*Por el Ing. Mario Jair.
Introducción:
Desde hace muchos años, la industria del asfalto ha intentado reducir el impacto medioambiental de las tecnologías de pavimentación basadas en estos ligantes bituminosos mediante la reutilización del RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) procedente de mezclas asfálticas agotadas o envejecidas.
El uso de RAP en Argentina se encuentra contemplado en las especificaciones vigentes de la Dirección Nacional de Vialidad desde el año 2017: en las mismas el uso de hasta una tasa del 10% de material fresado es permitido sin restricciones y para adiciones entre el 11 y el 50% se indican los requisitos pertinentes. Sin embargo, dicha especificación no contempla el uso de RAP proveniente de mezclas previamente diseñadas con asfaltos modificados y tampoco el uso de estos como ligante virgen en el diseño de las nuevas.
Esto último cobra vital importancia cuando, como es el caso de Argentina en la actualidad, existe una creciente disponibilidad de RAP proveniente de mezclas que fueron colocadas hace más de 20 años y producidas con el uso de ligantes modificados con polímeros. Por ello, resulta de especial interés que dicho RAP forme parte de las nuevas capas de rodadura de altas prestaciones: es decir, dejar de hablar de «reciclado» y, en estos casos, aplicar el concepto de «reutilización o reaprovechamiento».
Por otro lado, las llamadas «mezclas tibias» se vienen utilizando con éxito en Argentina desde 2010. Por ello, resulta de interés la combinación de ambas tecnologías: la opción conocida como «WAM-RAP».
En el presente artículo se abordará la situación global y local tanto en el uso de RAP como así también en el desarrollo de las denominadas mezclas “tibias”. Finalmente se expondrán los últimos emprendimientos en el uso de la tecnología “WAM-RAP” en Argentina, por considerarlas parte de la agenda próxima de la industria de la pavimentación asfáltica sostenible.
Antecedentes
La sostenibilidad como concepto fue adoptada desde hace muchos años en la industria de la pavimentación asfáltica. Los hechos salientes que pueden tomarse como ejemplo de ello, son los siguientes:
-El reciclado de pavimentos en todas sus formas se ha introducido como metodología de rehabilitación desde mediados de los años 70.
-La introducción de los ligantes modificados con polímeros también a comienzos de los años 70, ha permitido la confección de mezclas más durables y de menores espesores, que, en definitiva, resultan sustentables al requerir menores intervenciones de mantenimiento.
-La búsqueda de trabajar con mezclas asfálticas a menor temperatura que las en caliente “convencionales”, data del año 2000, en el cual la empresa Shell presenta su sistema “WAM Foam” ®, basado en la utilización de dos ligantes en la producción: uno “blando” que, debido a su baja viscosidad, podía ser trabajado a temperaturas “bajas” (100°C) y un componente “duro”, que se introducía en forma de espuma. Todo esto mediante la instalación de un sistema especial en la planta de fabricación de mezcla y que formaba parte de la franquicia de adquisición de la tecnología.
-La aún pendiente asignatura de utilizar en mayor medida las emulsiones en técnicas de rehabilitación de pavimentos y en caminos de baja intensidad de tránsito, hace que los esfuerzos en ese sentido continúen.
¿Por qué, entonces, la opción denominada WAM-RAP alcanza mayor importancia en este sentido?
-En primer lugar, porque estamos pasando del concepto de “reciclar” al de “reusar”: es decir utilizar el RAP de un pavimento recuperado, en el mismo tipo de mezcla del cual ese RAP proviene.
-Por otra parte, la disponibilidad de RAP proveniente de mezclas basadas en ligantes modificados es, en Argentina, es cada vez mayor…por lo tanto la “obligación” técnica de intentar darle el mejor re-uso posible también lo es. Además, la disminución de agregados y ligantes vírgenes, sustentan lo antedicho.
-Por último, combinar 2 tecnologías (uso de RAP) y ligantes a menor temperatura (mezclas tibias) asegura estar utilizando una de las formas más sostenibles para la producción actual de mezclas asfálticas.
-Si a esto le sumamos que con el sistema WAM-RAP demos origen a las mismas exitosas mezclas para carpetas de rodamiento que se han utilizado en nuestro país en los últimos 25 años, la opción es más que clara.
La situación global sobre el uso de RAP y mezclas tibias
Europa
La EAPA (European Asphalt Pavement Association) publica su encuesta anual [1] sobre el uso de ambas tecnologías en los diferentes países europeos: en la Tabla 1 se muestran los resultados sobre las toneladas de RAP generadas y las reutilizadas para nuevas mezclas:
Tabla 1: Generación y consumo de RAP en Europa en 2022
Los últimos datos disponibles son del año 2022, en el cual se produjeron 290M de toneladas de mezcla asfáltica en Europa, generándose del orden de 32M de toneladas de RAP, los que habrían sido casi totalmente reutilizados (representando en 11%).
Respecto de las mezclas tibias, la Tabla 2 muestra los valores reportados.
Tabla 2: Producción de mezclas tibias en Europa en 2022
En 2022, se reportaron 11M de warm mixes generadas, representando apenas el 4% del total de mezclas producidas.
USA
La NAPA (National Asphalt Pavement Association) publica su encuesta anual [2] sobre el uso de RAP y mezclas tibias siendo los últimos datos disponibles los correspondientes al año 2022 (ver Tablas 3 y 4):
Tabla 3: Generación y consumo de RAP en USA en 2022
Los últimos datos disponibles son del año 2022, en el cual se produjeron 442M de toneladas de mezcla asfáltica en USA, generándose del orden de 154M de toneladas de RAP, de los cuales fueron utilizados 112M (el 72%) representando el 25% del total de mezclas producidas. Es importante destacar que la media de utilización por estado es del orden del 20 al 30%: sólo Florida presenta una tasa del 34%. Estas cifras implican un ahorro estimado de casi 5M de toneladas de ligante asfáltico y 94M de toneladas de agregados por un valor de 4.6B de u$s.
Respecto de las mezclas tibias, la Figura 1 muestra los valores reportados.
En 2022, se reportaron 175M de mezclas tibias producidas, representando el 39.6% del total de mezclas fabricadas, siendo Oregón y Pennsylvania, los estados que produjeron la mayor proporción (87 y 83% respectivamente).
Es importante observar (ver Tabla 4) el cambio de tendencia producido en el mercado estadounidense respecto de la aplicación de las diferentes tecnologías disponibles para la producción de mezclas tibias [3].
Tabla 4: Evolución en el uso de diferentes tecnologías la producción de mezclas tibias en USA 2010-2022
Como puede verse, al comienzo de la utilización de WAM a gran escala en USA (2010), el 92% fue basado en la utilización de espuma de asfalto. Como ejemplo pueden citarse las plantas de tipo continuas denominadas “Double Barrel Green” ® o el sistema “Green Pac ®” para plantas de bacht, ambos de la empresa ASTEC (Figuras 2 y 3):
Sin embargo, con el correr de los años, los sistemas de aditivación química y orgánica en los ligantes, ha revertido claramente la tendencia pasando del 7% en 2010 a casi el 66% en 2022, lo que supone que será la opción mayoritariamente elegida en el corto y mediano plazo.
La situación en Argentina sobre el uso de RAP y mezclas tibias
Respecto del uso de RAP y tal se dicho anteriormente, la actual especificación de la DNV permite su utilización con los “gaps” que se han citado [1].
De la misma manera, las mezclas tibias (llamadas “semi calientes” en los pliegos de la DNV) también están incluidas/permitidas, sin mencionar el tipo de tecnología que pudiese aplicarse [2].
En mi experiencia, me permito resaltar algunos puntos que considero dignos de mencionar:
-Las mezclas tibias fueron introducidas en Argentina en el año 2010: fundamentalmente basadas en asfaltos modificados con polímeros del tipo AM3 de baja temperatura y diseñados con aditivos químicos (en línea con la actual tendencia global), que permiten disminuciones de hasta 30°C en las temperaturas de compactación. Se han aplicado con éxito tanto en mezclas del tipo CAC D19 como MAC F10.
-De la experiencia recogida [3], los parámetros volumétricos en el diseño no parecen tener la misma relación en la performance mecánica de las mezclas (Wheel Tracking Test o ensayo de Hamburgo) que cuando se utilizan ligantes modificados convencionales. Esto debería tenerse en cuenta al momento de establecer requisitos de diseño y control.
-La temperatura final de fabricación y compactación de las WAM deben ser un parámetro más del diseño, pues el efecto de estos ligantes “tibios” varía en función del tipo de mezcla evaluada.
Existiendo distintos tipos de tecnologías de WAM en el mercado global y teniendo en cuenta su posible incorporación al mercado argentino, es importante destacar que, dependiendo de la que se utilice, los requerimientos y propiedades a exigir podrían variar, atendiendo al diferente comportamiento que una misma mezcla podría tener de ser diseñada mediante, por ejemplo, asfaltos tibios aditivados químicamente, de tipo orgánico o ceras o vía la incorporación de espuma de asfalto.
La introducción de WAM-RAP en Argentina
A partir de la excelente experiencia con mezclas tibias de más de una década, se comienza con el desarrollo de mezclas del tipo MAC F10 con aporte de RAP y además con la combinación del uso de ligantes modificados “tibios”: es decir la opción descripta como “WAM-RAP”.
Como se dijo esto cobra vital importancia al utilizar RAP proveniente de mezclas previamente diseñadas con ligantes modificados y que pasan a ser parte del mismo tipo de solución (en carpeta de rodamiento, por ejemplo) con lo cual estamos materializando el concepto de “reuso” en lugar de “reciclado”. Es digno de mencionar que esto se acaba aprobar en España por ejemplo en 2023, limitando el uso de RAP en estos casos a tasas menores o iguales al 15%.
-Diseño y puesta en obra de MAC F10 R15 AM3 LT
Como parte del desarrollo citado, en marzo de 2022, se realizan distintos tramos de prueba en la concesionaria AUSOL, utilizando la tecnología WAM -RAP aplicada a mezclas MAC F10 con aporte de 15% de RAP de mezclas MAC F10 de más de 17 años en servicio y con ligantes modificados tibios del tipo AM3 LT (Low Temperature).
En el mes de octubre del mismo año se realizaron pruebas de seguimiento de dichos tramos los cuales fueron presentados en el XXI congreso CILA de Punta del Este en noviembre de 2022 [4]. En el mes de septiembre de 2023, se realizaron nuevas pruebas de seguimiento de los tramos realizados, las cuales fueron presentadas en el XXII congreso CILA de Granada de Abril de este año [5] y en el VIII Euroasphalt & Eurobitume realizado en Budapest en junio de 2024 [6].
A continuación (Figuras 4, 5 y 6) imágenes de la colocación y los seguimientos efectuados.
Las conclusiones a la fecha hacen presuponer un comportamiento similar a las mezclas del tipo MAC F10 AM3, realizadas con 100% de agregados y ligantes vírgenes.
-Diseño y puesta en obra de SMA 19 R15 AM3 y SMA 19 R15 AM3 LT
Habida cuenta de ser las mezclas SMA (Stone Mastic Asphalt) una tecnología ampliamente difundida en Argentina desde el año 2000, se estableció como próximo objetivo en esta línea de investigación, diseñar mezclas del tipo SMA 19 R15 AM3 y AM3 LT, como opciones de portafolio.
Durante el corriente año, se procedió al diseño de las mezclas citadas y el pasado mes noviembre se realizó un nuevo tramo de prueba sobre Ruta 9, AUSOL, con la colocación de SMA 19 R15 AM3, quedando pendiente la realización de tareas similares, pero con la variante “tibia”, lo cual se espera realizar durante 2025 y que será objeto de futuras comunicaciones. Los resultados de esta nueva experiencia acaban de ser compartidos en la XL Reunión del Asfalto realizada en Buenos Aires los pasados 28 y 29 de noviembre [7].
En Tabla 5 y 6 se muestran el diseño comparativo de mezclas en términos de mezcla de agregados y las granulometrías resultantes, respectivamente.
En la Tabla 7 se observa el detalle de los parámetros volumétricos y resultados de la resistencia a tracción indirecta de la producción del tramo de prueba de SMA 19 R15 AM3 de noviembre 2024.
En la Tabla 8 pueden observarse los resultaos del ensayo de WTT según norma EN 12697-22, realizado sobre testigos extraídos del tramo en cuestión. La evolución del ensayo se ve en la Figura 7.
Algunas imágenes de lo realizado en el tramo de prueba de noviembre de 2024, se pueden observar en las Figuras 8, 9 y 10.
Conclusiones y futuro
En el año 2010, las mezclas tibias se introducen en la Argentina exitosamente.
Por otra parte, la disponibilidad de RAP proveniente de mezclas formuladas oportunamente con ligantes modificados es creciente.
Por lo tanto, existe un interés cada vez mayor de, combinando ambas tecnologías, producir las denominadas mezclas asfálticas “WAM-RAP”, modificando el concepto de “reciclado” por el de “re-uso”: es decir utilizar un RAP de capa de rodamiento, en una nueva, del mismo tipo y prestaciones.
El grupo Abertis, en las concesiones AUSOL y Autopista del Oeste, ha utilizado mezclas del tipo MAC F10 para sus carpetas de rodamiento desde el año 2000: por lo tanto, las variantes MAC F10 R LT, han sido recibidas con beneplácito como soluciones de portafolio para futuras tareas de mantenimiento y nueva construcción.
En línea con esto, este artículo resume las primeras aproximaciones para la realización de mezclas SMA con aporte de RAP y ligantes tibios, a fines de ampliar las opciones mencionadas.
Agradecimientos
El autor agradece al Sr. Damián Giménez, coautor de este trabajo y jefe de calidad de la empresa Construcciones Ingevial S.A., quién estuvo a cargo de los ensayos de diseño y control citados en este reporte y por otra parte a la Concesionaria AUSOL, por la confianza y predisposición para llevar adelante todas las pruebas descriptas.
Referencias:
[1] Dirección Nacional de Vialidad, Argentina, “Pliego de especificaciones técnicas generales para concretos asfálticos en caliente y semi caliente del tipo denso con aporte de RAP”, 2017.
[2] Dirección Nacional de Vialidad, Argentina, “Pliego de especificaciones técnicas generales para concretos asfálticos en caliente y semi caliente”, 2017.
[3] Rosana Marcozzi, Mario Jair, “Experiencia en Argentina en el uso de mezclas tibias”, Eurobitume 2021, Madrid, 2021.
[4] Damián Giménez, Mario Jair, “Carpetas de rodamiento de altas prestaciones basadas en el uso de RAP proveniente de mezclas con ligantes modificados”, XXI CILA, Punta del Este, Uruguay, 2022.
[5] Damián Giménez, Mario Jair, “High performance asphalt mixes based on WAM-RAP technology in Argentina”, VIII Euroasphalt & Eurobitume, Budapest, 2024.
[6] Damián Giménez, Mario Jair, “La opción WAM-RAP para el diseño de mezclas asfálticas de altas prestaciones 3ra. Parte”, XL Reunión del asfalto, Buenos Aires, 2024.