Mezclas Tibias Modificadas con Azufre

1. Mezclas Tibias Modificadas con Azufre Ing. Mario Roberto Jair Gary L. Fitts, PE

2. Contenido • Introducción • Antecedentessobre el uso de azufre • en mezclasasfálticas • La tecnología Shell Thiopave • Conclusiones

3. Introducción • Cadavezresultamásimportante el desbloqueo del potencialeconómico de los hidrocarburos “no convencionales” y sutransformación en productosquepuedanformar parte de unapropuesta 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

4. Introducción (II) Concreto de azufre • Másrápidotiempo de curado: horas no días • No necesitaagua. Fertilizantesmejorados con azufre • Pruebas de campo muestranmejora en el rinde de lascosechas en suelossensibles al azufre • Potencialparasoportaraumento de la producción de alimentos y bio fuels. • Mayor crecimiento de los cultivospuedenaumentar el secuestro de CO2 Mezclasasfálticasmejoradas con azufre • Reduce lastemperaturas de producción y colocación de mezclas=ahorroenergía y menor carbon footprint • El azufrereemplaza entre el 10 y el 20% del asfalto en la mezclas • Ayuda a extender la vidaútil o reducirespesores

5. 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.

6. 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.

7. Antecedentes(III) Las tecnologías de mezclas asfálticas “tibias” (WarmMixAsphalt, 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 Thiopavees 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.

8. Shell Thiopave Technology • Shell Thiopaveesunatecnologíabasada en azufrepeletizadoque se agregadirectamente en la mezclaasfáltica • Reemplazahasta el 25% (volumétricamente) del ligantepresente en cualquiertipo de mezcla • Se disuelverápidamente en la mezclaparaformar parte del ligante • Mejorasignificativamentela performance de la mezcla, permitiendodisminuciones de temperaturasen los procesosde fabricacióny colocación

9. Shell Thiopave: suuso Los pellets de Shell Thiopave son agregados a la mezcladespuésque el asfalto ha sidoincorporado Compactación (1ra pasada) >110°C Mezclado 125-140°C Transporte >120°C Secado Ext. Agregado Se agrega en la mezclacomo un pellet y se fundeparaformar parte del ligante (siendolíquidoporencima de los 120°C) Puedevariarsuaparienciadependiendo de suformulación y aplicación

10. Shell Thiopave Technology Diseño de mezclasasfálticasmejoradas con azufre Beneficiospotenciales > Rigidez Shell Thiopave Bitumen + < Rutting > Resistencia al fuel + 80% 20% Radios Típicos (% en masa de ligante) + 60% 40% Porcentajes se ajustan en funciónldelaspropiedadesbuscadas en la mezcla

11. Shell Thiopave Technology • Beneficios de lasmezclasmejoradas con azufre vs. • lasmezclasconvencionales • 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

12. > Resistencia al rutting APA Wheel Rutting (después de 8000 pasadas a 64°C)

13. > Resistencia al Fuel Pérdida de masadespués de inmersión en jet fuel

14. Proyectos Shell Thiopave (NA)

15. Proyectos Shell Thiopave (China)

16. Proyectos Shell Thiopave (Europe, ME, India)

17. Conclusiones • Shell ha desarrolladodiferentes y avanzadastecnologíasqueutilizan al azufrecomo un componente base para ser usado a granescala, demostrandounamejor performance a través de diferentestramos de pruebarealizados (>110 en el caso de Shell Thiopavealrededor del mundo) • Las mezclasasfálticasmodificadas con azufretienenpropiedadesmecánicasmejoradas y permitiendocumplirlasmásaltasexigencias y sugierendo ser unaalternativaconveniente a considerar, particularmente en aquelllasregionesdonde la oferta de asfaltoeslimitada • Shell Thiopave ha sidoincluído en la lista de tecnologías WMA de la FHWA y la NCAT. Porinformaciónadicionalvernuestra website http://www.shell.com/global/products-services/solutions-for-businesses/sulphur/your-needs/products/in-roads.html o contacte a gary.fitts@shell.com

18. Q & A