nuevos y/o ligante/betún nuevo, y

c) una temperatura de mezcla y temperatura de incorporación >60 ºC de los materiales mixtos de asfalto.

Procedimiento para la reutilización de asfaltos de recuperación y elaboración de material mixto de asfalto

Campo técnico

La invención se refiere a un procedimiento para la reutilización de asfalto de recuperación y la elaboración de nuevo material mixto de asfalto como por ejemplo material mixto de asfalto en caliente, usando partes de asfalto de recuperación que han de añadirse como mínimo.

En el sentido de la invención, por asfalto de recuperación, también llamado asfalto de reciclaje, se entiende cualquier material obtenido por ejemplo por fresado o escarificado de pavimentos bituminosos, que contenga al menos componentes reutilizables de betún y piedras y que haya sido reciclado por ejemplo como granulados para la reutilización. Estos procedimientos de reciclaje de asfalto de recuperación formando granulados se describen por ejemplo en los documentos US5, 626, 659 y DE4407822C2.

Por asfaltos así como materiales mixtos de asfalto en caliente, la invención entiende cualquier material mixto que presente partes de betún y minerales y, dado el caso, cargas, como las que se usan preferentemente, por ejemplo como los materiales mixtos de asfalto citados, para la incorporación en calles asfaltadas u otros afirmados de asfalto.

Estado de la técnica

El asfalto de recuperación adquiere una importancia cada vez más grande a nivel mundial para aprovechar recursos existentes. Generalmente, se puede reutilizar prácticamente cualquier asfalto de recuperación especialmente para la elaboración de nuevo material mixto de asfalto. Aunque la exigencia de reutilización bajo sanción estatal ya se está cumpliendo en el contenido del asfalto como material de construcción, es mejorable.

Con una producción anual de asfalto de aprox. 60 millones de t en Alemania, en la actualidad se reutilizan aprox. 15 millones de t de asfalto de recuperación. Sin embargo, la cuota de reutilización de asfalto de recuperación podría ser sensiblemente más alta.

También existen ya reglas claras en los correspondientes reglamentos técnicos y hojas informativas sobre las cantidades de asfaltos de recuperación añadidas a materiales mixtos nuevos, que dependen de la consistencia y homogeneidad de los asfaltos de recuperación.

Por lo tanto, la adición inicialmente está sujeta a límites. Estos límites dependen de la consistencia de los asfaltos de recuperación y de las posibilidades técnicas en cuanto al calentamiento de los granulados de asfalto (es decir, el material procesado preparado para cargarse en la instalación mezcladora) . Dado que los ligantes contenidos en los asfaltos, como el betún, también se oxidan y se vuelven frágiles (lo que se denomina envejecimiento) al cabo de largos tiempos de permanencia bajo tráfico, ya se exigió contrarrestar este envejecimiento mediante la integración de betún fresco adecuado en el material mixto nuevo. Sin embargo, para la adición de betún fresco, en los reglamentos técnicos se indican límites que suponen por ejemplo la adición de un betún una etapa más blando.

Además, existen límites en cuanto al calentamiento de los asfaltos de recuperación (por ejemplo, en tambores paralelos) . Generalmente, el asfalto de recuperación se calienta a entre 130 ºC y 140 ºC teniendo en cuenta las normativas técnicas medioambientales para el aire. Además, puede haber problemas con el grado de pureza del aire de escape en la chimenea de la instalación mezcladora, cuya eliminación es técnicamente complicada.

En caso de añadir aprox. un 50 % en masa de asfalto de recuperación al material mixto nuevo, los nuevos materiales minerales tendrían que calentarse a claramente más de 200ºC. Sólo de esta manera podría conseguirse la temperatura necesaria del material mixto de aprox. 160 a 180 ºC. Sin adición de asfalto de recuperación, según el estado de la técnica, se requieren sólo 180 ºC para el calentamiento de los minerales.

A una cuota de reutilización más elevada de asfalto de recuperación se oponen actualmente tres problemas:

1. El grado de oxidación (envejecimiento) del betún en el asfalto de recuperación.

2. La composición (no todos los asfaltos de recuperación se pueden emplear actualmente en todas las recetas nuevas) .

3. Para el calentamiento del asfalto de recuperación tendrían que desarrollarse nuevas tecnologías de calentamiento.

Según la literatura de patentes evaluada, hasta ahora, el mundo especializado en la materia se ha dedicado sólo puntualmente o sólo a la solución de problemas parciales de la reutilización de asfaltos de recuperación. Se trataba, por una parte, o de problemas medioambientales o de problemas relativos a instalaciones y procedimientos y, por otra parte, de las proporciones de composición y, además, sólo de forma básica de medidas para mejorar el asfalto de recuperación en cuanto a las distintas calidades de sus componentes para poder reutilizarlo.

Esto se demuestra mediante la siguiente cronología de desarrollo según la literatura de patentes evaluada.

Por ejemplo, en el documento DEG8907892.6U1 se propone un dispositivo para procesar un material mixto bituminoso y para el calentamiento de asfalto de recuperación, pero no se tratan en detalle los problemas relativos al asfalto de recuperación.

Según el documento DE3831870C1, para la elaboración de asfalto usando asfalto de recuperación granulado se propone un procedimiento de múltiples etapas, en el que en un primer paso de procedimiento se introducen granulado y piedras en el mezclador. El procedimiento pretende asegurar el uso de una elevada parte de asfalto de recuperación sin deflagración por evaporación de choque.

Para minimizar los gases de escape del tratamiento térmico en cuanto a la parte de hidrocarburos, el documento DE4140964A1 prevé un procedimiento para la elaboración de asfalto usando asfalto de recuperación. Este asfalto de recuperación se clasifica previamente en una fracción gruesa y una fracción fina. Inicialmente se tratan térmicamente sólo las partes gruesas, y las partes finas, dado el caso, junto con betún caliente, se añaden al final del tratamiento térmico.

Más bien para el calentamiento cuidadoso de asfalto de recuperación durante la elaboración de asfalto nuevo, el documento DE4320664A1 da a conocer otro procedimiento, según el que el tratamiento de dicho asfalto de recuperación se realiza en un tambor separado mediante gases de humo.

También el documento EP0216316A1 describe un procedimiento para el procesamiento con bajas emisiones de un material mixto bituminoso con una elevada parte de granulado como material mixto de reciclaje (asfalto de recuperación) . Para ello, inicialmente se mezclan las partes en un mezclador. La parte que presenta la mayor capacidad calórica se aprovecha para la emisión de un exceso de calor a las demás partes para la compensación de temperatura.

En el documento EP0409097A1 se indica que para el reciclaje respetuoso con el medio ambiente de asfalto de recuperación que contiene pez, a una emulsión bituminosa se añaden emulsionantes catiónicos y caucho natural o sintético o dispersiones de resina sintética.

También el documento DE19530164A1 se dedica a una tendencia de desarrollo en la construcción de instalaciones mezcladoras de asfalto que consiste en prever los llamados asfaltos usados (asfaltos de recuperación) para el procesamiento cuidadoso respetando el medio ambiente y ahorrando energía. Para ello, se propuso un tambor secador calentado de forma indirecta en contracorriente y dividido en zonas con diferentes componentes incorporados y funciones, para el calentamiento y el secado del granulado de asfalto, con lo que se reducen el consumo de energía y los gases de escape y no se produce ningún craqueado del granulado de asfalto bituminoso.

En el documento EP1254925A1 análogo al documento WO99/11737 se describe, entre otras cosas, asfaltos usados (asfaltos de recuperación) que se alimentan a una instalación mezcladora en la que se elabora asfalto nuevo en principio de forma convencional. Para ello, se añade en partes definidas parafina obtenida mediante síntesis de Fischer-Tropsch (parafina FT) . Según este documento, con sólo añadir parafina FT (SASOBIT®) se consigue ya una mejora funcional de la resistencia del asfalto incorporado como pavimento.

Según el documento EP0558174A1, por ejemplo, se trata también el rejuvenecimiento en el sentido de una regeneración de asfalto de recuperación, de tal forma que la adición de aceite obtenido a partir de lodo depurado en combinación / mezcla con diversos otros componentes químicos tales como nitrógeno, oxígeno, azufre, hidrógeno y carbono se determina en porcentajes en peso... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la reutilización de asfaltos de recuperación y la elaboración de materiales mixtos de asfalto mediante la adición de sustancias para reducir el envejecimiento del betún en el asfalto de recuperación y limitar el grado de calentamiento del granulado de asfalto, caracterizado por

a) el uso combinado de un sistema formado por un plastificante y un endurecedor, añadiéndose dicho sistema a una mezcla con asfaltos de recuperación correspondiente, preferentemente en la fase caliente, empleando

- como plastificante, sustancias o preparaciones de sustancias líquidas a temperatura ambiente, de elevado punto de ebullición y que pueden mezclarse con betún, que presentan un punto de inflamación (COC) superior a 120 ºC, y

- como endurecedor, un material no fluido en el intervalo de temperaturas de uso de asfalto, entre viscoelástico y duro, que comprende ceras de parafina elaboradas de forma sintética,

b) una adición a la correspondiente mezcla con asfaltos de recuperación que puede realizarse sin adición de minerales nuevos y/o ligante/betún nuevo, y c) una temperatura de mezcla y temperatura de incorporación > 60 ºC de los materiales mixtos de asfalto.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como plastificante se usan fracciones de petróleo de punto de ebullición superior, seleccionadas de entre aceites básicos lubricantes, productos secundarios de la elaboración de aceites lubricantes, productos líquidos originados en el reciclaje de aceites usados, productos nativos seleccionados de entre grasas y aceites o grasas o aceites de origen vegetal o animal modificados químicamente, seleccionados de entre ésteres metílicos de ácido graso o mezclas de sustancias de este tipo.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque como plastificante se usa un aceite fluidificante como por ejemplo un aceite usado procedente del reciclaje de aceites de motor o industriales de talleres y gasolineras.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como endurecedor se usa una parafina FT.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque por cada 1.000 kg de granulado de asfalto de recuperación tratado para la reutilización, que con una parte de ligante/betún determinada del 4, 8 % en masa contiene 48 kg de ligante/betún envejecido, se añaden

a) como plastificante, como por ejemplo aceite fluidificante, aprox. 4, 8 kg y b) como endurecedor, como por ejemplo parafina FT, aprox. 1, 6 kg (conforme a la regla del 3 % de la parte de ligante/betún más un plastificante como el aceite fluidificante) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el material mixto de asfalto elaborado presenta

a) una estabilidad Marshall y un valor de fluidez conforme a la curva según la figura 2, alcanzándose ya con un calentamiento a 120 ºC un valor de 13, 3 KN que es sensiblemente superior frente al valor de estabilidad de 12, 2 KN para un material mixto estándar convencional con asfalto de recuperación usando sólo un plastificante o frente al valor de estabilidad de 10, 9 KN para un material mixto con asfalto de recuperación, en el que los minerales se extrajeron y se mezclaron con betún fresco, b) una densidad en volumen conforme a la curva según la figura 3, alcanzándose con un calentamiento a 135 ºC un valor de 2, 4 g/cm3 comparable al valor normalizado correspondiente de 2, 409 g/cm3, y/o c) una reducción del espacio hueco conforme a la curva según la figura 4, alcanzándose con un calentamiento a 135 ºC un valor del 2, 9 % en vol, comparable al valor normalizado convencional.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque al granulado de asfalto tratado se añade el plastificante antes del calentamiento.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque al granulado de asfalto tratado se añade el endurecedor antes del calentamiento.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el endurecedor se añade al granulado de asfalto en forma de cargas fibrosas que alojan el endurecedor.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el endurecedor se añade en forma de pellets comprimidos, comprendiendo los pellets las cargas fibrosas y el endurecedor.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el uso de una configuración de la instalación para el material mixto de asfalto que ha de ser elaborado, que presenta

a) un dispositivo, como una fresa (1) , para la obtención del asfalto de recuperación,

b) una instalación de tamizado (2) para tamizar los tamaños de granos necesarios del asfalto de recuperación, c) un dispositivo de tambor (5) para el calentamiento del asfalto de recuperación, d) un mezclador (11) para mezclar el material mixto de asfalto y c) un dispositivo de carga para cargar el material mixto de asfalto.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el uso de un una instalación rompedora (3) asignada a la instalación de tamizado (2) .

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el uso de un dispositivo como laboratorio analítico (4) .

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por el uso de un dispositivo (9, 10) para 10 pesar el plastificante y/o el endurecedor.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por una cadena logística con los pasos de procedimiento a) obtención y/o tratamiento del asfalto de recuperación como granulado para la reutilización. b) análisis del granulado tratado para determinar las especificaciones tecnológicas teóricas para el

calentamiento, el pesaje, las adiciones del sistema de plastificante / endurecedor y/o de los componentes de mezcla del material mixto de asfalto que ha de ser elaborado y/o c) dado el caso, el control de los valores reales alcanzados del material mixto de asfalto elaborado.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por el uso de un programa asistido por

ordenador que presenta las funciones de un registro de los parámetros tecnológicos, su control y, dado el caso, su 20 corrección, según los pasos de procedimiento a) , b) y/o c) indicados anteriormente.