Sustentabilidad | Incorporación de RAP en hormigón

Publicado el Julio 4, 2017



Con el objetivo de innovar y aumentar la sustentabilidad en el rubro de la construcción, es que la Escuela de Construcción Civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile, PUC, lleva tres años investigando y realizando estudios científicos relacionados con el hormigón. Esta vez consiste en incorporar el material recuperado del fresado de capas asfálticas de un pavimento, denominado RAP (por sus siglas en inglés Reclaimed Asphalt Pavement), a una mezcla de hormigón para ser utilizado principalmente en elementos no estructurales o en pavimentos. Esta incorporación se realiza reemplazando un porcentaje de los agregados vírgenes de la mezcla por el agregado del RAP.

Carlos Marín, Doctor en Ciencias de la Ingeniería y profesor asistente de la PUC, cuenta que uno de los procedimientos más empleados para la rehabilitación de pavimentos flexibles es el fresado de sus capas asfálticas, produciendo el material RAP, el que es almacenado o enviado a botadero. Este RAP puede ser fraccionado o separado utilizando múltiples mallas o tamices, siendo las fracciones más empleadas la fracción fina que corresponde al material que pasa el tamiz Nº4 (4,75 mm) y la fracción gruesa que es el material retenido en este mismo tamiz. A este material fraccionado se le denomina FRAP (Fractionated Reclaimed Asphalt Pavement). Mayoritariamente el uso del RAP o del FRAP se ha enfocado en la producción de nuevas mezclas asfálticas, bases y la conformación de terraplenes o rellenos estructurales. Algunas investigaciones han contemplado el uso de mezclas de hormigón con la incorporación de RAP con dos propósitos fundamentales: en primer lugar, el aprovechamiento de un material que hoy es considerado un desecho de la construcción y que aún posee cualidades mecánicas, aportando positivamente al impacto ambiental a través de la disminución de la cantidad de material enviado a botadero o que se acumula sin uso alguno y la reducción en la explotación de fuentes naturales como canteras. En segundo lugar, se busca una potencial reducción de una falla frágil y abrupta del hormigón utilizado en pavimentos, lo que se logra mediante una mayor disipación de la energía de fractura. Esto último se relaciona con algunos mitos ya desmentidos sobre los pavimentos de hormigón, que establecen que al tener hormigones con altas resistencias se tendrán siempre buenos desempeños o se cubren todas las problemáticas a los que puede estar sometido un pavimento. “Las investigaciones desarrolladas hasta el momento pretenden que el hormigón con RAP sea utilizado en estructuras de pavimentos rígidos, ya sea como capa de base o capa de rodadura”, detalla Marín.

Actualmente, esta propuesta se encuentra en desarrollo por lo que aún no se utiliza de forma masiva en proyectos de gran escala. Se requiere una mayor cantidad de investigaciones para determinar la viabilidad de su aplicación y los usos para los cuales es recomendada. Uno de los aspectos fundamentales a investigar se refiere a las características del RAP que puede poseer distintos orígenes y condiciones, el efecto de incorporarlo en una mezcla de hormigón y los costos de producir este tipo de hormigón.

Marín también explica que es fundamental la evaluación en terreno de la condición funcional y estructural de un tramo experimental de pavimento construido con este tipo de hormigones. “Ensayos deflectométricos, de desgaste superficial, estimación de la fricción pavimento-neumático y modelaciones estructurales son algunos ejemplos de dicha evaluación”.





Estudios


Según el experto, las investigaciones se han enfocado en la caracterización mecánica en laboratorio de mezclas de hormigón con distintas tasas de incorporación de RAP, con el objetivo principal de comprender el efecto que tiene el RAP en las propiedades mecánicas de una mezcla de hormigón, fundamentalmente sus propiedades de resistencia a la compresión, resistencia a la flexotracción, el módulo elástico y su comportamiento a fractura, y así determinar la viabilidad de ser utilizados como capa constitutiva de un pavimento rígido, ya sea como base o como capa de rodadura. Se han fabricado mezclas sin y con tasas de reemplazo del agregado virgen por RAP en contenidos del 0, 20, 50 y 100 por ciento.

También, se ha estudiado la durabilidad de estas mezclas mediante los ensayos de penetración de cloruros y de carbonatación. Se pretende establecer el efecto que tiene el porcentaje de RAP en las mezclas cuando están sometidas a ambientes marinos o con presencia de cloruros y al CO2. Esto es de especial importancia si se contempla la presencia de fierro de refuerzo dentro del hormigón ya que podría existir una mayor velocidad en la ocurrencia de la oxidación y por lo tanto una disminución de la vida útil de la estructura.

Otro aspecto que se está explorando es la propuesta de nuevos ensayos para el control de calidad de este tipo de hormigones, buscando facilitar la toma de muestras en terreno, su transporte y almacenamiento ya que actualmente se emplean vigas que poseen un tamaño considerable y consumen material.

Beneficios


Entre los beneficios que entrega esta alternativa, el experto destaca que “existe un aprovechamiento de un material que hoy es considerado un desecho de la construcción promoviendo la conservación de los recursos naturales, ahorros constructivos debido a la disminución del volumen de agregados a explotar y por consiguiente la disminución en su transporte. También se genera la posibilidad de diseñar un hormigón no estructural o con aplicación específica a pavimentos controlando la falla frágil propia de este material, incentivando el uso del RAP, disminuyendo los impactos al medio ambiente y buscando una reducción en los costos de construcción que finalmente se pueden trasladar al usuario”.

Proyecciones


La incorporación del RAP en mezclas de hormigón tiene una proyección importante como material de construcción sustentable. Actualmente Chile no posee una normativa clara sobre la posibilidad de reutilizar el RAP en nuevas mezclas asfálticas como uso más extendido en el mundo, por lo que la acumulación de este material debido a las continuas labores de rehabilitación de pavimentos asfálticos mediante el fresado es cada vez mayor. Esta acumulación de RAP presenta externalidades negativas desde el punto de vista medioambiental debido a su creciente disposición en zonas de botadero y alteración estética del entorno, como también el desaprovechamiento de un material que aún conserva cualidades constructivas.
Por otro lado, no todas las obras de construcción necesitan de hormigones de alta resistencia porque no requieren una aplicación estructural, por lo que podrían utilizarse hormigones fabricados con un porcentaje de sus agregados reemplazados por RAP. La solución de elementos prefabricados puede ser un nicho de aplicación de este tipo de hormigones, ya sea en mobiliario urbano o en infraestructura vial.

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