Mejora de caminos y rutas mediante el agregado de polvo de NFU reciclados

Por: Lic. Witold R. Kopytyński

NFU, asfaltos y economía circular
A lo largo de las últimas décadas, el uso de polvo de neumáticos fuera de uso (NFU) como aditivo en mezclas asfálticas ha demostrado ofrecer mejoras significativas en la durabilidad, resistencia al agrietamiento y rutting, así como una notable reducción del ruido del tránsito. Además, este enfoque contribuye al cierre del ciclo de economía circular, reincorporando cientos de neumáticos por kilómetro de caminos construidos y reduciendo la presión sobre vertederos.
La incorporación de polvo de NFU en pavimentos ofrece una solución técnica y ambiental que optimiza la durabilidad, mejora la seguridad vial (menor ruido y mejor adherencia) y reduce significativamente el volumen de residuos de neumáticos en vertederos y basurales.
La tendencia global apunta a una mayor adopción de esta tecnología, impulsada por la economía circular y la regulación ambiental.
El transporte en Argentina
La Argentina es un país extenso, por lo que la eficiencia en el transporte interno de mercaderías es crucial.
También está lejos de los principales mercados internacionales y tiene que hacer un esfuerzo adicional para competir con países que tienen una mejor ubicación estratégica, contando con mejores rutas.
El transporte por camión mueve el 92% de la producción en la Argentina, un porcentaje superior al de otros países. A diferencia de la Unión Europea, con el 75% y de Estados Unidos, con el 73%.
Por tren solo va el 4% de los productos en la Argentina, mientras que este porcentaje se eleva al 18% y al 12% en la UE y en EE.UU., respectivamente.
La Argentina solo usa el transporte por agua en el 3,5% de los casos, mientras que EE.UU. y la UE duplican este porcentaje.
Con el 25% de las emisiones globales, el transporte es el segundo contribuyente de CO2 procedente de la quema de combustibles, detrás generación de electricidad y calefacción (42%).
Infraestructura vial
Un desafío adicional es el estado de la infraestructura vial en la región: sólo el 33,2% de los kilómetros de carreteras están pavimentadas en LATAM.
Argentina tiene solamente unos 100.000 Km de rutas asfaltadas, del millón de Km existentes de rutas nacionales, provinciales, municipales y caminos. Se producen en torno a las 500.00 toneladas anuales de asfalto, y de ello solamente alrededor del 12 % son asfaltos modificados.
La calidad de la infraestructura vial tiene un impacto directo en los niveles de emisiones de los vehículos, que aumentan un 2,5% cada año en promedio cuando los vehículos circulan por carreteras en malas condiciones.
Residuos de NFU
El uso de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) en carreteras facilita la evaluación y adopción de nuevas tecnologías como mezclas asfálticas con NFU o el reciclaje de pavimentos que han alcanzado su vida útil, permitiendo estimar posibles reducciones en los impactos ambientales en comparación con tecnologías convencionales.
Por ejemplo, al comparar el ciclo de vida (extracción, mezcla, construcción, rehabilitación y vida útil del trabajo) de la misma cantidad de material de mezcla asfáltica modificado con polvo de NFU versus una mezcla asfáltica modificada con polímeros plásticos, se comprueba la ventaja de esta tecnología, que es más barata que la de otros modificadores.
Se constata, asimismo, una disminución del 26,8% en las emisiones de GEI y del 27,3% en el consumo de energía. Además, hay una mayor disminución de las emisiones y consumo considerando que las mezclas asfálticas con polvo de NFU requieren un espesor de capa más fino, lo que da como resultado una disminución de la explotación de materias vírgenes, menor transporte, y una vida útil más larga.
Una reducción adicional significativa de las emisiones también se puede generar durante la construcción debido a una menor compactación y temperaturas de mezcla, con una carga medioambiental entre el 5% y el 10% inferior al de la tecnología tradicional.
La tecnología de asfaltos modificados con NFU mejora el rendimiento de la estructura del pavimento y su durabilidad, al tiempo que facilita el drenaje del agua de la superficie de la carretera.
La tecnología de mezclas asfálticas modificadas con NFU ha comenzado a implementarse en Estados Unidos y España, así como en países como Chile, México, Brasil, Colombia, Uruguay y Argentina.
Respecto al reciclaje de pavimentos que han llegado al fin de su vida útil, las capas recicladas que están adecuadamente diseñadas y sometidas a un estricto control de calidad pueden funcionar tan bien o mejor que las capas fabricadas únicamente con materiales vírgenes.
Propiedades del polvo de NFU
Elevada elasticidad y viscosidad: el caucho aporta flexibilidad al aglutinante bituminoso, mejorando la recuperación elástica tras cargas repetidas.
Aumento de la adhesión: mejora la adherencia entre ligante y árido, lo que reduce la formación de fisuras por fatiga.
Amplio rango de temperaturas efectivo: resiste mejor el agrietamiento en frío y el ablandamiento en altas temperaturas.
Beneficios en la mejora de pavimentos
Mayor vida útil: Diversos estudios muestran que las mezclas asfálticas modificadas con NFU pueden duplicar su vida útil respecto a pavimentos convencionales.
Reducción de ruido: En proyectos como los ejecutados por SACyR en la Región Metropolitana de Santiago de Chile, la incorporación de polvo de caucho ha reducido el nivel de ruido en hasta 5 dB.
Resistencia al rutting y deformaciones permanentes: Ensayos sobre la superficie de tránsito indican que el asfalto con NFU forma ruts hasta un 30 % más superficiales que el asfalto convencional, gracias al aumento de rigidez y viscosidad del ligante.
Mejora de caminos y rutas mediante el agregado de polvo de NFU reciclados
A lo largo de las últimas décadas, el uso de polvo de NFU como aditivo en mezclas asfálticas ha demostrado ofrecer mejoras significativas en la durabilidad, resistencia al agrietamiento y al rutting, así como una notable reducción del ruido. Además, este enfoque contribuye al cierre del ciclo de economía circular, reincorporando cientos de neumáticos por kilómetro de vía construida y reduciendo la presión sobre vertederos.
El rutting o ahuellamiento es una deformación permanente que se manifiesta como hundimientos longitudinales en las huellas de las ruedas de un pavimento flexible, principalmente asfáltico. Es una depresión lineal permanente que se forma en las trayectorias de las ruedas, causada por las cargas de tráfico pesado que compactan o deforman la mezcla asfáltica o las capas subyacentes.
Se origina por la acumulación de desplazamientos plásticos o consolidación en la mezcla bituminosa o en las capas inferiores (subbase o subrasante) debido al tráfico repetido.
El rutting puede clasificarse en rutting de mezcla (a nivel de la capa de asfalto) y rutting estructural (en las capas de apoyo). Sus efectos incluyen acumulación de agua en la calzada (riesgo de aquaplaneo), mayor desgaste de neumáticos y reducción de la comodidad de marcha, lo que impacta la seguridad vial y los costos de mantenimiento.
Causas del rutting
• Deformación plástica de la mezcla: El ligante asfáltico, bajo tensiones elevadas y temperaturas altas, fluye plásticamente en la zona de la huella de rueda.
• Consolidación excesiva: Durante la construcción, una compactación insuficiente da lugar a consolidación posterior bajo carga de tráfico.
• Debilidad de capas inferiores: Cuando la subbase o subrasante no soporta adecuadamente las cargas, se deforma estructuralmente y produce hundimientos.
Los tres tipos principales de ahuellamiento son:
1) Ahuellamiento en la mezcla
El ahuellamiento en la mezcla se produce cuando la superficie del pavimento experimenta depresiones en el paso de ruedas debido a problemas de compactación o diseño de la mezcla, pero la subrasante no se ve afectada. Este tipo de ahuellamiento suele ser el resultado de un diseño o fabricación de la mezcla inadecuados, o de una mala selección de la misma.
2) Ahuellamiento en la subrasante
El ahuellamiento en la subrasante (o ahuellamiento estructural) se produce por depresiones en el paso de ruedas en la subrasante bajo la carga del tráfico. El pavimento se asienta en estos ahuellamientos de la subrasante, lo que resulta en depresiones superficiales y un deterioro de las condiciones de la carretera.
3) Densificación
La densificación se debe a una compactación insuficiente durante la construcción del pavimento. A medida que las cargas del tráfico continúan impactando el pavimento, este sufre una mayor compactación, lo que provoca deformaciones superficiales con el tiempo.