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El proceso de fabricación de las mezclas asfálticas


DESCRIPCIÓN GLOBAL DEL PROCESO

Se puede encontrar en esta sección información referente a los procesos y productos propios de la actividad industrial FABRICACION DE ASFALTO MEZCLAS PARA PAVIMENTO, CIIU 354002.

El proceso de fabricación de las mezclas asfálticas incluye dos tecnologías

El proceso de fabricación de las mezclas asfálticas incluye dos tecnologías : mezcla en caliente y mezcla en frío.

Mezcla en caliente.

Para la fabricación de las mezclas en caliente se disponen de dos tipos de plantas, que igual, presentan sus ventajas y desventajas. En términos generales el proceso de fabricación de las mezclas en caliente es el siguiente :

Plantas de dosificación.

Los agregados finos (sin calentar) almacenados en las tolvas frías (1) se proporcionan mediante compuertas de alimentación en frío (2) hacia una banda transportadora, o un elevadores de cangilones (3), el cual descarga los agregados en el secador (4), en donde se someten a operaciones de secado y calentamiento. Los colectores de polvo (5) remueven cantidades indeseables de polvo del escape del secador. Los gases restantes del escape son eliminados a través de la chimenea de escape de la planta (6). Los agregados ya secos y calientes son luego llevados por un elevador de material en caliente (7) hacia la unidad de cribado (8), la cual separa el material en fracciones de diferente tamaño y lo deposita en tolvas calientes separadas (9) para un almacenamiento temporal. Cuando es necesario, los agregados calientes son medidos en cantidades controladas sobre la caja pesadora (10). Posteriormente, los agregados son descargados dentro de la cámara mezcladora o amasadero (11), junto con la cantidad correcta de relleno mineral proveniente de la reserva (12), si es que este último es necesario en la formulación. El cemento asfáltico caliente, proveniente del tanque de almacenamiento (13), es bombeado hacia la cubeta pesadora de asfalto (14), la cual pesa el cemento asfáltico antes de ser descargado en la cámara mezcladora o amasadero, en donde es combinado en su totalidad con los agregados y el relleno mineral. La mezcla asfáltica en caliente es entonces almacenada en silos o en camiones. La siguiente figura esquematiza una planta típica de dosificación.

Vista frontal planta de dosificación.

Plantas de tambor.

Las graduaciones controladas de agregado se depositan en las tolvas de alimentación en frío (1) de donde proporciones exactas se alimentan a un transportador de alimentación en frío (2). Un sistema automático de pesaje (3) monitorea la cantidad de agregado que entra al mezclador de tambor (4). El sistema de pesaje está entrelazado con los controles de la bomba de asfalto (5), la cual extrae asfalto del tanque de almacenamiento (6) y lo envía al tambor. La acción rotatoria del tambor combina totalmente el asfalto y el agregado. Un sistema colector de polvo (7) atrapa el exceso de polvo que escapa del tambor. Después de salir del tambor, la mezcla en caliente es transportada (8) hacia el silo de compensación (9) de donde es cargada en los camiones y luego transportada al sitio de pavimentación. Todas las operaciones de la planta son monitoreadas y controladas con instrumentos que se encuentran en la cabina de control. La siguiente figura esquematiza una planta típica de tambor.

Mezcla en frío.

Las plantas para la producción de las emulsiones asfálticas pueden ser de operación discontinua o continua. La diferencia entre uno y otro proceso de operación atiende a la manera como son tratadas y dosificadas las materias primas.

Plantas de operación discontinua. Dentro de las plantas de operación discontinua se diferencian dos procesos: a) Por cochada y b) concentrado.

  • Planta de operación discontinua de cochada. En la siguiente figura se esquematiza una planta de fabricación discontinua, por proceso de cochada. La fase acuosa así como el asfalto se preparan en tanques separados antes de entrar al molino. En ls plantas sencillas, los diferentes productos químicos tales como emulgentes y aditivos, son agregados manualmente al tanque de agua y luego el asfalto y la solución se alimentan por gravedad el molino. Sistemas más sofisticados pueden incluir bombas y algunos aparatos de medida para los diferentes materiales. Así mismo, es posible disponer de controles automáticos de flujo y de sistemas de computador.

Molino Coloidal

  • Planta de operación discontinua con proceso concentrado. La siguiente figura esquematiza una planta discontinua con proceso concentrado. En estos sistemas los químicos son mezclados con una parte de agua y luego este concentrado es usado para alimentar la corriente principal de agua a la entrada del molino. La cantidad de agua empleada en la elaboración obedece a razones prácticas y a la mínima cantidad requerida para una adecuada disolución del emulgente.

Diagrama de la planta de operación discontinua con proceso concentrado.

Planta de operación continua. La siguiente figura presenta una planta de operación continua, Todas las materias primas son dosificadas en la línea de agua de entrada al molino permitiendo ajustes en la dosificación y cambios en la formulación de la emulsión bombas individuales.

Diagrama de la planta de operación continua.

DESCRIPCIÓN DE PRODUCTOS ELABORADOS

Los productos para la pavimentación de carreteras están clasifican como mezclas asfálticas en frío y mezclas asfálticas en caliente. Su comportamiento en el momento de aplicación en la carretera es :

Mezclas asfálticas en caliente. Son mezclas uniformes de asfalto de alta calidad y agregado bien gradado, compactada muy bien para formar una masa densa y uniforme que debe ser colocada y compactada a temperaturas elevadas (120 – 150 oC). Las proporciones relativas de los componentes de una mezcla determinan las propiedades físicas de la mezcla y, eventualmente el desempeño de la misma como pavimento terminado.

Las mezclas asfálticas en caliente se transportan en volquetas hacia los sitios de pavimentación. Presentan el inconviente de que una vez sale de la planta debe consumirse, para evitar la pérdida de calor en la mezcla y la correpondiente aglomeración del producto.

En la zona de pavimentación, la mezcla se extiende y compacta. El proceso de curado se efectúa al aire libre, generándose por consiguiente vapores de compuestos orgánicos volátiles hacia la atmósfera.

Mezcla asfáltica en frío. La mezcla en frío descargada en volquetas es transportada hasta el sitio de la obra y es extendida con una motoniveladora. Durante el recorrido, la mezcla producida permanece con los fluidos totales que permiten la maleabilidad de la mezcla ejerciendo una lubricación entre las partículas que lo conforman.

La mezcla al ser extendida acelera su proceso de curado y va eliminando el agua. El proceso de compactación no debe ser inmediato. Antes de proceder a compactar es necesario esperar un tiempo prudencial para permitir el curado de la mezcla y acercarse al contenido de humedad óptimo para su compactación.

En el proceso de compactación se va eliminando el contenido de agua en la mezcla. Terminado el proceso de compactación, se abre la vía al tráfico el cual se encarga de eliminar el agua que pueda contener la mezcla y cerrar aun más la carpeta asfáltica. La resistencia de la carpeta va aumentando con el tiempo. La resistencia máxima debe alcanzarse transcurridos los primeros veinte días.

La siguiente tabla presenta las principales diferencias en el comportamiento de las mezclas asfálticas en caliente y las mezclas asfálticas en frío.

Resumen de las diferencias más representativas en el comportamiento de las mezclas

CARACTERISTICAS MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE MEZCLA ASFALTICA EN FRIO
Temperatura almacenamiento 130-150 0C Ambiente
Aplicación 130-150 0C Ambiente
Curado Proceso de libre, con emisiones de VOCs Proceso libre, con emisiones de agua.

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