Neumáticos al final de su vida útil (NFVU)

Propiedades físicas

El material procedente del troceado de neumáticos, también denominado como triturado, son piezas con forma irregular y con mayor o menor contenido de filamentos metálicos procedentes del acero del neumático. El tamaño de este material puede variar entre 25 y 400 mm. El tamaño medio depende de la criba que se ponga. La densidad de una pieza individual de triturado está comprendida entre 1,15 y 1,45 t/m3, mientras que la densidad aparente del material triturado no compactado varía en función del tamaño y forma de los trozos, habiéndose obtenido valores entre 0,40 y 0,60 t/m3. La densidad media para aplicaciones como rellenos con este material compactado bajo una tensión normal de 100 kPa está comprendida entre 0,72 y 0,92 t/m3. La compactación del triturado con buldózer generan menores deformaciones que las obtenidas con rodillo liso.

Para material triturado con tamaños entre 13 y 76 mm, se han obtenido densidades sin compactar comprendidas entre 0,32 y 0,49 t/m3, y entre 0,57 y 0,73 t/m3 para el material compactado.

El triturado presenta una permeabilidad elevada, asimilable a la correspondiente a las arenas finas, con coeficientes de permeabilidad en el entorno de 5 x 10-2 cm/s. Este valor es indicativo, ya que en este caso el parámetro es muy difícil de ensayar al necesitarse células de ensayo bastante más grandes que las habitualmente disponibles en los laboratorios de Mecánica del Suelo, teniendo que emplear gradientes hidráulicos lo suficientemente bajos (i < 0,15) como para evitar que el agua pase de forma irregular y en régimen turbulento a lo largo de la columna de material troceado.

Para el caso del polvo de caucho con tamaño inferior a 0,8 mm empleado en las mezclas asfálticas, el peso específico es aproximadamente de 1,15 t/m3 y el producto debe estar libre de material textil, metálico y de contaminantes.

Propiedades químicas

Los principales componentes del material procesado son: caucho (natural y sintético), negro de carbono y sílice, azufre, oxido de zinc y aditivos. Los fragmentos de neumático no son reactivos en condiciones ambientales normales (25ºC, 1 atm).

Para el caso particular de la aplicación en mezclas bituminosas, cuanto menor es el tamaño de las partículas del polvo de NFVU, menor es el tiempo de reacción o “digestión” con el betún.

De los resultados obtenidos en ensayos químicos de lixiviación se deduce que el empleo de triturado de NFVU como material de relleno viario es perfectamente viable desde el punto de vista medioambiental, ya que el agua que pudiera percolar a través del relleno presenta unas concentraciones de contaminantes inferiores a los valores límite de admisión en vertederos para residuos inertes según la Decisión del Consejo 2003/33/CE de admisión de residuos en vertederos (conclusiones procedentes de un estudio del CEDEX de 2008 (no público)).

Propiedades mecánicas

Su compactación es difícil de determinar en laboratorio debido a las grandes dimensiones del molde necesario para ello y al efecto rebote de la maza compactadora cuando golpea en las piezas de triturado de NFVU. Para su determinación en obra se suele cubicar la masa de NFU compactada en una determinada tongada de material.

Para determinar su resistencia al corte se han de emplear cajas de corte de grandes dimensiones capaces de albergar una cantidad significativa de piezas de triturado de NFVU. La interpretación de ensayos de corte directo realizados en caja de 1x1 m bajo tensiones normales comprendidas entre 20 y 100 kPa con material triturado y con mezcla triturado-suelo al 50% en volumen indican un ángulo de rozamiento entre 27 y 28,5º y una cohesión de 10 kPa, en el caso del material triturado, y de unas 35 kPa para la mezcla. El ajuste parabólico permite obtener el coeficiente de regresión más elevado, siendo el exponente de la ley parabólica (t=a·sb) de aproximadamente 0,70 para los neumáticos troceados. Otros estudios indican valores de ángulo de rozamiento comprendido entre 6º y 60º con cohesiones entre 0 y 82 kPa.92

Las deformaciones verticales obtenidas en ensayo edométrico en caja grande de 1 m3 bajo tensiones normales de entre 10 y 440 kPa con material triturado son algo superiores al 50% para la máxima carga noval, valores muy superiores a los obtenidos en ensayos de suelos. Los módulos secantes obtenidos están comprendidos entre 150 y 600 kPa en carga, y entre 250 y 1800 kPa en descarga, valores que se pueden calificar de bajísimos, tal y como era de esperar de un material tan deformable.

El tamaño de las piezas parece no afectar a los parámetros de cohesión, ángulos de rozamiento y módulos de deformabilidad del material de neumático troceado, siempre que esté comprendido entre 25 y 100 mm.

Otras propiedades

Los neumáticos tienen un poder calorífico elevado de 25-37 MJ/kg. De hecho, una tonelada de neumáticos equivale aproximadamente a 0,7 t de fuel-oil.

El análisis inmediato por combustión de NFU revela unos contenidos medios en materia volátil, carbono fijo y cenizas respectivamente de 64,0%, 29,5% y 6,5%.