Elemento constructivo a base de caucho reciclado y procedimiento de elaboración del mismo.

Elemento constructivo a base de caucho reciclado y procedimiento de elaboración del mismo,

constituido por un material que comprende: caucho reciclado de neumáticos en granulometrías de entre 0,05-5,5 mm; resina acrílica; Sulfato de calcio dihidratado; Trihidrato de Aluminio ligero; textil de yute punzonado con rafia de PE; fibras PET; y fibras PP multifilamento. Su elaboración comprende: mezclar, primero la resina activándola según el caso, e introducir los agregados pétreos pulverizados y el caucho reciclado; agregar las microfibras de PET bicomponente termofusionable o de PP multifilamento; introducir la mezcla en molde con malla de yute, extender, añadir fibras de vidrio como refuerzo, cubrir con la malla de yute, someter el molde a presión, desmoldar y secar en estufa.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un elemento constructivo a base de caucho reciclado y al procedimiento de elaboración del mismo.

Más en particular, el objeto de la invención propone el uso del caucho reciclado de neumáticos fuera de uso como un árido en una matriz polimérica, en mezcla con agregados derivados de la cal y refuerzos de fibras orgánicas y sintéticas, para la fabricación de elementos para la construcción, particularmente paneles compuestos capaces de adaptar su forma, la cual es variable, a las necesidades de cada proyecto, aprovechando las propiedades que ofrecen los materiales termo endurecidos, la gran resistencia de un material compuesto de resina y fibras de refuerzo, así como las propiedades aislantes del caucho, siendo la principal aplicación de dichos paneles su uso en cubiertas exteriores de edificios.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la construcción, centrándose particularmente en el ámbito de la fabricación de elementos constructivos a base materiales de plásticos reciclados, más concretamente a partir del uso de caucho reciclado de neumáticos fuera de uso.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como es sabido, el uso del plástico se ha incrementado en un 10% anual desde el año 1950, pasando de 1 millón de toneladas en este año, hasta el máximo histórico de 260 millones. Cerca del 70% de estos materiales lo engloban 5 familias de plásticos relativamente fácil de reciclar (PE, PP, PVC, PET, PS). El resto de los plásticos producidos no pueden ser reciclados debido a su alto coste o la dificultad de los procesos de reciclaje.

Uno de esos materiales es el caucho-butadieno-estinero (Styren-Butadien-Rubber por sus siglas en inglés) utilizado para la fabricación de neumáticos para automóviles.

Se tiene previsto que para el año 2013 la producción mundial de neumáticos (caucho butadieno-estireno) sea de 26,9 millones de toneladas. Muchos estudios han demostrado que estos materiales producen alrededor de 35 kg/ton cuando terminan su ciclo de vida en vertederos o abandonados al aire libre, además de contribuir a la generación de larvas e insectos, cuando contienen agua estancada de lluvia.

Más del 80% del total de neumáticos producidos no serán reciclados, lo que producirá alrededor de 753.200 toneladas de gases y elementos tóxicos. Se han encontrado estudios que indican que empleando este material como reemplazo de combustible (carbón) en industrias cementeras, se tiene una reducción de 613 kg de gases de efecto invernadero (equivalentes a emisiones de C02).

En la industria de la construcción se han realizado esfuerzos para la reutilización del caucho reciclado en la elaboración de materiales constructivos, siendo los más utilizados el uso de este material como agregado en la elaboración de hormigones en suelos sin una carga estructural considerable.

Otros ejemplos de su utilización son: piedras artificiales para uso exterior de fachadas; agregado para la elaboración de suelos asfálticos; elaboración de alcorques para árboles; suelos técnicos en parques infantiles; baldosas de suelo; combustible en plantas cementeras; y elaboración de césped artificial.

Sin embargo, un estudio de estos materiales menciona la cantidad de emisiones que genera cada uno de estos usos, siendo los más peligrosos los empleados en la elaboración de suelos asfálticos, debido a la ausencia de filtración de las emisiones de gas arsénico y derivados del azufre. El uso de este material como reemplazo de combustible en las plantas cementeras, minimiza la generación de emisiones contaminantes, debido al proceso de filtrado que utilizan estas fábricas.

Sería por tanto deseable utilizar el caucho reciclado de neumáticos fuera de uso, como un agregado en distintos tipos de mezclas, ya que tiene un menor impacto ambiental, es más

económico el proceso de reciclaje (mecánico) y se pueden aprovechar las propiedades físicas que conserva el material.

Por ello la presente invención propone el uso del caucho reciclado de neumáticos fuera de uso como un árido en una matriz polimérica, en mezcla con agregados derivados de la cal y refuerzos de fibras orgánicas y sintéticas, para la fabricación de paneles compuestos, aprovechando las propiedades que ofrecen los materiales termo endurecidos, la resistencia de un material compuesto de resina y fibras de refuerzo, y las propiedades aislantes térmicas y acústicas del caucho.

Debe señalarse, por otra parte, que como referencia al estado actual de la técnica, se desconoce la existencia de ningún otro elemento constructivo a base de caucho reciclado ni procedimiento de elaboración del mismo que presenten unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta el aquí preconizado, estando dichas características convenientemente recogidas en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un nuevo elemento constructivo en forma de placa o panel aplicable como envolvente y cubierta externa para edificios, el cual está elaborado con un material hecho a partir de una matriz de caucho reciclado y resinas poliméricas, con fibras naturales y sintéticas utilizadas como refuerzo.

En concreto, el citado material constituyente del elemento constructivo propuesto comprende los siguientes componentes:

- caucho reciclado de neumáticos fuera de uso en granulometrías de entre 0,05-5,5 mm,

- resina acrílica,

- Sulfato de calcio dihidratado (Ca S04 2H20 con un 98% de pureza mineral),

- Trihidrato de Aluminio ligero (Al (01-1)3 con una pureza mineral de 99,5%),

- textil de yute punzonado con rafia de PE de entre 400-500 g/m2 de gramaje,

- fibras PET bicomponente termofusionable (PET/PET),

- fibras PP multifilamento.

Como se ha señalado en párrafos anteriores, el objetivo de la invención se enfoca en reutilizar el caucho reciclado como un material de agregado, aprovechando las propiedades que ya posee este material, introduciéndolo en un compuesto polimérico y fibras de refuerzo que darán estabilidad, rigidez y resistencia al elemento final producido.

Con la finalidad de comprobar la viabilidad de emplear materiales reciclados para la elaboración del nuevo elemento constructivo, se analizaron las propiedades y características de diferentes materiales reciclados como: hojuelas de PP, PE, PET, PVC y SBR (caucho reciclado de neumáticos fuera de uso), así como distintos procesos de transformación.

Finalmente se ha empleado la granza de caucho reciclado como material principal de agregado, por las propiedades aislantes que ofrece, la estabilidad química antes agentes agresivos, la dificultad que tiene para degradarse y la posibilidad de utilizar un proceso de reciclado simple (trituración mecánica) para obtener una materia prima de buena calidad.

Para comprobar la viabilidad técnica de obtener un material compuesto para elaborar un elemento constructivo de fachada de tipo no estructural, a partir de una matriz de caucho reciclado, resinas poliméricas, agregados pétreos pulverizados así como fibras naturales y sintéticas, se llevó a cabo el siguiente procedimiento:

Elaboración de mezclas de diferentes agregados para evaluar la reacción que se tenían con los dos tipos de resina.

Escoger los agregados que tuvieron mejores resultados en las pruebas iniciales y definir una tabla con las variaciones en los porcentajes de agregados seleccionados.

Elaborar las mezclas escogidas, dejar secar por un periodo de tres semanas y ensayar las placas siguiendo una normativa que fuera afín a este tipo de elementos constructivos, para conocer las características físicas, mecánicas y de apariencia de cada una de las variantes elaboradas.

Por último se hizo un análisis de los resultados físico-mecánicos que tuvieron las diferentes mezclas, estableciendo los valores mínimos para desarrollar un material que fuera a la vez resistente y económico y de esta forma caracterizar el material desarrollado.

En definitiva, pues, el elemento constructivo preconizado consiste en un panel, cuya forma es variable, realizado con un material compuesto por:

Granza de caucho reciclado de neumáticos fuera de uso (0.05-7.00 mm).

Dihidrato: sulfato cálcico micronizado con más de un 98% de pureza mineral.

Hidrato de Aluminio ligero (Trihidróxido de aluminio precipitado).

Resina Aerifica.

Resina de poliéster insaturado ADHyECO, catalizador de... [Seguir leyendo]

1.- ELEMENTO CONSTRUCTIVO A BASE DE CAUCHO RECICLADO, particularmente paneles para uso en cubiertas exteriores de edificios, adaptando su forma a las necesidades

de cada proyecto, caracterizado porque está constituido por un material que comprende:

- caucho reciclado de neumáticos fuera de uso en granulometrías de entre 0,05-5,5 mm,

- resina acrílica,

- Sulfato de calcio dihidratado (Ca S04 2H20 con un 98% de pureza mineral),

- Trihidrato de Aluminio ligero (Al (OH)3 con una pureza mineral de 99,5%),

- textil de yute punzonado con rafia de PE de entre 400-500 g/m2 de gramaje,

- fibras PET bicomponente termofusionable (PET/PET),

- fibras PP multifilamento.

2.- ELEMENTO CONSTRUCTIVO A BASE DE CAUCHO RECICLADO, según la 15 reivindicación 1, caracterizado porque consiste en un panel realizado con un material

compuesto por:

Granza de caucho reciclado de neumáticos fuera de uso (0.05-7.00 mm).

Dihidrato: sulfato cálcico micronizado con más de un 98% de pureza mineral.

Hidrato de Aluminio ligero (Trihidróxido de aluminio precipitado).

Resina Acrílica.

Resina de poliéster insaturado ADHyECO, catalizador de metil-etil-keton al 2% por peso de volumen de resina, y un acelerante de octoato de magnesio al 0.1%.

Malla textil de yute de 500 g/m2.

Fibras de PET bicomponente-termofusionable.

Fibra de PP multifilamento de 12 mm de longitud y 31 pm de espesor.

Fibra de Vidrio de 20 mm de longitud y 300 g/m2.

3.- PROCEDIMIENTO DE ELABORACIÓN de un elemento constructivo a base de caucho reciclado, según el descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado

porque comprende los siguientes pasos:

- Se mezclan todos los agregados en un recipiente de vidrio, introduciendo primero la resina y activándola según el caso, para posteriormente introducir los agregados pétreos pulverizados y el caucho reciclado.

- Se añaden posteriormente las microfibras de PET bicomponente termofusionable o de PP 35 multifilamento.

- Se prepara un molde de metal o madera con una malla de yute en donde se introduce la mezcla. La zona de contacto entre el molde y la malla de yute se prepara con un desmoldante.

- Se vierte la mezcla ya preparada y se extiende uniformemente para asegurarse de tener 5 una mejor planimetría final. Antes de cubrir la mezcla por completo se vuelve a añadir fibras

de vidrio como refuerzo.

- Se cubre la mezcla con la malla de yute, asegurándose de que no haya ningún orificio por donde pueda salir la mezcla y se cierra el molde con la tapa para posteriormente someter el molde a presión empleando prensas de carpintero.

- Se desmoldan las placas y se introducen en estufa de secado.

- Se somete a un curado dentro de la estufa.

- Se extraen las placas y se dejaban secar.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

ESPAÑA

N.° solicitud:

Fecha de presentación de la solicitud: 12.09.2013 Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

© IntCI.: B23B17/00 (2006.01)

C08J11/06 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

Documentos citados

Rei vi nd icaciones afectadas

FR 2831173 A1 (PLASTINAUV SARL) 25.04.2003, página 3, líneas 28-35.

WO 2006027634 A1 (CORREA AUNA) 16.03.2006, reivindicaciones 2,4.

US 2010038460 A1 (FAZZINI FRANCESCO) 18.02.2010, figura 1.

BASE DE DATOS WPI EN EPOQUE, AN 2010-C22584, RU 2379250 C1 (TUMANOV et al.) 20.12.2009, resumen.

1-3

1-3

1-3

1-3

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia

Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica

O: referido a divulgación no escrita

P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud

E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud