PAVIMENTOS SUSTENTABLES CON VIDRIO RECICLADO EN ASFALTO PARA VÍAS PÚBLICAS

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Procedimiento

Dentro de los principales materiales utilizados para producir el asfalto se encuentran: la brea, lastre, vidrio triturado y demás complementos asfálticos.

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Fig. 1 Diagrama de Flujo de proceso industrial de la fabricación de asfalto con vidrio

Para hacer el asfalto con vidrio triturado se procedió de la siguiente manera:

- Se utiliza las medidas de seguridad necesarias, que se presenta en la Fig. 2 para triturar las botellas de vidrio, como un overol, gafas de protección para la vista, mascarilla para el sistema respiratorio, guantes para el tacto, y un casco de seguridad.

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Fig. 2: Medidas de Seguridad.

- Una vez ya listo el vidrio triturado se procede a calentar la brea a temperatura de fusión de 100 ºC; obteniendo como la Fig. 3 dentro de este paso es necesario mover constantemente el líquido.

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Fig. 3: Proceso de Fusión de la Brea.

- Luego de mezclar hasta obtener una combinación uniforme se procede a agregar la piedra, como la Fig. 4.

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Fig. 4: Brea con piedra

- Con la misma mezcla luego se agrega el vidrio triturado en la proporción del 20% y se mezcla todos los componentes y se obtiene la Fig. 5.

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Fig. 5: Brea con piedra y vidrio

- Se verte la mezcla en un contenedor y se procura esparcir en todo el molde indicado en la Fig. 6.

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Fig. 6: Compactación de la mezcla de asfalto con vidrio.

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SISTEMA DE TRITURACIÓN DEL VIDRIO

En la construcción de la trituradora de vidrio hay la necesidad de utilizar un molino de martillos, pues este sistema proporciona una adecuada trituración y pulverización.

El sistema de martillos está construido con el material AISI 01 [8]; estos al girar con una velocidad de (19.184 m/s) trituran la botella uniformemente. El diámetro máximo del grano de vidrio es de 2 mm como la Fig. 7.

Se utiliza este tipo de sistema debido a que:

- Produce un amplio rango de tamaño de partículas.

- Trabaja con cualquier material y fibra.

- Bajo costo de compra inicial comparado con los molinos de rodillos.

- Bajo costo de mantenimiento.

- Opera de forma descomplicada.

El vidrio es un material muy usado como consecuencia de sus valiosas propiedades. Es duro y transparente, inatacable por ácidos y lejías y conduce mal el calor y la electricidad (aislante). Un inconveniente de este material es su sensibilidad para los golpes [8].

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Fig. 7: Molino de Martillos.

Cuando el vidrio está bien molido, este material presenta un coeficiente de permeabilidad similar a la arena gruesa y puede mejorar la estabilidad de las mezclas. En general, el vidrio es conocido por sus propiedades de retención de calor, que puede ayudar a disminuir la profundidad de penetración de las heladas, reduciendo los choques térmicos sobre el pavimento [3], [11], [13].

La investigación realizada nos permite determinar varios usos para el vidrio triturado como por ejemplo:

- Agregado en base y sub base de carreteras y/o agregado en el pavimento asfáltico-Glassphalt.

- Agregado en el concreto decorativo para fachadas arquitectónicas.

- Alternativa para triturar, filtración de material.

- Alternativa a la arena en los campos de golf.

- Alternativa a material de relleno, y agregado en el hormigón y cemento.

En la Fig. 8. se muestra esquemáticamente la superestructura está constituido el asfalto de las vías primarias [12].

- Capa de Rodadura

- Capa Base

- Capa Sub-base

- Suelo Compactado

- Subrasante

- Sub-drenaje longitudinal

- Revestimiento de Hombreras

- Sub-base de Hombreras

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Fig. 8: Sección típica de un pavimento.

El vidrio triturado se le añade a la capa base y subase para obtener los beneficios ya detallados anteriormente.

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ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

De acuerdo con la norma AASTHO M-318-0 de la (American Association of State Highway and Transportation Officials) Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportes el mayor porcentaje de vidrio que se le puede añadir a un pavimento flexible es el 20%, además que el tamaño de su grano debe ser inferior a 9,5 mm [9].

Se aplica 5 ensayos en los cuales se varió el porcentaje de vidrio. Dentro de los cuales se compara presiones soportadas y temperaturas; se toma en cuenta que la temperatura promedio de la ciudad de Ibarra es de 26º C.

Tabla 1: Valores de presión, volumen y porcentaje de Vidrio.

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Material del Recipientes: Latón Material del Recipiente del Ensayo 3: Aluminio.

En la Fig.9 se compara los porcentajes de vidrio y las presiones soportadas para cada ensayo, se puede apreciar que la dimensión de la presión aumenta a mayor porcentaje de vidrio triturado; Así en el ensayo 1 con el 0% de vidrio triturado, soporta 1000 psi, y el ensayo 5 con el 40% de vidrio triturado, soporta 3000 psi.