BALASTO DESAGREGADO CON DURABILIDAD Y RESISTENCIA A LA FRAGMENTACIÓN MEJORADAS Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DEL MISMO.

Balasto desagregado con durabilidad y resistencia a la fragmentación mejoradas y procedimiento de obtención del mismo.



Aplicable a infraestructuras ferroviarias compuesto de áridos de granulometría seleccionada de entre 25 mm y 100 mm recubiertos individualmente con una primera capa polimérica solidificada integrando dicha primera capa polimérica (2) un material elastomérico (3) granular, con gránulos de un tamaño inferior a los 4 mm, y de forma preferida inferior a los 2 mm, y estando dotado opcionalmente de una segunda capa polimérica (4) de recubrimiento.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201331557.

Solicitante: UNIVERSITAT POLITECNICA DE CATALUNYA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: LÓPEZ PITA,Andrés, MANZO COSTANZO,Nahuel, FONTSERÈ,Valentí, AUSILIO,Antonio, DE AMBRI,Emanuele, BASEI,Elisa.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E01B1/00 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E01 CONSTRUCCION DE CARRETERAS, VIAS FERREAS O PUENTES.E01B VIAS FERREAS; HERRAMIENTAS PARA VIAS FERREAS;; MAQUINAS PARA LA CONSTRUCCION DE VIAS FERREAS DE CUALQUIER TIPO (dispositivos descarriladores o para situar los vehículos en la vía, frenos de vía o dispositivos ralentizadores B61K; retirada de materia indeseable de las vías de ferrocarril, control de la vegetación, applicación de líquidos E01H). › Balasto; Otros medios para soportar las traviesas o la vía; Drenaje del balasto (drenaje mediante zanjas, acueductos, alcantarillas o conductos E01F 5/00).
BALASTO DESAGREGADO CON DURABILIDAD Y RESISTENCIA A LA FRAGMENTACIÓN MEJORADAS Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DEL MISMO.

Fragmento de la descripción:

Balasto desagregado con durabilidad y resistencia a la fragmentación mejoradas y procedimiento de obtención del mismo

Campo de la técnica

La presente invención concierne a un balasto de características de durabilidad y resistencia a la fragmentación mejoradas respecto a otros substratos de soporte ferroviarios.

La invención hace referencia igualmente al procedimiento de obtención de dicho balasto mejorado.

Estado de la técnica

El uso de balasto como sustrato de vías férreas es ampliamente conocido, pero presenta algunos inconvenientes.

En primer lugar el árido apto para este uso, debe reunir unas exigentes características, más exigentes cuanto mayor sea la velocidad de los trenes o la carga que transportan, siendo la viveza de las aristas del árido una de las características esenciales, pues es esa viveza la que proporciona estabilidad e impide que el balasto fluya y cause deformaciones en la vía con las vibraciones del tren. La dificultad de encontrar áridos que reúna todas las características solicitadas por los pliegues de prescripciones técnicas los encarece, y obliga a desplazarlos largas distancias, encareciéndolos aún más.

Otro problema reside en que las vibraciones a las que se somete el balasto por el paso de trenes, provocan que con los años los áridos se vayan redondeando, y pierdan sus cualidades, obligando a costosas tareas de mantenimiento, o a la reducción de las prestaciones de la vía.

Además la circulación de vehículos a gran velocidad produce ocasionales levantamientos de los áridos del balasto, y los proyectan contra los bajos del tren, pudiendo producir desperfectos.

Se conocen algunos productos y procedimientos para mitigar estos inconvenientes, como por ejemplo la invención descrita en el documento WO2011131621A1, donde anticipa la utilización de una capa de balasto impregnada con un componente que posteriormente se rocía con un segundo componente que produce una reacción, generando una capa protectora de poliuretano que aglutina el balasto y alarga su vida útil, pero a costa de dificultar su mantenimiento o sustitución, además de conseguir un resultado excesivamente monolítico, restándole mucha elasticidad al conjunto. Cabe

mencionar también que la aplicación de dichos componentes químicos in-situ puede originar problemas de contaminación del entorno.

Otra alternativa conocida es la utilización de un polímero como recubrimiento individual de cada árido, tal y como se describe en el documento "Characterization of polyurethane coated railroad ballast behavior", presentado en el 90° "Annual Meeting of the Transportation Research Board, Washington, DC" en enero de 2011. Esta solución evita los problemas de contaminación de la aplicación in-situ del recubrimiento polimérico del balasto, pero las caras de las piedras continúan siendo planas, sin relieve que mejore la trabazón.

Por último también es conocida la utilización de partículas granulares de material elastomérico, como por ejemplo a través del documento DE102007053146A1, que describe la mezcla de pequeñas partículas de material elastomérico entre el balasto, para proporcionarle cierta elasticidad y para mejorar la adherencia entre los áridos. El problema con esta realización es que las vibraciones tienden a estratificar los componentes del balasto, y que dichos gránulos de material elastomérico pueden muy fácilmente salirse del balasto y contaminar el entorno de la vía.

Breve descripción de la invención

La invención propuesta concierne a un balasto desagregado con durabilidad y resistencia a la fragmentación mejoradas para infraestructuras ferroviarias, compuesto por áridos de granulometría seleccionada de entre 25 mm y 100 mm recubiertos individualmente con una primera capa polimérica solidificada la cual integra un material elastomérico granular, con gránulos de un tamaño inferior a 4 mm, teniendo de forma preferida un tamaño inferior a los 2 mm.

Estos gránulos de material elastomérico quedan fijados en la superficie de los áridos por la solidificación del material polimérico, y permiten aumentar extraordinariamente la rugosidad del árido, pues le confieren protuberancias. Dichas protuberancias aportan una trabazón mejorada de unos áridos con otros gracias al aumento de su rugosidad, por la simple interferencia geométrica de dichas protuberancias y por el mayor coeficiente de fricción de estos materiales en comparación con el árido, con lo que la durabilidad y resistencia total del balasto se ve incrementada, además de su estabilidad conjunta frente a las vibraciones.

Además al interponer gránulos elastoméricos entre los áridos, las vibraciones pueden ser absorbidas por estos, sin que se produzca desgaste alguno de los mencionados áridos, de modo que se alarga la vida útil del balasto y su elasticidad, haciendo innecesaria la disposición de piezas elastoméricas entre las traviesas y el balasto o entre las vías y las traviesas. También se consigue una reducción del nivel de ruido

producido por el paso de trenes, así como una reducción del fenómeno del vuelo de balasto al paso del tren. Además un árido tratado del modo propuesto que fuera proyectado contra los bajos del tren produciría menores daños, al estar recubierto con material elastomérico.

Opcionalmente se propone la disposición de una segunda capa de material polimérico, superpuesta al árido dotado del material elastomérico adherido con la primera capa polimérica, proporcionando dicha segunda capa polimérica un recubrimiento protector del material elastomérico, y una fijación incrementada.

Esta disposición permite que se utilicen áridos que, antes de recibir el recubrimiento propuesto, no disponen de las características requeridas para su uso como balasto ferroviario, ya sea porque sus aristas no son suficientemente vivas, o por otra razón. De este modo se pueden utilizar, por ejemplo, balastos viejos y desgastados, o áridos de descarte de cantera, o materiales de construcción recuperados, o balastos de cantera que no cumplen los exigentes requisitos exigidos por las normativas para su uso como balasto de vías férreas, por ejemplo por la normativa UNEDEN 13450D2003. Esta y otras normativas similares limitan mucho el tipo de áridos utilizables, pero el recubrimiento propuesto incrementa las propiedades del árido inicial, con lo que se puede conseguir que un árido que inicialmente no cumpliera dicha u otra norma, tras el tratamiento si que la cumpla y pueda ser utilizado, ampliando así el abanico de piedras utilizables como materia prima, pudiendo utilizar materiales mucho más económicas y fáciles de encontrar que el árido habitual. Esto también permite encontrar fuentes de suministro más próximas y reducir los costes logísticos.

El material elastomérico granular puede proceder del triturado de material recuperado, como por ejemplo neumáticos, lo que valoriza un residuo altamente contaminante, y permite darle un nuevo uso, además de aprovechar sus propiedades con un coste competitivo.

Opcionalmente el material polimérico será un material de la familia de los poliuretanos, ya que sus propiedades de elasticidad y resistencia, así como su proceso de secado y la compatibilidad con las otras materias primas contempladas lo hacen un material óptimo, al permitir su aplicación líquida y su rápida solidificación. Además una vez completado el proceso de secado no desprende contaminantes al entorno.

El procedimiento aplicado para la obtención del balasto objeto de la presente invención consiste en la aplicación, en forma líquida, de la primera capa de material polimérico encima del árido. Este procedimiento puede llevarse a cabo como ejemplo no limitativo, mediante el rociado o vertido del producto polimérico sobre un árido extendido que es transportado por una cinta transportadora calada, o por la inmersión

de dicho árido dentro de un tanque que contiene dicho material polimérico, y que posteriormente es extraído y dispersado para proceder a su secado desagregado, mediante por ejemplo un transportador vibratorio.

El material elastomérico granular puede ser integrado al árido, según un primer ejemplo de realización no limitativo, mediante su mezcla con el material polimérico líquido antes de su aplicación sobre el árido, o según un segundo ejemplo de realización, puede ser adherido al árido ya impregnado del material polimérico pero antes del secado de este, por ejemplo mediante el esparcido o volcado del dicho material elastomérico por encima del árido, estando este extendido sobre una cinta transportadora calada, o sobre un transportador vibratorio. Otra posibilidad de aplicación del material elastomérico es mediante la inmersión mediante...

 


Reivindicaciones:

1.- Balasto desagregado con durabilidad y resistencia a la fragmentación mejoradas para infraestructuras ferroviarias compuesto de áridos de granulometría seleccionada de entre 25 mm y 100 mm recubiertos individualmente con una primera capa polimérica solidificada caracterizado por que dicha primera capa polimérica (2) integra un material elastomérico (3) granular.

2.- Balasto según reivindicación 1 caracterizado por que el tamaño de los gránulos de material elastomérico (3) es menor a 4 mm.

3.- Balasto según reivindicación 1 o 2 caracterizado por que una segunda capa polimérica (4) solidificada se encuentra dispuesta recubriendo individualmente cada árido (1) y la correspondiente primera capa polimérica (2) integrando el citado material elastomérico (3) granular.

4.- Balasto según reivindicación 1, 2 o 3 caracterizado por que al menos parte del árido (1) utilizado es un árido recuperado.

5.- Balasto según reivindicación 4 caracterizado por que al menos parte del árido (1) utilizado es uno seleccionado de entre lo que siguen: balasto desgastado recuperado, cascotes de obra, balasto de baja calidad de cantera, o balasto con una granulometría inferior a los 40 mm.

6.- Balasto según cualquier reivindicación de 1 a 5 caracterizado por que al menos una parte de dicho material elastomérico (3) granular es un material recuperado procedente de neumáticos triturados.

7.- Balasto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que al menos una de dichas capas poliméricas (2, 4) está realizada a partir de un poliuretano.

8.- Procedimiento para la obtención de balasto desagregado con durabilidad y resistencia a la fragmentación mejoradas para infraestructuras ferroviarias caracterizado por que comprende proporcionar un recubrimiento individual a unos áridos (1) de granulometría seleccionada de entre 25 mm y 100 mm con al menos una primera capa polimérica (2) que integra un material elastomérico (3) granular.

9.- Procedimiento según reivindicación 8 caracterizado por que comprende añadir en una primera etapa dicha primera capa polimérica (2) en una forma líquida susceptible de solidificar sobre el árido (1) e integrando dicho material elastomérico, y una segunda etapa que comprende añadir una segunda capa polimérica (4) en forma líquida susceptible de solidificar, superpuesta a dicha primera capa polimérica (2) y al material elastomérico (3) granular.

10.- Procedimiento según reivindicación 9 caracterizado por que dicha segunda capa polimérica (4) se añade tras la solidificación de la primera capa polimérica (2).

11.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 caracterizado por que dicho material elastomérico (3) granular es mezclado con el material

polimérico líquido que forma la primera capa polimérica (2) antes de su aplicación sobre el árido (1).

12.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 caracterizado por que dicho material elastomérico (3) granular es añadido a dicho árido (1) tras la aplicación de la primera capa polimérica (2) líquida y antes de su solidificación.

13.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12 caracterizado

por que se utiliza un árido (1) al menos parcialmente recuperado.

14.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13 caracterizado por que por que al menos una parte de dicho material elastomérico (3) granular utilizado es un material recuperado procedente de neumáticos triturados.

15.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones de 8 a 14

caracterizado por que los gránulos de material elastomérico (3) utilizados tienen un tamaño inferior a los 4 mm.


 

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