Reciclado de pavimentos asfálticos

Las técnicas especiales de reciclado en central en caliente se refieren únicamente a mezclas bituminosas.

Para el reciclado en caliente, las mezclas se retiran de la carretera y se  transportan  a una central de fabricación donde se clasifican y se mezclan en caliente con árido virgen y betún, obteniéndose una mezcla bituminosa compuesta en parte por material reciclado. En España, aunque pueden obtenerse mezclas compuestas en un 60-70% por material antiguo, lo más usual es que el porcentaje se encuentre por debajo del 50%. Con la técnica de fabricación en central de mezclas templadas, en las que se emplean emulsiones como ligante bituminoso, se han realizado en nuestro país algunos tramos con el 100% de material recuperado del fresado.

Procesado en central del material ⁽¹⁰⁾

El material recuperado del pavimento se puede tratar en la planta con objeto de mejorar sus características y así conseguir mayores porcentajes de reciciclado. Se pueden distinguir tres fases: machaqueo, clasificación/cribado y homogeneización.

Durante el machaqueo, se procesan bloques enteros de pavimento, pero también grandes terrones procedentes de operaciones de fresado, con el objetivo de conseguir tamaños menores. Estas labores se pueden llevar a cabo tanto con la utilización de unidades móviles ubicadas en obra, como con maquinaria instalada en la planta. Si el material permanece acopiado un largo periodo de tiempo, posiblemente sea necesario un nuevo machaqueo, dado que se puede apelmazar, especialmente si las temperaturas son altas y la exposición solar prolongada.

Para mejorar la homogeneidad de las diferentes fracciones tras el fresado y/o machaqueo, se aconseja la clasificación del material de acuerdo con los tamaños exigidos (cribado). Gracias a la separación del material por fracciones, el material resultante con menor tamaño máximo y mejor granulometría del árido puede utilizarse en mezclas bituminosas de mayor calidad (por ejemplo, mezclas para capas de rodadura).

El almacenamiento en acopios separados exige una gran disponiblidad de espacio en la planta. Los acopios pueden clasificarse de acuerdo con sus difererentes características: tamaño máximo de partícula, granulometría, tipo de betún, origen del material, etc. Dado que el contenido de agua puede reducir el porcentaje de utilización del material, se aconseja que los acopios estén techados.

Requisitos del material ⁽⁸⁾

Para la utilización del material procedente de pavimentos asfálticos en nuevas mezclas bituminosas, éste debe cumplir con los requisitos exigidos para materiales vírgenes, lo cual implica que:

• Se requiere una especial precisión para conseguir una granulometría adecuada del material recuperado. Esto supone que no sea posible el uso de grandes cantidades de materiales con granulometría continua en mezclas que requieran granulometría discontinua.
• Para conseguir las propiedades exigidas a la mezcla, es fundamental tener en cuenta la homogeneidad del material recuperado. La homogeneidad es una de las propiedades que determina el contenido de material antiguo en la nueva mezcla. Algunos países europeos han introducido valores límite de homogeneidad del material, tal y como se refleja en la Tabla 4:

Tabla  4: Límites en las características del material recuperado.

Fuente: Direct-Mat⁽⁸⁾

Técnicas

Se han desarrollado equipos que permiten el reciclado tanto en centrales continuas como discontinuas, distinguiéndose en la actualidad dos técnicas distintas:

a)   La técnica del sobrecalentamiento del árido virgen de aportación, utilizada en las centrales discontinuas, en la que éste se calienta a temperaturas elevadas (200‑275 ºC, según la tasa de reciclado) para que, al entrar en contacto con el material reciclado no calentado, la temperatura del conjunto sea la deseada. En el mezclador se añade el ligante que se vaya a utilizar. Dentro de esta técnica existen varias posibilidades, según dónde se introduzca el material reciclado (en el mezclador o en las tolvas en caliente). El procedimiento convencional tiene una limitación en la proporción del material reciclado sobre el total de la mezcla fabricada (25‑30%), para que la temperatura inicial de los áridos no sea excesiva (<220 ºC), ya que, si no, se podría producir una degradación del ligante en el primer contacto. El procedimiento del sobrecalentamiento de los áridos fue el más utilizado en los primeros tiempos, hasta que surgieron y se generalizaron las centrales de tambor‑secador‑mezclador.

b)    La técnica del calentamiento indirecto, empleada en las centrales continuas de tambor‑secador-mezclador. En la parte frontal del tambor se introducen los áridos, que se secan y calientan; en medio del tambor se introduce la mezcla que se va a reciclar, y en la parte posterior del mismo se añade el betún. Los áridos actúan como una pantalla para evitar la acción directa de la llama sobre el material reciclado. La mezcla antigua se calienta por transferencia del calor de los áridos. Los materiales se van moviendo a lo largo del tambor por el giro de éste, produciéndose un flujo continuo de material durante todo el proceso. La necesidad de mantener una pantalla de áridos delante de la mezcla reciclada limita de nuevo la proporción de material reciclado en la mezcla final. En la práctica suele irse a proporciones del 10‑30%. La temperatura empleada en el proceso es la usual en estas centrales (160 ºC).

No hay limitaciones en el espesor de la capa del firme que se puede tratar con esta técnica. Las posibles limitaciones relativas al material que se va a reciclar se refieren a mezclas con sustancias peligrosas o contaminantes, mezclas con betunes muy envejecidas y materiales que contengan una cantidad importante de lechadas bituminosas.

La economía de la operación depende evidentemente del porcentaje de material reciclado en la mezcla final y de las condiciones del transporte, tanto de la mezcla reciclada como de los áridos nuevos. En general, pueden darse ahorros entre el 5% y el 30% del coste de la mezcla.

De acuerdo con el artículo 22 del Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para obras de conservación de carreteras (PG-4), apartado 4, en las centrales de fabricación continua con tambor secador-mezclador el sistema de dosificación deberá ser ponderal. Las centrales de fabricación discontinua deberán estar provistas de un tambor secador independiente para el material bituminoso a reciclar.

Diseño de la mezcla ^(8)(10)

En la mayoría de los países el diseño de la mezcla que contiene material reciclado sigue las mismas pautas que si se tratara de mezclas convencionales. Sin embargo, otros países han definido especificaciones adicionales y directrices generales.

Los países con legislación más estricta sobre el reciclado en caliente admiten únicamente mezclas con un 10% de material reciclado; aunque es más frecuente encontrar porcentajes admitidos del 25‑40%, según el empleo que se vaya a hacer de la mezcla. En algunos países, se admiten incluso mayores porcentajes, siempre que se garantice la homogeneidad del material. No suelen utilizarse prescripciones técnicas para el reciclado en central, recurriéndose a las mismas que para la mezcla.

El % permitido de material antiguo depende de la capa donde la nueva mezcla se vaya a usar, tal y como se aprecia en Tabla 5 que se incluye a continuación.

 Tabla 5: % máximo permitido de material bituminoso recuperado.

Fuente: Direct-Mat ⁽⁸⁾

En nuestro país, el artículo 22 del PG-4 hace referencia a la técnica de reciclado en central en caliente de capas bituminosas. A los efectos de la aplicación de este artículo, una mezcla bituminosa reciclada deberá contener una proporción en masa de material bituminoso a reciclar entre el 10% y el 50% de la masa total de la mezcla. Por otra parte, todo el material asfáltico recuperado disponible (RAP-Reclaimed Asphalt Pavement) en España se utiliza empleando porcentajes medios de reciclaje del 10-20%, lo que hace que no exista demanda de nuevos métodos que permitan el reciclado con altas tasas. ⁽¹¹⁾

Técnicamente, el contenido de material reciclado en la nueva mezcla depende del:

·    diseño de la mezcla: tipo de mezcla, propiedades y homogeneidad del material reciclado;

·    diseño del proceso: diseño de la planta (capacidad, unidades de alimentación del material reciclado…), técnica de alimentación (en frío o en caliente), contenido de agua del material reciclado, etc.

1 Aunque el vigente PG-4 (orden circular 8/2001) pone entre 10 y 50%, desde que se aprobó el PG-3 (orden FOM 2523/2014) se considera que, hasta el 15%, el material fresado se puede utilizar, para capas de base e intermedias, como si fuera un árido más; el artículo 22 del PG-4 se utiliza a partir del 15%.