Mezclas Tibias Modificadas con Azufre

Ing. Mario Roberto Jair Gary L. Fitts, PE

Contenido

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Introducción Antecedentes sobre el uso de azufre en mezclas asfálticas La tecnología Shell Thiopave Conclusiones

Introducción

 Cada vez resulta más importante el desbloqueo del potencial económico de los hidrocarburos “no convencionales” y su transformación en productos que puedan formar parte de una propuesta de valor  Shell está desarrollando tanto en el segmento del Upstream como en el Downstream , soluciones para el depósito de hidrocarburos complejos  Shell Specialities se ha enfocado, especialmente en la última década, en novedosos proyectos a gran escala que maximizen el valor potencial del azufre

Introducción (II)

Concreto de azufre

  Más rápido tiempo de curado: horas no días No necesita agua.

Fertilizantes mejorados con azufre

 Pruebas de campo muestran mejora en el rinde de las cosechas en suelos sensibles al azufre  Potencial para soportar aumento de la producción de alimentos y bio fuels.

 Mayor crecimiento de los cultivos pueden aumentar el secuestro de CO2

Mezclas



asfálticas mejoradas con azufre

Reduce las temperaturas de producción y colocación de mezclas=ahorro energía y menor carbon footprint  El azufre reemplaza entre el 10 y el 20% del asfalto en la mezclas  Ayuda a extender la vida útil o reducir espesores

50 40 30 20 10 0

Antecedentes

En los años 70 y a principios de los 80, hubo un marcado interés en la utilización de asfaltos extendidos con azufre (en adelante AEA) debido a la preocupación sobre la disponibilidad y el costo de los ligantes bituminosos. El azufre funde a las temperaturas de operación de las plantas de mezcla asfáltica y se solidifica para formar una red cristalina, a las temperaturas de servicio, siendo una práctica alternativa a considerar.

60 Crystalline (%w) Dissolved (%w) 10 20 30 Sulphur added (% weight) 40 50

Antecedentes(II)

Beatty (1987) revisó el comportamiento de tramos de prueba utilizando AEA y comparándolos con secciones de control utilizando mezclas densas “convencionales” en 26 proyectos diseminados en Estados Unidos. Este estudio concluyó que no existieron significativas diferencias de performance (caracterizada por la observación de ahuellamiento y fisuración) entre las secciones con AEA y las de control. La cantidad de ligante asfáltico reemplazado por azufre elemental fue variable, pero generalmente encontrándose entre 15 y 33%. Como la densidad del azufre es alrededor del doble que la del asfalto, la relación de masa entre ambos varió entre 20/80 y 50/50.

Antecedentes(III)

Las tecnologías de mezclas asfálticas “tibias” (Warm Mix Asphalt, en adelante WMA) se han desarrollado rápidamente en la década pasada. Las WMA pueden describirse como aquellas que, por el uso de procesos ó materiales, permiten ser fabricadas a temperaturas significantemente menores y pudiendo además, mejorar su trabajabilidad a temperaturas de compactación más bajas, por ejemplo, 135 °C (ver más http:/www.warmmixasphalt.com/).

Shell Thiopave

es una aproximación a la tecnología de los AEA en el cual azufre sólido en forma de pellets se agrega a la mezcla durante la producción para que se funda y disperse en la misma antes de ser descargada desde el mezclador. Esta tecnología permite la utilización de aditivos químicos para generar WMA y mejorar, tal lo dicho, las condiciones de compactación a menores temperaturas que las utilizadas en las mezclas convencionales.

Shell Thiopave Technology

 Shell Thiopave es una tecnología basada en azufre peletizado que se agrega directamente en la mezcla asfáltica  Reemplaza hasta el 25% ( volumétricamente) del ligante presente en cualquier tipo de mezcla  Se disuelve rápidamente en la mezcla para formar parte del ligante  Mejora significativamente la performance de la mezcla, permitiendo disminuciones de temperaturas en los procesos de fabricación y colocación

Shell Thiopave: su uso

Los pellets de Shell Thiopave son agregados a la mezcla después que el asfalto ha sido incorporado

Agregado Secado Mezclado

125-140 °C

Transporte

>120 °C

Ext.

Compactación (1ra pasada)

>110 °C Puede variar su apariencia dependiendo de su formulación y aplicación Se agrega en la mezcla como un pellet y se funde para formar parte (siendo del ligante líquido por encima de los 120 °C)

Shell Thiopave Technology

Diseño de mezclas asfálticas mejoradas con azufre Beneficios potenciales > Rigidez Bitumen + Shell Thiopave < Rutting > Resistencia al fuel

80% + 20%

Radios Típicos

60% + 40%

(% en masa de ligante) Porcentajes se ajustan en función lde las propiedades buscadas en la mezcla

Shell Thiopave Technology

Beneficios de las mezclas mejoradas con azufre vs. las mezclas convencionales

 Mejora en la resistencia y aumento de la capacidad de carga  Reduce la huella de carbono (< temperaturas de trabajo)  Mejora la resistencia al ahuellamiento  Mejora la resistencia al derrame de combustible

> Resistencia al rutting

APA Wheel Rutting ( después de 8000 pasadas a 64°C) Mezcla con agregados redondeados Con agregados triturados Ligante convencional Con Shell Thiopave Ligante convencional Con Shell Thiopave

> Resistencia al Fuel

Pérdida de masa después de inmersión en jet fuel

Proyectos Shell Thiopave (NA)

Proyectos Shell Thiopave (China)

Proyectos Shell Thiopave (Europe, ME, India)

Conclusiones

 Shell ha desarrollado diferentes y avanzadas tecnologías que utilizan al azufre como un componente base para ser usado a gran escala, demostrando una mejor performance a través de diferentes tramos de prueba realizados (>110 en el caso de Shell Thiopave alrededor del mundo)  Las mezclas asfálticas modificadas con azufre tienen propiedades mecánicas mejoradas y permitiendo cumplir las más altas exigencias y sugierendo ser una alternativa conveniente a considerar, particularmente regiones donde la oferta de asfalto es limitada en aquelllas  Shell Thiopave ha sido incluído en la lista de tecnologías WMA de la FHWA y la NCAT.

Por información adicional ver nuestra website http://www.shell.com/global/products-services/solutions-for-businesses/sulphur/your needs/products/in-roads.html

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