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El asfalto en la red vial venezolana en los últimos 75 años (Segunda Parte)
Tipos de plantas de asfalto
Las Plantas de Asfalto pueden ser clasificadas de varias formas:(a) de acuerdo a la manera como procesan y mezclan los agregados y el asfalto, (b) por el modo de instalación, y (c) por la capacidad de producción. Los tipos de planta, de acuerdo al sistema de proceso y mezclado, son: Plantas por pesada, mejor conocidas en nuestro medio como ‘tipo batch’ Plantas continuas de tamices Plantas de tambor o De mezclado en secador o De reciclaje • • •
Plantas Tipo Batch La mayoría de las plantas existentes en Venezuela, unas 125, dosifican los agregados y el asfalto por peso y mezclan ambos materiales dentro de una cámara cerrada, conocido como ‘mezclador de paletas’. El 95% de las plantas que se instalaron en Venezuela entre los años 1950 y 1978 son de este tipo, ya que hasta ese momento eran las más comerciales; las de los primeros años eran de operación fundamentalmente mecánica, y ya para mediados de los 70 se introducen las totalmente automatizadas.
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Fotografía (1): Esquema de flujo de materiales en una planta tipo batch.
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La fotografía (1) ilustra esquemáticamente algunos de los componentes de una planta batch., y la fotografia (2) muestra una planta de pesadas instalada en el Estado Portuguesa. En ella se observan: (1) el elevador en caliente, (2) la unidad de clasificación en caliente, (3) la caja de la balanza y (4) la caja de mezclado. Los diferentes tipos de agregado (que normalmente son la piedra picada, el arrocillo, el polvillo y la arena) son previamente secados y calentados en un horno rotatorio (que será comentado mas adelante) y llevados a la parte superior de la planta por el elevador en caliente (1), que no es otra cosa que una correa transportadora formada por baldes metálicos, y descargados sobre una serie de tamices, que permiten su separación y clasificación en diversos tamaños, y su almacenamiento en unos grandes contenedores denominados ‘bines en caliente’ (2).
Fotografía (2) Una planta batch instalada en el Estado Portuguesa.
De los bines en caliente los agregados son descargados en la caja de la balanza (3), en donde son debidamente pesados, en unas determinadas cantidades que dependen de las características granulométricas del material que esta contenido en cada bin en caliente. Se obtiene así una pesada total que tiene una distribución de tamaños igual a la que ha sido establecida en el laboratorio durante el diseño de la mezcla asfáltica. La fotografia (3) presenta un esquema de la descarga de los bines a la caja de la balanza. Una vez que se pesa el ultimo de los agregados dentro de la balanza, el total de los agregados se abre una compuerta, y los agregados caen dentro de una cámara de mezclado (4), en donde son agitados en seco por unas paletas durante unos cortos segundos; una vez que este tiempo ha transcurrido comienza a descargarse dentro de la caja de mezclado el
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cemento asfáltico, el cual ha sido previamente pesado en un balde, en una cantidad también predeterminada en función de la recomendación del diseño de laboratorio.
Fotografía (3) Descarga de los agregados de los bines en caliente a la caja de la balanza..
Las mezclas convencionalmente empleadas en Venezuela contienen cerca de 50 Kg. por cada 950 Kg. de agregado total. Los agregados y el asfalto son mezclados, estando a temperaturas superiores a los 135 C, normalmente muy cercana a los 150C, durante un tiempo aproximado a los 60 segundos. La fotografia (4) ilustra el proceso de mezclado en una planta batch.
Fotografía (4) Mezclado de los agregados y el asfalto en una caja de mezclado.
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Transcurrido este tiempo, la mezcla ha sido ya debidamente preparada, y se deja caer dentro de la tolva de un camión volteo, el cual lo transporte al sitio de colocación en la carretera.
Plantas Continuas de Tamices Este tipo de planta surge, para la década de los sesenta, como una solución a la falta de automatización de las plantas Batch, en las cuales se podían cometer errores en el proceso, para aquel entonces, en la dosificación manual de los agregados y el asfalto. Estas plantas son similares a las Batch hasta el punto de tamizado y almacenamiento de los agregados secos y calientes en la Unidad de Clasificación. El cambio consiste en que la dosificación no se realiza por medio de pesadas, sino se hace por proporciones volumétricas, tanto de los agregados como en el asfalto. El mezclado, por otra parte, se ejecuta no en una cámara cerrada, sino en una caja abierta en uno de los extremos. Esta caja dispone de dos ejes equipados con paletas, que giran forzando el material (agregados mas asfalto) hacia la compuerta de descarga.
(5.a)
(5.b)
Fotografía (5) Planta de mezclado continua con tamices.
La fotografía (5.a) ilustra el esquema de funcionamiento de estas plantas, desde los bines en caliente hasta el mezclador, y la fotografía (5.b) muestra la planta continua de tamices que estaba instalada en las cercanías de la población de El Piñal, en el Estado Táchira en el año 1968, momento para el cual se estaba construyendo y pavimentando el tramo de la Troncal 05 entre Barinas y San Cristóbal. De este tipo de plantas no hubo muchas en Venezuela, quizá no mas de diez, y de las cuales solo quedan operativas una grande, con capacidad de 180 tph, en el Estado Barinas, otra de mediana capacidad (120 tph) instalada en Valera, Estado Trujillo, y otras dos pequeñas (40 tph) para mantenimiento, propiedad del MINFRA, una de ellas ubicada en el sitio denominado Cuatro Esquinas, al Sur de Carúpano en el Estado Sucre, y otra en las ______________________________________________________________________ -4-
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cercanías de La Asunción en el Estado Nueva Esparta. El MINFRA tiene otras tres de estas plantas pequeñas, pero no están operativas, y probablemente ya no son recuperables. Este modelo de planta, por otra parte, dejo de ser fabricada desde el momento en que se introdujo la electrónica en las plantas (a finales de la década de los 70)
Plantas de mezclado en el secador A finales de la década de los 70 ocurrieron dos eventos que tuvieron consecuencias en el diseño de las plantas de asfalto: el primero fue un incremento importante en los precios del crudo petrolero, lo que recordamos como la primera crisis del petróleo. Ante el incremento de los precios los fabricantes de plantas se esforzaban en que sus modelos fueran mas simples, económicos, y que consumiesen menor cantidad de aceites térmicos durante su operación. El segundo evento fue el desarrollo de la tecnología electrónica, que irrumpió también en los grandes fabricantes de plantas de asfalto, y les permitió incorporar controles en sus modelos, que facilitaron la incorporación de nuevos procedimientos de operación de las plantas. Como consecuencia de los desarrollos de ingeniería, producto de la investigación generada por los dos eventos mencionados, los fabricantes desarrollan e introducen en el campo de la fabricación de plantas un nuevo modelo, que cambia totalmente la manera como se secaban, calentaban y mezclaban los agregados con el asfalto.
Fotografía (6): Tambor de secado y mezclado en una planta “drum-mixer”.
Estas nuevas plantas se denominaron “plantas de mezclado en el secador”, ya que en el tambor giratorio de la planta, en el cual en los modelos anteriores solo se secaba y calentaba el agregado, como una operación individual del proceso. Su nombre en inglés fue el de “drum-mixer”, o de “mezclado en secador” en español. Las primeras de estas plantas solo procesaban agregados “vírgenes”, es decir aquéllos que no habían sido anteriormente mezclados con asfalto, y el flujo de los agregados y de la ______________________________________________________________________ -5-
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llama y los gases del secador corrían en el mismo sentido, por los que se le conocen como de “flujo paralelo”. La fotografía (6) ilustra el esquema de operación de esta planta, y en ella se puede observar el sentido de flujo de los agregados, la llama y los gases, y se observa, por otra parte que, dentro del mismo “tambor-mezclador” se introduce el cemento asfáltico, y también, dentro del “tambor-secador” se realiza el mezclado de los agregados y el asfalto. La fotografía (7) muestra una de las plantas de “mezclado en secador” instalada en las cercanías de la población de Araguita, en el Estado Miranda.
Fotografía (7) Planta de mezclado en secador, de flujo paralelo.
Plantas de reciclaje de mezclado en el secador A finales de los años 70 se desarrolla otro nuevo equipo de pavimentación, que ha facilitado y mejorado notablemente los procesos de rehabilitación de pavimentos: nos referimos a las “máquinas fresadoras”, o cortadoras de pavimentos en frío. Estos equipos, tal como se muestra en la figura (8), disgregan la mezcla asfáltica deteriorada, normalmente con un tamaño máximo de una (1) pulgada.
Fotografía (8) Máquina fresadora de pavimentos.
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Este producto se convirtió en un nuevo material de pavimentación, denominado “ MAR” por su acrónimo de Mezcla Asfáltica Recuperada, o “ RAP” por “Reclaimed Asphalt Pavement”, y puede ser remezclado con una porción de agregado virgen y con nuevo cemento asfáltico. Para poder procesar este material MAR, fue necesario modificar las plantas de mezclado en secador para permitir la incorporación dentro del tambor-mezclador también el material MAR, y se introduce así, en el mercado de los equipos de pavimentación, una nueva planta llamada “plantas para reciclaje”, que han sido, hasta épocas muy recientes también de flujo paralelo. La fotografía 9(a) muestra una planta de reciclaje, en la que se observan dos puntos de entrada de agregados hacia el tambor-mezclador: (1) entrada de los agregados vírgenes y (2) entrada del MAR, y la fotografía 9(b) ilustra un detalle de la descarga del MAR hacia el tambor. Figura (9): Planta de mezclado en secador para reciclaje
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Figura 9(a)
Figura 9 (b)
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Esta tecnología de “reciclaje en planta en caliente” no ha sido empleada en Venezuela sino en tres obras, allá por los años 1980-1982: Chaguramas-Valle de la Pascua, en el Estado Guárico, Avenida Intercomunal Cabimas-Lagunillas y carretera Santa BárbaraEncontrados, en el Estado Zulia, pero desde esa fecha, no ha vuelto a ser empleada esta técnica de rehabilitación, aun cuando algunas plantas para reciclaje han sido instaladas en Venezuela, pero operan como simples “plantas de mezclado en secador”. FIN PARTE 2
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