MEZCLAS DE ASFALTO Y ACEITE DE CRUDO DE PALMA EN MEZCLAS ASFÁLTICAS EN TIBIO

MEZCLAS  DE ASFALTO Y ACEITE DE CRUDO DE PALMA EN MEZCLAS ASFÁLTICAS EN TIBIO

ASFALT AND PALM CRUDE OIL MIXTURES IN ASFALTIC MIXTURES IN TIBIO

Autor: Fredy Alexander Santiesteban C1

1 Ingeniería de vías, Ingeniería Civil, Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá, Colombia, Correo Electrónico: fresaca_@hotmail.com

RESUMEN

Para Colombia y el mundo la problemática ambiental se ha convertido en materia de estudio y se ha  vuelto una prioridad, el aumento de la conciencia ambiental y una regulación más estricta de las emisiones atmosféricas han permitido desarrollar  diferentes estudios en y  nuevas tecnologías para la producción de mezclas asfálticas con base en la temperatura empleada para fabricarlas en plantas especializadas de asfalto,  de acuerdo a esto se  han establecido las siguientes cuatro denominaciones: mezclas en frío - CMA (temperatura inferior a 60 °C), mezclas semitibias - HWMA (temperatura entre 60 y 100 °C), mezclas tibias - WMA (temperatura entre 100 y 140 °C) y mezclas en caliente - HMA (temperatura entre 140 y 190 °C). Se denomina mezcla asfáltica tibia (WMA) a aquella que mediante el uso de diferentes técnicas logra reducir las temperaturas de mezclado y compactación de una mezcla asfáltica caliente sin alterar demasiado la calidad de la mezcla asfáltica resultante y  reducir la viscosidad del asfalto hasta lograr una adecuada envuelta de los agregados y el asfalto para convertirlas en mezclas asfálticas tibias que sean beneficiosas para el medio ambiente. Existen varias tecnologías que proporcionan esta reducción de la viscosidad a bajas temperaturas, entre otras podemos mencionar: los sistemas de aditivos, Sistemas a base de espuma, zeolitas, la tecnología LEA, Sistema de doble envuelta que se trata de la aplicación de dos capas de ligante  sobre un mismo árido, en la primera envuelta se utiliza un ligante muy fluido , que pueda ser de Cut-back activado , un aceite , etc., cuya misión principal es asegurar al adhesividad entre la superficie del árido y la segunda capa de ligante. En esta segunda capa se emplea un Cut-back altamente viscoso una emulsión de betún de dotaciones, expresadas en ligantes residual, de aproximadamente el doble de las empleadas en la primera vuelta  entre otros. (Campo, 1993).

Para reducir la viscosidad a bajas temperaturas se utilizan aditivos químicos sin embargo es la primera vez que se utiliza en Colombia el aceite crudo de palma como aditivo reductor de viscosidad del asfalto. Colombia es el primer productor de aceite de palma en América Latina y el cuarto a nivel mundial. La gradación de la mezcla se obtuvo con 54.1% de gruesos, 41.7% de finos y 4.2% de llenante utilizando cal hidratada, y se mezcló con asfalto de penetración 60-70, modificado con crudo de palma al 1%. El diseño se realizó por el método Marshall, la temperatura de producción de la mezcla se redujo, así como la viscosidad del asfalto y se mejoró el desempeño de la mezcla asfáltica tibia comparada con la mezcla asfáltica en caliente (ConradoH.Lopera Palacio, 2012)

Objetivo: identificar las características y los beneficios  que tienen la implementación de mezclas asfálticas en tibio y la utilización del aceite crudo de palma como ingrediente aditivo reductor de viscosidad en el asfalto para producir mezclas asfálticas tibias.

Palabras Clave: Mezclas asfálticas tibias,  aditivo, viscosidad, ligante, temperatura de mezclado, temperatura de compactación.

ABSTRACT

For Colombia and the world, environmental issues have become a matter of study and have become a priority. Increasing environmental awareness and stricter regulation of atmospheric emissions have led to the development of different studies on and new technologies for the production of Asphaltic mixtures based on the temperature used to manufacture them in specialized asphalt plants, according to this the following four denominations have been established: cold mixtures - CMA (temperature below 60 ° C), semi-hybrid mixtures - HWMA (temperature between 60 and 100 ° C), warm mixtures - WMA (temperature between 100 and 140 ° C) and hot mixtures - HMA (temperature between 140 and 190 ° C). A warm asphalt mixture (WMA) is called that which, through the use of different techniques, reduces the mixing and compaction temperatures of a hot asphalt mixture without significantly altering the quality of the resulting asphalt mixture and reducing the viscosity of the asphalt until an adequate wrapping aggregates and asphalt to convert them into warm asphalt blends that are beneficial to the environment. There are several technologies that provide this viscosity reduction at low temperatures, among others we can mention: Additives systems, Foam based systems, zeolites, LEA technology, Double wrapping system which involves the application of two layers of a very fluid binder, which may be of activated cut-back, an oil, etc., whose main task is to ensure the adhesiveness between the surface of the aggregate and the second layer of binder. In this second layer is used a highly viscous cut-back a bitumen emulsion of endowments, expressed in residual binders, of approximately twice those used in the first round among others. (Campo, 1993)

To reduce the viscosity at low temperatures chemical additives are used, however, it is the first time that crude palm oil has been used in Colombia as an asphalt viscosity reducing additive. Colombia is the first producer of palm oil in Latin America and the fourth in the world. The gradation of the blend was obtained with 54.1% coarse, 41.7% fine and 4.2% fillers using hydrated lime, and mixed with penetration asphalt 60-70, modified with 1% palm oil. The design was performed by the Marshall method, the production temperature of the mixture was reduced as well as the viscosity of the asphalt and the performance of the warm asphalt mixture was improved compared to the hot asphalt mix (ConradoH.Lopera Palacio, 2012)

Objective: to identify the characteristics and benefits of the implementation of asphalt mixtures in warm and the use as an additive ingredient of palm oil.

Keywords: Warm asphalt mixtures, additive, viscosity, binder, mixing temperature, compaction temperature.

INTRODUCCIÓN

La evolución tecnológica y la necesidad de minimizar los impactos ambientales, además de incrementar la eficiencia en los recursos disponibles para el desarrollo del mejoramiento de la red vial existente en nuestro país, hace que se opten por la adopción de técnicas constructivas, que si bien cierto no son nuevas, no son usadas comúnmente ya sea por desconocimiento o por no afectar intereses económicos de algunos sectores adscritos a la construcción vial, como sabemos las carreteras son esenciales para el bienestar de la humanidad, tanto en términos sociales como económicos, pero es innegable que su construcción, mantenimiento y uso tienen un impacto negativo en el ambiente. Para minimizar parte de esos impactos, la respuesta de los ingenieros ha sido la producción y aplicación de mezclas asfálticas a temperatura reducida. De acuerdo a esto  se ha desarrollado la técnica para producir las mezclas tibias.

Las mezclas asfálticas tibias (MAT o Warm Mix Asphalt, WMA) son un conjunto de tecnologías desarrolladas en Europa durante el Tratado con Kyoto y la Comunidad Económica Europea en 1997, como una respuesta los gases del efecto invernadero. La National Asphalt Pavement Association (NAPA) en cooperación con la Federal Highway Administration (FHWA) introdujeron las MAT en el World Asphalt Show & Conference del 2004, en Nashville, TN. Como aporte a estos problemas ambientales. El objetivo de estas tecnologías es bajar las temperaturas de trabajo, principalmente de compactación. Para ello existen diferentes técnicas que buscan reducir la viscosidad del ligante asfáltico y que pueden aplicarse tanto en mezclas continuas como discontinuas. Dichas técnicas se separan en cuatro categorías definidas como: Reducción de la viscosidad utilizando aditivos orgánicos, Asfaltos espumados. , Tecnologías con bases acuosas, Uso de aditivos químicos (emulsiones) (Calderon, 2011)

El protocolo de Kioto es un acuerdo internacional que tiene como objetivo reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que causan el calentamiento global. Este protocolo establece unos parámetros, entre muchos otros, para la industria de la infraestructura y carreteras.

Según este tratado, del que Colombia hace parte, los países firmantes deben indagar por nuevas formas de nuevos asfaltos que minimicen las emisiones de dióxido de carbono y reduzcan la temperatura de las mezclas asfálticas. Estas mezclas, por lo general, se producen en caliente, es decir, entre 155 y 160 grados centígrados. Cuando el asfalto alcanza esas temperaturas expide residuos contaminantes y dañinos para el medio ambiente. Las mezclas asfálticas tibias reducen  el impacto medioambiental en la construcción y mantenimiento de las carreteras pavimentadas y se emplea como un mecanismo en el sostenimiento del medio ambiente. Conscientes de la importancia para el equilibrio ambiental y los beneficios en la reducción del consumo de energía durante la producción y la reducción de la emisión de gases,  la Ingeniería Civil propone como principal innovación su  utilización de la mezcla asfáltica ya que las investigaciones sobre WMA se han centrado mucho en la producción con varias tecnologías. En este informe la utilización del aceite  de palma en Colombia, como agente reductor de la viscosidad en el asfalto.

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