Vidrio reciclado

La principal aplicación del vidrio reciclado procedente de envases es su reutilización para crear nuevos envases.

El vidrio que por distintas circunstancias no se utilice en la fabricación de nuevos envases puede ser reciclado en otros usos; a continuación se citan algunos de esos usos, fundamentalmente en el ámbito de la construcción.

Cuando se use en aplicaciones relacionadas con la construcción de carreteras, el vidrio debe ser machacado y cribado para producir una granulometría determinada. El equipo que se emplea normalmente para el machaqueo del árido en este caso suele ser similar al empleado en las canteras de áridos naturales (martillos, trituradoras, etc.). Puede ser también necesaria la realización de procesos de separación magnética o por corrientes de aire para eliminar todo resto residual de elementos férricos o papel, todavía mezclados con el calcín.

Su principal uso, aun siendo limitado, es como árido en mezclas bituminosas. En Estados Unidos, muchas agencias de autopistas han permitido, de forma habitual, el empleo de vidrio reciclado con este objeto, recibiendo la mezcla bituminosa resultante el nombre de “Glassphalt”.

Otro posible uso, es como material de relleno o material de drenaje, tal y como indican Blewett and Woodward [8], aunque no citan experiencias de uso. En el marco del estudio llevado a cabo por los citados autores, se realizaron una serie de ensayos básicos para evaluar las características geotécnicas del árido procedente de vidrio reciclado. Se llegó a la conclusión de que el comportamiento del material depende notablemente del tamaño y angulosidad de las partículas de vidrio.

Según una investigación de Nicholls [7] llevada a cabo en el Reino Unido, es posible fabricar macadam con un 30% de vidrio reciclado en sustitución del árido natural sin detrimento de las propiedades de la capa.

En España, FCC [6] ha patentado un árido obtenido a partir de vidrio industrial de alta calidad (bajo contenido en impropios). Partiendo de este residuo se consigue vidrio triturado con diferentes granulometrías y de muy diversos colores, según su procedencia. El resultado es un vidrio homogéneo, de granulometría acotada y color estable denominado CRISMOL ®. Este material resultante está libre de contaminantes, es duro, no poroso y resistente al rayado. Entre las aplicaciones de este material se pueden indicar las siguientes: fabricación de morteros, chorreo abrasivo en fachadas para su limpieza y distintos tipos de pavimentación (mezclado con asfalto o cementos o embebido en resinas).

A continuación se detallan los usos respecto de los que hay más experiencia:

Capas granulares ^[2]

El vidrio reciclado convenientemente machacado y cribado puede ser empleado como material granular en capas de base. El vidrio, una vez reducido a tamaños inferiores a 4,75 mm presenta propiedades similares al árido fino convencional, con una estabilidad relativamente alta, debido a la angulosidad de las partículas de vidrio reciclado machacado. En general, este material debe ser mezclado con áridos gruesos convencionales para conseguir las granulometrías establecidas en las prescripciones para áridos para capas granulares.

Sin embargo, no hay aplicaciones documentadas del uso de este material como áridos para capas granulares.

Para su empleo como árido en capas granulares es preciso llevar a cabo el siguiente proceso:

• Machaqueo y cribado, de forma que el material no tenga bordes cortantes ni con forma de aguja.
• Limpieza, ya que el material debe quedar libre de metales y con un contenido prácticamente nulo de residuos orgánicos e inorgánicos.

Las propiedades del vidrio reciclado que son de especial interés de cara a su uso como material granular son las siguientes:

• Granulometría: en general, el vidrio una vez machacado es un material bien graduado, que puede cumplir sin problemas los requisitos que se establezcan al respecto.
• Peso unitario y densidad de compactación: El vidrio machacado tiene un peso unitario de aproximadamente 1.120 kg/m³, inferior al de los áridos convencionales. La densidad de compactación dependerá de la granulometría del vidrio y de la cantidad de residuos presentes (tales como papel, tapones de plástico, etc.). Hay resultados que indican que la densidad máxima seca del material se encuentra aproximadamente entre 1.800 y 1.900 kg/m³, que es también algo inferior a la de un material granular convencional. El vidrio machacado presenta como característica una curva humedad-densidad bastante plana, lo que indica que es prácticamente insensible al contenido de agua.
• Estabilidad: presenta valores relativamente altos de fricción interna, en comparación con los áridos convencionales, habiéndose reportado valores superiores a 50º. Los ensayos de CBR han dado resultados de entre 42 y 125% para mezclas con 50% de árido procedente de machaqueo y valores similares a los de los áridos de machaqueo (aproximadamente 133%), cuando se emplea un 15% de vidrio reciclado en la mezcla.
• Durabildad: los mayores tamaños tienen menor durabilidad, medida por medio del ensayo de desgaste de Los Ángeles, con valores aproximados de entre 40 y 45%. A la vista de estos resultados, se concluye que es deseable un adecuado proceso de machaqueo para eliminar precisamente las partículas de mayor tamaño.
• Permeabilidad: el vidrio machacado presenta valores de permeabilidad entre 10^-1 y 10^-2 cm/seg, dependiendo de la granulometría.

En cuanto al diseño de una capa granular con vidrio debería tenerse en cuenta que el calcín debería emplearse sólo para sustituir al árido fino, ya que presenta una mayor durabilidad que la fracción gruesa del vidrio reciclado. La fracción fina se comporta como un material estable gracias a su angulosidad. Se recomienda que no se emplee más de un 15% en como capa granular de base.

La FHWA recomienda la siguiente granulometría para su uso como relleno estructural o capa granular:

Tabla 8.- Granulometría del calcín para su uso como relleno
estructural o capa granular (FHWA).

La densidad seca máxima del calcín debería determinarse por medio del ensayo Proctor Modificado. La cantidad de residuos debe estar limitada al 5% (según el método visual del Instituto Geofísico Americano), para asegurar que se trata de vidrio limpio.

Árido para mezclas bituminosas ^[2]

El vidrio reciclado machacado y cribado se puede emplear como una parte del árido fino en mezclas bituminosas. Se han obtenido buenos resultados incorporando entre un 10 y un 15% de vidrio machacado en capas de rodadura. Como ya se ha indicado, esta mezcla se suele denominar glassphalt. Mayores proporciones de vidrio reciclado en las mezclas, incorporando hasta un 25%, podrían ser empleadas en otras capas (intermedia o base). Las mezclas en caliente en capas de rodadura con porcentajes superiores al 25% pueden experimentar deterioros debido a pérdidas del ligante por la incorporación del vidrio reciclado.

Existen experiencias de uso en ciudades de los Estados Unidos y Canadá en los años 60, 70 y 80 principalmente. Al menos en 17 ciudades se empleó vidrio reciclado en calles urbanas para producir un efecto “brillo”, resultante del reflejo de la luz del sol o de las farolas en el vidrio del pavimento. A mediados de los años 80 se construyó una planta para el procesado del vidrio reciclado, llegando a tratar más de 14.000 t de vidrio para su uso como árido en pavimentos. No obstante, uno de los programas más destacados de empleo de vidrio reciclado tuvo lugar entre 1990 y 1995 en la ciudad de Nueva York, en la que se llegaron a emplear aproximadamente 225.000 t de vidrio reciclado en el asfaltado de calles.

Para su empleo como árido en mezclas bituminosas es preciso llevar a cabo el siguiente proceso:

• Limpieza: el procesado del vidrio debe incluir la eliminación de todos los metales (férricos y no férricos). En general, en la mayor parte de las plantas esto se consigue por medio del cribado, separación por medio de corrientes magnéticas y eléctricas y/o separación manual.
• Machaqueo y cribado: estos dos procesos son necesarios para conseguir las granulometrías adecuadas y eliminar lajas, agujas o partículas afiladas.

Propiedades del vidrio para ser empleado como fracción fina en mezclas bituminosas:

• Granulometría: el árido procedente del vidrio debe tener un tamaño inferior a 4,75 mm y debe estar mezclados con otros áridos para cumplir con la granulometría especificada en cada caso (según la normativa de aplicación). Los tamaños superiores (comprendidos entre 9,5 y 15,3), se pueden emplear como material granular en capa de base.
• Peso específico: se debe tener en cuenta que el peso específico suele ser entre un 10 y un 15% inferior al de los áridos convencionales, lo que debe ser tenido en cuenta a la hora de dosificar el betún.
• Durabilidad: puesto que el vidrio es un material frágil, se recomienda machacar hasta obtener un árido de tamaño inferior a 4,75 mm, como ya se ha indicado.

Algunas de las propiedades de una mezcla bituminosa que contiene vidrio reciclado que se pueden destacar son las siguientes:

• Propiedades friccionales: algunos ensayos de resistencia al deslizamiento de los que se tiene información indican que estos pavimentos presentan valores algo inferiores a los límites que normalmente se exigen.
• Estabilidad de la mezcla: la angulosidad de las partículas y su elevado coeficiente de rozamiento interno contribuyen a una buena estabilidad.
• Resistencia al arranque: El vidrio tiene poca afinidad con el ligante bituminoso. Para reducir problemas potenciales de pérdida de áridos, se pueden emplear distintos agentes, como por ejemplo, cal hidratada en una cantidad del 2% en peso.
• Reflexión: porcentajes superiores al 15% incrementan de forma sustancial la retrorreflexión del pavimento. Tamaños de partícula más pequeños y menores cantidades de vidrio pueden ayudar a evitar posibles problemas de deslumbramiento.

En cuanto al diseño de este tipo de mezclas, la FHWA indica que se pueden emplear los procedimientos habituales. Sí se recomienda que se incluyan ensayos para estudiar el problema potencial de pérdida de áridos de la mezcla. La mayor parte de los Departamentos de Transporte estadounidenses permiten entre un 5 y un 10% de vidrio reciclado en las mezclas. En general, se considera que la fracción gruesa del vidrio reciclado en las mezclas bituminosas empeora sus prestaciones y su empleo óptimo es como sustituto del árido fino o de la arena (tamaños inferiores a 4,75 mm) y en una cantidad que no supere el 15% en peso de la mezcla. En ese caso, se puede considerar que el comportamiento de una mezcla con vidrio reciclado es comparable al de una mezcla convencional. En capa intermedia o de base, se podría ir a porcentajes y tamaños superiores, ya que su comportamiento frente al deslizamiento y los potenciales problemas de pérdida de árido o de ligante no son críticos, por lo que el vidrio reciclado podría sustituir tanto al árido fino como al grueso.

En relación a los procedimientos de construcción (fabricación, transporte, puesta en obra, compactación y control de calidad) se pueden aplicar los mismos métodos que con las mezclas convencionales en caliente.

Una vez tenidos en cuenta los principales problemas asociados a las mezclas con vidrio reciclado (pérdida de áridos), se puede decir que la limitación más importante de cara a generalizar su uso es la disponibilidad del material, de forma que se disponga de una fuente continua y estable.

Árido para morteros y hormigones