Tratemos Asuntos de Ingeniería - LLantas Usadas: Contaminación o uso inteligente

1. David González Herrera
Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
Ingeniero Civil

2. ¿Qué es el GCR y cómo se obtiene?
Es el del resultado del procesamiento de llantas usadas, las cuales son un serio problema
ambiental luego de cumplida su vida útil.
¿Qué usos se le ha venido dando a esas llantas inservibles?
 Recurso energético de algunas industrias
 Aplicaciones de menor consumo: pisos industriales, calzado, etc.
 Recientemente en pavimentos
¿Por qué se puede usar el GCR en las mezclas asfálticas?
Las llantas además de fibras metálicas y textiles tienen: SBS, SBR y Negro de Humo

3. ¿Qué técnicas hay para colocar el GCR en las mezclas?
EL GCR se puede aplicar por vía húmeda o por vía seca
¿Qué es la vía húmeda?
Es cuando se modifica el asfalto para formar un nuevo material que se llama Asfalto-caucho
A partir de ahí se fabrica la mezcla que se desee.
¿Qué es la vía seca?
Es cuando se adiciona el GCR, como sustitución de una fracción de árido fino.
En este caso, podemos hablar de una Mezcla Modificada. El asfalto puede ser convencional.
¿Cuál proceso está reglamentado en Colombia?
De momento, el de la vía húmeda. El de la vía seca se deberá hacer próximamente.
¿Qué tipo de mezclas se pueden fabricar?
En general son mezclas densas de tendencia discontinua

4. ¿Cómo se ha desarrollado la normativa sobre su empleo?
En Bogotá se hiz0 en tres fases, realizadas entre el IDU y Uniandes.
a. Fase I: entre 2001-2003, en la cual se buscaba resolver las siguiente inquietudes:
¿Son compatibles los asfaltos que tenemos, con el GCR disponible?
¿Se pueden hacer buenas mezclas?
Conclusión: los asfaltos se pueden modificar con GCR y las mezclas también. La resistencia a
fatiga es la propiedad que mas mejora.
b. Fase II: 2004 y 2005, reformulación del proceso y ejecución de tramo de prueba en escala real.
c. Fase III: 2006-2008, seguimiento y producción de la especificación

5. Condición actual.
 El uso de asfalto caucho, ya es una realidad.
 En Bogotá se han colocado mas de 17 mil m3, en una extensión de 150 mil m2 y se han consumido cerca
de 60 mil llantas.
 El GCR, que se produce es pasante del Tamiz No. 30, pero es deseable que sea aún más pequeño.
 Está reglamentado por el IDU en la 560-11 y recientemente por el Invias en la 413-13
 Ya hay pruebas exitosas en vías nacionales concesionadas
 El diseño por vía húmeda parte del Marshall, pero debe hacerse con resistencia a la deformación
plástica
 Los valores de diseño de las mezclas por vía húmeda están del orden de:

6. Parámetro Valores habituales
% GCR (10-20)% del contenido de asfalto
Temperatura de fabricación (160 – 170)ºC
Temperatura de compactación de probetas (145 - 155) ºC
% Asfalto (6.8 – 7.5)
Estabilidad Marshall (1300 – 1500) Kp
Flujos (3 - 4.5) mm
TSR > 80%
Propiedades dinámicas
ε6 (155 - 180) µm
b (-0.20 , -0.25)
Módulo dinámico a 15ºC y 10 Hz (4700-5200) Mpa
Velocidad de deformación (105-120) (7 – 15) µm/min
Mezclas por vía húmeda

7. La vía seca ha sido probada por algunas compañías y otras están en el proceso de hacerlo, básicamente,
por:
No requiere grandes transformaciones en la planta.
Se puede producir en pequeñas cantidades.
No son de mala calidad, considerando las pruebas Marshall y las de desempeño.
Parámetro Valor
Contenido de asfalto (6.0 – 7.0)
Contenido de GCR (0.8 - 1.1) del peso de mezcla
Temperatura de la mezcla (145-155) ºC
Estabilidades (1400-1600) Kp
Flujos (3.0 – 4.0)mm
TSR >80
Módulo dinámico (20ºC, 10 Hz) (3500 - 4500) MPa

8. PROCESO POR VÍA HÚMEDA
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
Tiempo [min]
Viscosidad[cps]
A-13-165
A-10-155
A-10-165
A-13-155
A-15-155
A-15-165
A-20-155
A-20-165
APIAY

9. Cambio en el Grado de Desempeño PG
PROCESO POR VÍA HÚMEDA
Apiay
PG58-12
B-15-155-50
PG76-12
+13%
GCR
CIB
PG58-12
+15%
GCR
A-13-165-55
PG88-6
9

10. Asphalt Rubbers and other modifiers
Binder aging ratio-BAR
agingbeforeG
agingafterG
BAR
_*
_*
=
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
A
60-70
A-13-165-55
B
70-90
B-15-155-50
SBS
SBR
Asphalt binder
Binderagingratio
G*RTFOT/G*unaged
at64ºC
(Kalid, 2001)

11. Deformación plástica – WTT MDC-1
PROCESO POR VÍA SECA
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0 20 40 60 80 100 120
Tiempo (min)
Deformación(mm)
MDC-1 0% MDC-1 1% MDC-1 2%
7.33 mm/min
31.33 mm/min
14 mm/min

12. Fase 1 (2001-2003)
Construcción Tramo de prueba - Carrusel de Fatiga
Carrusel de Fatiga Universidad de Los Andes
Las mezclas de la primera fase, fueron por vía seca.

13. Construcción Tramo de prueba
Carrusel de Fatiga
Con el fin de hacer un análisis comparativo:
1. Un sector se construyó con MDC – 2 sin caucho
2. Otro sector se construyó con MDC – 2 con 1 % de GCR

14. Construcción Tramo de prueba
Carrusel de Fatiga

15. Construcción de un tramo experimental en servicio para evaluar el
comportamiento de mezcla con GCR
Ubicación del proyecto: Calle 96 desde carrera 67 hasta
avenida José Celestino Mutis, Barrio los Álamos, Bogotá D.C
Fase 2 (2001-2003)

16. Asfalto Densidad( g/cm3)
Módulo(Kg/cm2)
15ºC , 10 Hz
Barranca 70/90 2.124 140800
Barranca 80/100 2.13 168779
Modificado SBS 2.155 130850
Modificado SBR 2.135 120000
Modificado AC Vía Húmeda 2.13 130000
Modificado AC Vía Seca 2.088 74000
Fatiga 21ºC, 10Hz
Asfalto e6 (E-6) b a
Barranca 80/100 122 -0,2122 4,71
Modificado SBS 150 -0,2257 4,43
Modificado SBR 138 -0,2419 4,13
Modificado AC 70/ 90 Vía Húmeda 156 -0,231 4,33
Modificado AC 80/100 Vía Húmeda 144 -0,2508 3,99
Modificado AC 80/100 Vía Seca 114 -0,2345 4,26
Apiay Modificado vía húmeda 136 -0,2449 4,08
Las condiciones de comportamiento dinámico, fueron buenas.

17. 0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
Crackingdensity(%)
AM80100 PMSBS ARW80100 PMSBR
Month 3 Month 6 Month 12 Month 48
51
89
72
60
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
MDR
AM80100 PMSBS ARW80100 PMSBR
SECTIONS

18. Es un serio problema ambiental