ITERLOW-T Un Nuevo aditivo polifuncional para mezclas asfalticas semi calientes Eng. Paolo Visconti – Iterchimica Srl – via Marconi, 21 24040 Suisio Italy Las cuestiones ambientales y los problemas relacionados con la seguridad y la salud de los operadores encargados de la fabricación de las mezclas asfálticas y de la aplicación de las mezclas bituminosas siempre han dado lugar a largos debates sobre la posible nocividad de los humos formados por el calentamiento de la mezcla a temperaturas (160 - 180ºC) necesarios para su aplicación. Si, por un lado, los efectos sobre la salud del operador aun se encuentran en la fase de estudios clínicos, por otro lado, el impacto ambiental de las emisiones de sustancias nocivas a la atmósfera es muy claro para todo el mundo. Hasta ahora las altas temperaturas en el procesamiento han sido una garantía indispensable para que la mezcla obtenga las mejores características, que sólo se obtienen siempre que las siguientes condiciones sean aseguradas: • Secado de los agregados, para eliminar la humedad. • Unión del asfalto en toda la superficie de los agregados. • Aplicabilidad y compactibilidad de la mezcla. La necesidad de reducir las emisiones a la atmósfera (CO2, NOX, COV, polvos finos, etc.), la no disponibilidad ilimitada de los combustibles fósiles y el respeto del Protocolo de Kyoto, hasta obliga a nuestra industria a recurrir al manejo de sistemas de producción ambientalmente racionales, con la consiguiente reducción de energía para la producción. Teniendo en cuenta la incapacidad de intervenir en la temperatura de servicio de los asfaltos, en parte debido a la temperatura de salida del ligante de la columna de destilación en la refinería (160 - 180 º C), y en parte porque es la temperatura mínima para garantizar la viscosidad y fluidez; nos enfocamos en el objetivo de reducir las temperaturas de producción, al reducir la temperatura de los agregados, la cual representa el 94-95% de la masa total de la mezcla asfáltica. Consideramos importante recordarles que, para lograr este objetivo, antes de este un gran número de estudios se han llevado a cabo con la ayuda de las tecnologías más avanzadas y con la asistencia de pruebas realizadas en campo por las empresas más grandes de esta industria, la cuales han intervenido tanto en el proceso de producción como en el cambio de las propiedades fisicoquímicas de los componentes de las mezclas asfálticas. Bajo las condiciones actuales, estas tecnologías ofrecen la posibilidad de producir mezclas a temperaturas cercanas a los 110 hasta 120ºC, permitiendo la compactación a 70-90°C, como una función de las diferentes técnica s. A continuación figuran las características más relevantes de los sistemas que más se utilizan en la actualidad, y de los cuales ya existen referencias importantes. • El uso de dos asfaltos con diferentes valores de penetración, uno de los cuales se mezcla con aditivos después de un proceso de formación de espuma (Foam Bitumen). • El uso de zeolitas, que mediante la deshidratación a temperaturas fijas, promueven el proceso de creación de espuma en el asfalto. • Adición al asfalto de ceras de parafina con largas cadenas moleculares y un alto punto de cristalización, que actúan al modificar las características físicas del asfalto.

• Aplicación en los procesos de producción que, mediante el uso de promotores de adhesión y arena húmeda, interaccionan para la formación de espuma en el asfalto. • ITERLOW -T, una tecnología desarrollada por ITERCHIMICA ITERLOW - T es un compuesto líquido que se añade directamente al asfalto en el tanque de almacenamiento o en línea durante la fase de producción. La dosis, dependiendo de las características, puede oscilar entre 0,3 a 1% en peso sobre el asfalto. Su pobre susceptibilidad a las altas temperaturas permite períodos de almacenamiento a mediano y largo plazo. ITERLOW - T interactúa con la estructura aglutinante; su acción química afecta al instante las características físicas de la mezcla y permite a esta última a ser transportada a 120°C de temperatura y, por lo tanto su colocación y compactación a valores que oscilan alrededor de los 90°C (Véase el cuadro 1).

Foto 1 La característica más innovadora de ITERLOW-T reside en el sentido de que no cambia la las características físico-químicas del asfalto, sosteniendo la penetración, punto de ablandamiento y la viscosidad de la misma. Esta propiedad es transitivamente trasladada hacia las características mecánicas de la mezcla manufacturada, que presentará las mismas propiedades que las mezclas calientes tradicionales. Debido a la sencillez de su uso, sin necesidad de introducir cambios al sistema de mezclado. Más de 30 pruebas de campo se han hecho desde el año 2002 con varias empresas constructoras de carreteras dentro del territorio europeo. Estas pruebas involucraron capas de rodamiento, capas de conexión y bases. Pruebas similares se han llevado a cabo mediante el uso de materiales procedentes de la molienda, en cantidades muy cercanas al 35%. Una consecuencia directa de la disminución de la temperatura ha sido la significativa disminución y control en el consumo de combustible así como las emisiones a la atmósfera (ver fotos 2 y 3). Incluso la productividad por hora se ha beneficiado mucho de esta ventaja.

Foto 2 – Tendiendo mezcla con ITERLOW-T Foto 3– Tendiendo mezcla tradicional En los cuadros siguientes se resumen los datos obtenidos de experimentos realizados utilizando ITERLOW-T como aditivo. The following tables sum up the data obtained out of experimental tests made by using ITERLOW-T as additive. Cuadro 1 Reducción de las emisiones en comparación con una producción normal

Dióxido de Carbono (CO2) -53% (measured)

Hidrocarburos volátiles -53% (measured)

Carbono orgánico volátil (COV) -90%

Óxidos de Nitrógeno (NOx -51% (measured)

Polvos finos -87% (measured)

Cuadro 2 Ahorro de Energía a diferentes temperaturas de calentamiento

Cuadro 3 Resultados de pruebas experimentales

AC Temperatura AC

°C Temperatura agregado °C

Reducción be combustible

Volumen de producción

T/h

Temperatura de tendido

°C

% de vacìos

% de recubrimiento

50/70 160 160 ------- 135 Ton/h 140 3 % Excelente

50/70 160 120 - 50 % 150 ton/h 90 7 % Pobre

35/50 + 0,5% ITERLOW T

160 120 - 50 % 150 ton/h 90 4 % Excelente

A pesar de que no actúa en la viscosidad del asfalto, la acción de la superficie activa ejercida por ITERLOW T permite reducir la fricción interna de la mezcla de agregado, así pues mejorando su aplicabilidad y el movimiento del agregado durante la compactación, incluso a temperaturas normales de servicio, lo que significa que las mezclas pueden ser transportados a largas distancias, y los problemas logísticos que se derivan de las distancias que deben cubrirse y cualquier problema de tráfico son reducidos. Por último, pero no menos importante es la posibilidad de tratar la superficie de las carreteras, incluso en la presencia de bajas temperaturas.

Propriedades Fisicas, quimicas y de dosificación ITERLOW-T es un aditivo de multiples funciónes que fluye a temperaturas superiores a -15°C y no contiene agua. ITERLOW-T puede ser dosificado directamente en el tanque de almacenamiento o directamente en la línea del asfalto con una bomba.

• Los intervalos de dosificación son de 0,2% a 0,5% en el peso del asfalto, lo que equivale aproximadamente a 110 y 300 gramos por tonelada métrica de mezcla caliente

• no cambia las características químicas y físicas del asfalto, como por ejemplo: - Penetración - Punto de reblandecimiento - Viscosidad - PGAC grade

Evaluacion de ITERLOW-T rendimiento WMA (MEZCLAS TIBIAS) Diversos ensayos en laboratorio y pruebas de campo indican que las mezclas modificadas con ITERLOW-T y las mezclas para WMA (MEZCLAS TIBIAS):

• Vacios y las densidades son casi identicas a las mezclas HMA • Los resulados de la prueba APA (Asphalt Pavement Analyser) se consideró que no

es estadisticamente diferente de HMA • La rigidez (modulo dinamico) de la mezcla hecha con ITERLOW-T en comparacion

con HMA es menor • Los valores de TSR (resistencia a la tracción indirecta) no se ven afectados

ITERLOW-T se puede utilizar en HMA para mejorar el rendimiento de la mezcla en condiciónes climaticas estremas. ITERLOW-T se puede utilizar tambien para HMA. Varias ventajas, cuando pequeñas cantidades de aditivos se dosifican en HMA, se han observados en ensayos de campo, por ejemplo:

• Reducion del esfuerzo de compactación • Retraso del endurecimiento de la mezcla con el tiempo, lo que conduce a una

mejor majenabilidad en las operaciónes manuales

• Reparación mas facil para bacheos • Las densidades y los vacios son garantidos incluso en condiciónes climaticas

estremas.

Pruebas de laboratorio realizadas en Perú Las siguientes pruebas fueron conducido en un laboratorio del Peruano gracias a una apreciada cooperación tecnica con el Eng. Javier Silva-Santisteban de Bitúmenes del Perú SAC en el año 2008. Los resultados muestran, sin ningún tipo de duda, que el aditivo ITERLOW-T contribuye a reducir la viscosidad de las mezclas calientes cuando se producen y se compactan a temperaturas más bajas. Todas las pruebas se realizaron en conformidad con las especificaciones tecnicas del Perú, según la normativa MTC Tabla n ° 410-9.

2,33

2,34

2,35

2,36

2,37

2,38

2,39

2,4

90 100 110 120 130 140 150

TEMPERTURA ºc

DE

NS

IDA

D G

R/C

C

PEN 85/100

PEN 85/10 + 0.5 % ITERLOW T

ESTABILIDAD MARSHALL

750

850

950

1050

1150

1250

1350

1450

1550

90 100 110 120 130 140 150

TEMPERATURA ºC

ES

TA

BIL

IDA

D K

G

PEN 85/100

PEN 85/100 + 0.5% ITERLOW T

Mínimo

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

90 100 110 120 130 140 150

TEMPERATURA (ºC)

VA

CIO

S (

%)

PEN 85/100

PEN 85/100 + 0.5 %ITERLOW T

Máximo

Mínimo

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

90 100 110 120 130 140 150

TEMPERATURA (ºC)

FLU

JO (

0.01

Plg

)

PEN 85/100

PEN85/100 +0.5%ITERLOW T

Máximo

Mínimo

Requisitos para mezcla de concreto asfaltico Bituminoso( Según MTC

Tabla No 410.9) Vacios % 3 a 5 Flujo 0.001 Pulg 8 a 16 Estabilidad kg 815 min Rigidez kg/cm 1700 a 2500

Temperatura de compactación

ºC

densidad gr/cc

Estabilidad kg Vacios % Fujo 0.01

pulg Rigidez Kg/cm

140 2,385 1555,2 3,4 12 5102,4 130 2,376 1495,9 3,8 13 4529,4 120 2,367 1290,5 4,2 13 3908,2 110 2,350 1053 4,9 14 2961,2 100 2,340 1000 5,3 15 2624,7

Temperatura de compactación ºC

densidad gr/cc

Estabilidad kg Vacios % flujo 0.01

pulg Rigidez Kg/cm

140 2,385 1523,3 3,44 11 5452 130 2,384 1509,6 3,5 12 4952,7 120 2,383 1422,3 3,52 12 4666,3 110 2,383 1372,7 3,52 13 4157,2 100 2,361 1327,1 4,4 13 4019,1

Certificaciones y aprobaciones ITERLOW-T ya ha sido aprobado para su uso por:

1. MTO, Ontario Ministry of Transportation – Ontario, Canada 2. The Cities of Toronto, Ottawa, London, Hamilton and Stratford and in Elgin County

in Ontario, Canada 3. CTPC (Consiliul Tehnic Permanent Pentru Constructii) Ministry of Public Works –

Romania 4. ANAS Azienda Nazionale Autonoma delle Strade – Italy 5. Autostrada del Brennero S.p.A. – Italy

ITERLOW-T tambien se ha utilizado en: Los Estados Unidos y Canadá: Marlyland, Colorado, NY, South Carolina, North Carolina, Wisconsin, las provincias de British Columbia, Alberta, Saskatchewan, Quebec, Nova Scotia y New Brunswick. ITERLOW-T està en proceso de ser certificado por NCAT (National Center for Asphalt Technology) de Auburn University, AL

Instalación ITERLOW –T no require ninguna modificación a la planta di asfalto, además une pequeña bomba, que puede dosificar el aditivo directamente en la tubería del betún.

Conclusiones ITERLOW-T se demuestra un aditivo excelente para WMA (MEZCLAS TIBIAS). En este momento mas de 700.000 m2 ha sido aplicado a través los EE.UU., Canadá y Europa. ITERLOW-T confiere a las mezclas tibias las siguientes propriedades:

� Bajas temperaturas de mezclas y compactación � Bajo consumo de combustible, emisiones visibles y olores � Reducción del envejecimiento de la carpeta � Distancias recorridas mas largas y la extensión de la temporada de pavimentación

Referencias - Prowell BD, Hurley GC. Warm-Mix Asphalt Best Practices, National Pavement Association (NAPA) Quality Improvement Series 125 (QIS-125), Lanham, Maryland (2007). - Davidson JK, Tighe S, Croteau J-M. “Paving the Way to Environmentally Friendly Pavements Through Innovative Solutions”, Proceedings, Canadian Technical Asphalt Association, 51, 97-121 (2006). - Forfylow R-W, Middleton B. “Experiences with Warm Mix Asphalt – A Contractors Perspective”, Proceedings, Canadian Technical Asphalt Association, 53, 409-432 (2008). - Manolis S, Decoo T, Lum P, et al. “Cold Weather Paving Using Warm Mix Asphalt Technology”, Proceedings, Canadian Technical Asphalt Association, 53, 171-190 (2008). - Aurilio V, Michael LL, “Sasobit Warm Mix Asphalt Technology: Victoria Street Trial in the City of Ottawa”, Proceedings, Canadian Technical Asphalt Association, 53, 249-265 (2008). - “Material Specification for Superpave Stone Mastic and Stone Mastic Asphalt Mixtures”, OPSS 1151, Ontario Provincial Standard Specification (OPSS), Ontario Ministry of Transportation, Downsview, Ontario (November 2005). -Hurley, G. C.; Prowell, B. D. 2004. Evaluation of Potential Processes for Use in Warm Mix Asphalt. Research - Kristjansdottir, O. 2006. Warm Mix Asphalt for Cold Weather Paving. A thesis Master of Science in Civil Engineering, University of Washington.