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La planta de asfalto - generalidades sobre plantas para asfalto y la producciÓn de mezcla asfÁltica en caliente



LA PLANTA DE ASFALTO
Definición
Es el conjunto de elementos mecánicos dispuestos de manera que produzcan concreto asfaltico con todas las especificaciones requeridas es decir, que contengan los sistemas que permitan calibrar la dosificación de agregados, cemento asfaltico y la temperatura necesaria para su mezclado. Por la diversidad de las capacidades de producciones pueden ser chicas 45 toneladas por hora (TPH), hasta 500 toneladas por hora (TPH), además, otra característica que define una planta, es la facilidad para transporte e instalarse y pueden ser: plantas portátiles o estacionarias. Sin embargo, la variante más importante para su clasificación es el sistema de producción, y se definen como planta de producción continua y planta de producción discontinua (o de dosificación).
Plantas de Asfalto de Bachada
Las plantas de mezcla asfáltica por bachadas o lotes, son especialmente adecuadas cuando se requiere  control estricto de todos los parámetros de la mezcla, flexibilidad en la producción y cumplimiento de normas ambientales.


La utilización de un secador de gran diámetro a contraflujo y el posterior almacenamiento de los agregados calientes,  produce tiempos de secado de entre 8 y 10 veces el correspondiente a los procesos continuos, asegurando la total remoción de humedad superficial e interna de todas las partículas y el control de la temperatura requerida antes de la imprimación con el bitumen. La separación por tamaños de los agregados vírgenes y la posterior dosificación por pesaje de cada uno de estos, permite reproducir con exactitud la curva granulométricarequerida y rechazar los sobre tamaños existentes. La bascula de pesaje de agregados, dosifica secuencialmente uno a uno los agregados, asegurando que todos los componentes de la formula estén presentes en el contenido de la mezcla. El tratamiento del  filler recuperado en el filtro de mangas, su almacenamiento en silo, su posterior pesaje independientemente de los agregados, así como su adición directamente al mezclador con posterioridad a la inyección de asfalto, añade la exactitud requerida en los tamaños finos. La cantidad de bitumen se calcula automáticamente de acuerdo con el peso real de cada bachada y se pesa independientemente, descartando errores por variación de densidad a distintas temperaturas. El tiempo de mezclado es ajustable tanto como sea necesario. La formula de la mezcla se puede cambiar de una bachada a otra con absoluta confiabilidad, sin mezcla de una bachada es posible detener la producción sin desperdicio de bitumen. El filtro de mangas es del tipo de flujo inverso, sin uso de aire comprimido, con mangas lisas de NOMEX, fácilmente lavables. La consola de control dispone de ayudas electrónicas que le permiten al operador tener desde un mando totalmente automático mediante  PLC, hasta el eventual accionamiento manual de cada uno de los componentes de la planta. La planta ha sido especialmente montada sobre tráileres para ser transportada por carretera y puesta en funcionamiento muy rápidamente.



Las principales características son:
-Capacidades nominales de producción de 120 a 180 TPH
-Conjuntos de dosificación de agregados con 3 o 4 tolvas.
-Tambor secador conelevador de agregados secos.
-Quemador para fuel oil o diesel y opcionalmente gas natural.
-Torre de bachada con zaranda, pésaje independiente de agregados, bitumen y filler.
-Mezclador de paletas con un reductor en cada eje.
-Silo de almacenamiento de filler.
-Sistema de captura de polvos con filtro de mangas de flujo inverso.
-Operación manual o automática.
-Montaje sobre chasises para transporte por carretera.
Plantas de Asfalto Continuas de Flujo Paralelo
Las plantas de mezcla asfáltica continuas de flujo continuo en paralelo  por su sencillez son adecuadas para la producción de mezclas asfálticas de excelente calidad con bajo costo de operación y mantenimiento. El secado y la mezcla con el asfalto se hacen en el mismo tambor, donde se desplazan los agregados pétreos y los gases en la misma dirección. El diseño de tambores secadores mezcladores largos, con  relaciones longitud a diámetro mayor a 5, ha permitido reducir la temperatura de los gases en zona de mezcla, eliminando la posibilidad de deteriorar el bitumen. En la planta más compacta, la captación de polvos se hace normalmente mediante un colector húmedo montado en el mismo chasis.

Plantas de Asfalto Continuas BC-60
- Capacidad nominal de producción de 60 TPH para agregados con contenidos del 5% de humedad.
- Conjuntos de dosificación de agregados con 3 o 4 tolvas.
- Banda lanzadora.
- Quemador para Diesel o Fuel Oil y opcionalmente Gas Natural.
- Tambor secador mezclador de 1375 x 7300 mm.
- Sistema de captura de polvos húmedos.
- Chasises integrales para transporte por carretera.
- Elevador dearrastre para carga de las volquetas.

Plantas de Asfalto Continuas BC-110
-Capacidad nominal de producción de 115 TPH para agregados con contenidos del 5% de humedad.
- Conjuntos de dosificación de agregados con 3 o 4 tolvas.
- Banda lanzadora.
- Quemador para Diesel, Fuel Oil o Gas Natural.
- Tambor secador mezclador de 1575 x 8000 mm.
- Sistema de captura de polvos húmedos.
- Chasises integrales para transporte por carretera.
- Elevador de arrastre para carga de las volquetas.
Accesorios para plantas de asfalto
-Calentadores de aceite térmico
-Tanques de almacenamiento de asfalto y combustible.

-Pre calentadores de combustible.
-Silos de almacenamiento de mezcla.
-Zarandas de remoción de sobre tamaños.


GENERALIDADES SOBRE PLANTAS PARA ASFALTO Y LA PRODUCCIÓN DE MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTEe
Plantas para mezcla asfáltica en caliente:
Las “Plantas de asfalto”, como comúnmente suele llamárseles en el mercado, tanto por los fabricantes, comerciantes y operadores de estos equipos, la mayoría de veces refiriéndose a Las Plantas para la producción de mezcla asfáltica en caliente, difieren de las plantas para la producción de asfalto en frío, en que los agregados son secados y mezclados a temperaturas de entre 150 °C a 180° C, dependiendo esto de las condiciones de diseño de la planta y de las especificaciones para el tipo de mezcla a producir.
Técnicamente, podríamos describir una “Planta de Asfalto” como el conjunto de elementos, dispositivos, mecanismos, equipos y sistemas dispuestos de alguna manera para producir mezcla asfáltica en caliente.
El principiobásico de las plantas para mezcla asfáltica en caliente, es la dosificación exacta de los agregados, siendo, ésta por peso, al igual que la de
del cemento asfáltico en una forma fluida, siendo esto en los límites de temperatura requeridos, de esta forma se obtiene una mezcla de gran calidad
según el diseño establecido.
Para poder lograr esto, es necesario cuidar el buen desempeño de todos
los elementos que integran la planta, desde el montaje, operación-control y
mantenimiento.


Surgimiento de las plantas para mezcla asfáltica en caliente:
Con el aporte intensivo del asfalto en obras viales que ocurrió a principios
del siglo XIX, esto debido a dos acontecimientos casi simultáneos: El primero la
aparición del automotor con rodado neumático, que sustituyó a la llanta maciza


de caucho y segundo la explotación masiva del petróleo y cuya industrialización
convirtió a este en productor principal de asfaltos y tomando en consideración
que en el primer caso el automóvil obtuvo pronto el favor del público que
reclamó buenos caminos para mayor seguridad y comodidad, además el
transporte carretero comercial creo la dependencia “camino-camión” exigiendo
amplias carreteras para más y mejores vehículos, en el segundo caso el
petróleo produjo grandes volúmenes de asfalto aptos para un directo uso vial
(cementos asfálticos) y asfaltos diluidos con las fracciones livianas (cut-back).
Las emulsiones bituminosas de tipo aniónico aparecieron por entonces (1905
como paliativo del polvo, mientras que las catiónicas lo hicieron entre 1951 y
1957 en Europa y EE.UU. respectivamente; enArgentina las aniónicas
comenzaron a producirse a mediados de la década del '30 y las catiónicas a
fines del '60. Tanta actividad volcada al campo vial hizo que se hablara de la
'era del automóvil y la construcción de carreteras'.
Los primeros trabajos
asfálticos en calles y caminos fueron hechos con procesos sencillos para
distribuir tanto el ligante como los áridos (a mano), apareciendo luego lanzas
con pico regador y bomba manual.
El ritmo de las obras viales y la necesidad de mejorar los trabajos y reducir
costos hizo progresar la operación vial.
Los métodos manuales se mecanizaron
apareciendo: regadores de asfalto a presión, distribuidores de piedra
aplanadoras vibrantes, rodillos con neumáticos de presión controlada, etc. Las
mezclas asfálticas en sitio cambiaron niveladoras y rastras por moto niveladoras y plantas móviles o fijas.
Las primeras mezclas calientes irrumpieron en el mercado alrededor de 1870 con plantas intermitentes (pastones) de simple concepción. Hacia 1900 se había mejorado su diseño incluyendo tolvas de árido, elevadores de materiales fríos y calientes, secadores rotativos, tanques para acopiar asfalto, mezcladoras que permitían cargar vagones a camiones.
Entre 1930 y 1940 se incorporan cintas transportadoras, colectores de polvo y
otros aditamentos, en las décadas del 50 y 60 se desarrollan plantas de mayor
capacidad, hacia 1970 se introducen sistemas computarizados para dosificación y controles de elaboración, polvo y ruido. Todo este proceso mantuvo la operatoria fundamental: secado-cribado-proporcionado-mezclado.
Para 1910 existían en EE.UU.pequeñas plantas en caliente, de mezclado
en tambor que hacia 1930 fueron reemplazadas por las de mezclador contínuo,
de mayor producción. En 1960 el procedimiento de secado y mezclado en
tambor fue rescatado y actualmente estas plantas (tambor mezclador) producen mezclas de gran calidad y compiten además en el reciclado de pavimentos.
Los silos para acopio de mezcla caliente forman parte de las plantas de tambor mezclador; también suelen encontrarse estos sitios en instalaciones discontinuas para independizar las operaciones de carga de los camiones, o silos de gran capacidad, dotados de revestimiento aislante, permiten al acopio de mezcla caliente durante varios días conservando su trabajabilidad.
En la actualidad como se mencionó anteriormente tienen gran importancia
los sistemas de control, que monitorean la mayoría de los parámetros de
operación de las plantas, en su mayoría son plantas de tambor mezclador
dado que estas presentan características innovadoras, una de ellas es que
estas están dotadas de colectores de polvo húmedos o secos, que las hace
más limpias que las convencionales.
Clasificación de las plantas para mezcla asfáltica en caliente
Las plantas para mezcla asfáltica en caliente pueden clasificarse de la
siguiente manera

1. De acuerdo a la forma de producción:

Continuas: Convencionales

Tambor mezclador

Intermitentes: De bachada por peso de mazada

2. Según su capacidad de producción: Se clasifican según su capacidad
de producción en Ton / hora

3. De acuerdo a su movilidad

Portátiles

Estacionarias
Las plantas continuas tantoconvencionales como de tambor mezclador
pueden ser portátiles o estacionarias. Las plantas intermitentes o de bachada
son regularmente estacionarias.
La capacidad es independiente de las otras
clasificaciones.

1.-Plantas continuas
Como su nombre lo indica, en este tipo de plantas llegan al mezclador cada uno de los agregados: agregado grueso, agregado fino, relleno mineral y el cemento asfaltico en forma continua. Los mecanismos de alimentación están sincronizados con el objeto de que la cantidad de material suministrada en todo momento guarde las proporciones debidas. La diferencia fundamental entre las plantas continuas del tipo convencional y las de tambor mezclador se centra en que en las plantas convencionales el secado de los agregados ocurre antes del mezclado, de forma independiente, y en las plantas de tambor mezclador los procesos de secado y mezclado ocurre en el mismo barril; siendo mas simple en las segundas.


2.-Plantas Intermitentes
En este tipo de plantas, la dosificación de los agregados se realiza pesando en un recipiente interno (mezclador) cada uno de los agregados calientes, almacenados en los silos del agregado cribado de manera sucesiva y acumulativa, en un orden predeterminado hasta obtener el peso total para ser
mezclado. Este peso total está determinado por la capacidad del mezclador y
los pesos de cada uno de los agregados, por la proporción establecida de
granulometría prevista en el diseño del tipo de mezcla.
La dosificación del cemento asfáltico en este tipo de plantas puede
realizarse de las siguientes maneras

a) Por peso: Se pesa en unrecipiente y luego se vierte sobre el mezclador.

b) Por medida directa del volumen: El cemento asfáltico se vierte en un
recipiente de volumen conocido, que generalmente sirve de cuerpo de
bomba para su inyección.

c) Por medida indirecta del volumen: Mediante bombas continuas de caudal
constante que suministra la cantidad de cemento asfáltico durante un
tiempo establecido.
Mezcla asfáltica
“Es la capa de superficie para pavimentos, constituida de agregados
pétreos, mezclados con material bituminoso; en planta central, en caliente o en
frío, o bien en el camino.
La mezcla puede ser de textura abierta o cerrada
dependiendo de las características de graduación de los agregados pétreos”
Las mezclas asfálticas en caliente están constituidas por dos materiales
agregados pétreos y cemento asfáltico. Los agregados pétreos se clasifican
por tamaños, generalmente divididos en tres grupos: Agregados gruesos
agregados finos y rellenos minerales.

Cada uno de los componentes de la mezcla tiene una función especial y
depende del diseño y de la dosificación de los mismos, asegurar que no se
descuide ninguna de esas funciones. La función del agregado pétreo es
soportar las cargas aplicadas a la estructura del pavimento, donde intervienen
las resistencias al desgaste por fricción y la adherencia entre los fragmentos
individuales de los agregados. Los agregados con formas angulosas y
superficie áspera hacen más estables las mezclas asfálticas.
En las mezclas se utilizan agregados que están natural o artificialmente
bien graduados, esto significa que existirán espacios determinados,entre estos; el agregado fino sirve para rellenar estos vacíos. El agregado fino influye en la densidad, y por lo tanto en la resistencia, la granulometría influye en la
manejabilidad. Cuando se utiliza un exceso de agregado grueso, la mezcla se
hace áspera y dura para manejarse. Cuando se usa un exceso de relleno
mineral la mezcla se hace viscosa y también difícil de manejar.
El cemento asfáltico es el encargado de unir entre sí, los agregados
pétreos; todas las partículas y de impermeabilizar el pavimento.
Para cualquiera de los métodos de diseño uno de los objetivos principales es la obtención de la mejor proporción del cemento asfáltico, para cada combinación predeterminada de los agregados. Conocer la proporción correcta de cemento asfáltico influye mucho en todos los factores que permiten obtener una buena mezcla, además de reducir los costos, debido a la correcta utilización principalmente del cemento asfáltico.

Considerando la mezcla de agregados sin asfalto, todo el espacio entre
sus partículas está vacío, el volumen de estos vacíos de los agregados
depende de la granulometría y puede variar; Cuando se añade el cemento
asfáltico se llena una porción de estos vacíos llenos de aire, los que son muy
importantes para las características de la mezcla. Se usa el término vacíos
llenos de aire, ya que estos no pesan y se expresan como porcentaje total de la
mezcla compactada.
El cemento asfáltico experimenta cambios de volumen, dependiendo de la
temperatura y si la carpeta asfáltica no tiene vacíos llenos de aire cuando se
coloca, o los pierde por efecto del tránsito,entonces al dilatarse el asfalto,
brotará en la superficie, condición llamada afloramiento.

Las pérdidas de cemento asfáltica y debilitan la carpeta asfáltica y reducen el índice de rugosidad de la superficie, haciéndola resbaladiza y por ende peligrosa. Un exceso de cemento asfáltico en la mezcla incide también en la estabilidad de ésta ya que puede generar desplazamiento de partículas por lo cual es incorrecto elaborar mezclas ricas en contenido de cemento asfáltico. Por otra parte el volumen de vacíos llenos de aire debe ser generalmente de 2% o 3% y no debe excederse del 5%. Un exceso de vacíos llenos de aire provocará la desintegración del pavimento, debido que permite la penetración de agua; acelerando el proceso de desintegración, además con la presencia de exceso de aire, el cemento asfáltico endurece y envejece afectando su elasticidad y con esto su durabilidad.

En resumen las proporciones de los agregados y del cemento asfáltico
influyen directamente en las características de la mezcla según sea el caso del
diseño de la misma.

El Asfalto

Existen varias referencias al asfalto en la Biblia, aunque la terminología
usada puede ser bastante confusa.
En el libro del Génesis se refiere al
impermeabilizante del Arca de Noe, el cual fue preparado con y sin alquitrán y
de la aventura juvenil de Moisés en 'Un Arca de Espadaña, pintarrajeada con
lodo y con alquitrán'.

Aun más confusas son las descripciones de La Torre de Babel. La Versión
Autorizada de la Biblia dice: 'Ellos tenían ladrillos por rocas y lodo para
mortero', la nueva versión autorizada dice: 'Ellosusaron ladrillos en vez de
piedra y alquitrán en vez de mortero'. La traducción de Moffat en 1935 dice:

'Ellos usaron ladrillos en vez de piedras y asfalto en vez de mortero'; así como
en la nueva versión oficial de la Biblia en español. Tampoco es desconocido
que los términos bitumen, alquitrán y asfalto son intercambiables.

En las vecindades de depósitos subterráneos de crudo de petróleo, láminas de estos depósitos pueden verse en la superficie. Esto puede ocurrir por fallas geológicas; la cantidad y naturaleza de este material que se observa naturalmente depende de un número de procesos naturales, los cuales pueden
modificar las propiedades del material. Este producto puede ser considerado un
'asfalto natural', a menudo siendo acompañado por material mineral, y la
mezcla y dependiendo de las circunstancias por las cuales hayan sido
mezcladas.

Los sumerios, 3.800 a.c., usaron asfalto y se recuerda este como el primer
uso de este producto. En Mohenjo Daro, en el valle Indus, existen tanques de
agua particularmente bien preservados los cuales datan del 3.800 a.c. En las
paredes de este tanque, no solamente los bloques de piedra fueron pegados
con un asfalto 'natural' sino que también el centro de las paredes tenían
'nervios' de asfalto natural.

Los antiguos usos 'naturales' del asfalto descritos arriba no persisten en
dudas en aquellas partes habitadas del mundo donde estos depósitos de asfalto natural estaban fácilmente disponibles. En consecuencia esto parece haber sido poco desarrollo del arte en algún otro sitio. No fue hasta el fin del siglo XIX que alguno de lospresentes usos del asfalto fueron introducidos. Sin embargo, esto parecía haber sido algún conocimiento de carpetas alternativas en el periodo intermedio como esta en la grabación que Sir Walter Raleigh, en 1595 proclamó el lago de asfalto que encontró en Trinidad para hacer el mejor
impermeabilizante utilizado en el acollado de barcos. En la mitad del siglo XIX
se intenta que el asfalto fuera manufacturado para utilizarse en superficies de
carreteras. El mismo provenía de depósitos naturales europeos. Así fue como
se comenzaron a utilizar productos naturales que se obtenían del suelo, dando
la llegada al carbón, alquitrán y luego el asfalto manufacturado a partir del crudo de petróleo. Durante el siglo XIX el uso del asfalto estaba limitado por su
escasa disponibilidad, no obstante lo cual a mediados del mismo, la roca asfáltica participaba en la pavimentación de calles en Europa y después de
1.870, en USA. El aporte intensivo del asfalto en obras viales ocurrió a
principios del siglo XIX.

Asfaltos Naturales

Los asfaltos son materiales aglomerantes de color oscuro, constituidos por
complejas cadenas de hidrocarburos no volátiles y de elevado peso molecular.
Estos pueden tener dos orígenes; los derivados de petróleos y los naturales.
Los asfaltos naturales, se han producido a partir del petróleo, pero por un
proceso natural de evaporación de las fracciones volátiles, dejando las
asfálticas solamente.

Estos pueden encontrarse como escurrimientos superficiales en depresiones
terrestres, dando origen a lagos de asfalto, como los de las islas Trinidad y
Bermudas.También aparecen impregnando los poros de algunas rocas,
denominándose rocas asfálticas, como la gilsonita. Así también se encuentran
mezclados con elementos minerales, como pueden ser arenas y arcillas en
cantidades variables, debiendo someterse a posteriores procesos de purificación, para luego poder ser utilizadas en pavimentación. En la actualidad
no es muy utilizado este tipo de asfalto por cuanto adolece de uniformidad y
pureza.

Composición del Asfalto

El asfalto es considerado un sistema coloidal complejo de hidrocarburos,
en el cual es difícil establecer una distinción clara entre la fase continua y la
dispersa. Las primeras experiencias para describir su estructura, fueron desarrolladas por Nellensteyn en 1924, cuyo modelo fue mejorado más tarde
por Pfeiffer y Saal en 1940, en base a limitados procedimientos analíticos
disponibles en aquellos años. El modelo adoptado para configurar la estructura
del asfalto se denomina modelo micelar, el cual provee de una razonable explicación de dicha estructura, en el cual existen dos fases; una discontinua
(aromática) formada por dos asfáltenos y una continua que rodea y solubiliza a
los asfáltenos, denominada maltenos. Las resinas contenidas en los maltenos
son intermediarias en el asfalto, cumpliendo la misión de homogeneizar y
compatibilizar a los de otra manera asfáltenos insolubles.
Los maltenos y
asfaltenos existen como islas flotando en el tercer componente del asfalto, los
aceites.

Asfaltos derivados de petróleo

Los asfaltos más utilizados en el mundo hoy en día, son los derivados de
petróleo, los cualesse obtienen por medio de un proceso de destilación
industrial del crudo. Representan más del 90 % de la producción total de
asfaltos. La mayoría de los petróleos crudos contienen algo de asfalto y a veces casi en su totalidad. Sin embargo existen algunos petróleos crudos, que no contienen asfalto. Con base a la proporción de asfalto que poseen los petróleos se clasifican en

Petróleos crudos de base asfáltica.
Petróleos crudos de base parafínica.
Petróleos crudos de base mixta (contienen parafina y asfalto).

El asfalto procedente de ciertos crudos ricos en parafina no es apto para
fines viales, por cuanto precipita a temperaturas bajas, formando una segunda
fase discontinua, lo que da como resultado propiedades indeseables, tal como
la pérdida de ductilidad. Con los crudos asfálticos esto no sucede, dada su
composición.

El petróleo crudo extraído de los pozos, es sometido a un proceso de destilación en el cual se separan las fracciones livianas como la nafta y kerosén
de la base asfáltica mediante la vaporización, fraccionamiento y condensación de las mismas. En consecuencia, el asfalto es obtenido como un producto
residual del proceso anterior. El asfalto es además un material bituminoso pues
contiene betún, el cual es un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono
(CS2). El alquitrán obtenido de la destilación destructiva de un carbón graso
también contiene betún, por lo tanto también es un material bituminoso pero no
debe confundirse con el asfalto, ya que sus propiedades difieren considerablemente. El alquitrán tiene bajo contenido de betún, mientras que elasfalto está compuesto casi enteramente por betún, entre otros compuestos.
El asfalto de petróleo moderno, tiene las mismas características de durabilidad
que el asfalto natural, pero tiene la importante ventaja adicional de ser refinado
hasta una condición uniforme, libre de materias orgánicas y minerales extraños.

Existen muchos tipos y grados de asfalto que son utilizados actualmente como
asfaltos para pavimentación, estos se dividen principalmente en

Asfaltos líquidos de curado lento (Road Oils), SC. Son aceites residuales
asfálticos, que contienen pocos o ningún elemento volátil, o pueden proceder de una mezcla de cemento asfáltico y aceites residuales.

Asfaltos de curado medio, MC. Se obtienen fluxando el cemento asfáltico con
kerosina, que es un producto altamente volátil. La kerosina hace al asfalto
trabájale a temperaturas relativamente más bajas y se evapora al exponerse al
aire o al calor, dejando libre el cemento asfáltico.

Asfaltos de curado rápido, RC. Al igual que el asfalto de curado medio se
obtiene en este caso fluxtuando cemento asfáltico con nafta o gasolina
productos mucho más volátiles que la kerosina. Estos destilados se evaporan
mucho más rápido que la kerosina, por eso se le llama a este tipo de Cut-back
de curado rápido. Para los RC se emplean cementos asfálticos de menor
penetración que para los MC.



Cementos asfálticos, CA. Es un ligante denso que se emplea en la preparación de mezclas asfálticas. Se designa seleccionando una graduación
de penetraciones de dureza adecuada, para cada tipo de construcción
condicionesclimatológicas, clase y naturaleza del tráfico que ha de soportar el
pavimento. Los cementos asfálticos se refinan por destilación al vapor de los
residuos más pesados del proceso de fraccionamiento, continuándose la
destilación hasta que se obtiene la penetración deseada. Los cementos
asfálticos necesitan calentarse para adquirir la fluidez que les haga trabajables
al contrario de la mayor parte de otros materiales asfálticos, cuya docilidad
depende de las materias volátiles o agentes fluxantes.

Emulsiones asfálticas. Para mezclar dos sustancias que no son solubles una
en la otra, es necesario añadir un tercer ingrediente, para retardar la separación de estos. Las emulsiones asfálticas no son más que la mezcla de agua y cemento asfáltico, para dicha mezcla se utilizan agentes emulsionantes que retardan la separación. Se emplean numerosos agentes emulsionantes
orgánicos e inorgánicos, tales como: silicatos solubles o insolubles, arcilla
coloidal, jabón, y aceites vegetales entre otros.





Los Áridos

Se les llama áridos a los materiales granulares (pequeños trozos de roca)
utilizados en las construcciones, de obra civil y que tienen también aplicación o
uso en diversas actividades industriales. Los áridos son materias primas
minerales fundamentales para la sociedad, son considerados materiales de bajo costo, abundantes, y de fácil acceso a los centros de consumo.
Los áridos
presentan composiciones y texturas muy diversas y características muy
distintas, esta diversidad comienza con el tipo de yacimiento y el enclave
geológico y continua por el método utilizado en laexplotación del banco de
material y los procesos de trituración.

Las reservas de áridos son prácticamente ilimitadas, pero muchos de los
bancos no pueden ser explotados por distintos motivos: áreas protegidas
costos elevados de transporte y explotación, inaccesibilidad, impactos
ambientales considerables.

Los agregados utilizados para construir pavimentos, se obtienen de rocas
naturales o escorias que son procesadas y se clasifican según su origen.

Ígneas: Son aquellas formadas por el enfriamiento de magna, se clasifican de
acuerdo al tamaño de sus partículas

Gruesas (mayor de 2mm)
Medias (2 a 2 mm)
Finas (Menor a 2 mm)

Sedimentarias: Son las formadas por el transporte de materiales granulares
insolubles, que resultan de la desintegración de rocas ya existentes o los restos
inorgánicos de los animales marinos. Se clasifican según el mineral
predominante

Calcáreas: Compuesta por calcita (CaCO3), Cuando se calcina da lugar a cal
(óxido de calcio).

Silíceas: El sílice (óxido de silicio) es el contribuyente principal.

Arcillosas: Las mas abundantes, su tamaño grano es inferior a 0.06mm.
Compuestas por minerales arcillosos que provienen de la alteración química de
los feldespatos.


Metamórficas: Rocas ígneas o sedimentarias que han sido sometidas a
grandes temperaturas y presión, lo cual ha dado lugar a la formación de
minerales y texturas diferentes a la roca original.

Producción de mezcla en caliente
Consiste en el proceso de elaboración de mezcla, en planta y en caliente
(Temperatura de 150 °C), donde la dosificación de los agregados:agregado
grueso, agregado fino, rellenador (filler), polvo mineral y cemento asfáltico se
realiza por medio de métodos estrictamente controlados; dando lugar a la
obtención de una mezcla homogénea que se tiende y se compacta en caliente
para formar una capa densa y uniforme.

Descripción de los principales componentes de las plantas para
mezcla asfáltica en caliente

A continuación se describirán los distintos componentes de las plantas
para mezcla asfáltica en caliente, tomando en consideración que la mayoría de
estos elementos son comunes para todos los tipos de planta, haciéndose
mención de las variantes y componentes exclusivos para algún tipo de planta
cuando se considere necesario. Las consideraciones sobre el montaje
operación y mantenimiento sobre cada uno de estos elementos se dará a
conocer en los capítulos posteriores.

Tolvas: Son elementos en forma de tronco piramidal invertidos, con
capacidades de entre 5m³ hasta 8m³. En estas es depositado cada uno de los
agregados pétreos.
En la parte inferior, en el lado de salida y en dirección
donde corre la banda dosificadora están provistas de compuertas encargadas
de limitar la salida del agregado y por ende hacer la dosificación necesaria.

Sistema dosificador de una planta de tambor mezclador de tres
tolvas; Vista lateral


A) Correa dosificadora B) Transportador Colector C) Células de carga

Silos de almacenamiento de agregados cribados

Estos silos son exclusivamente utilizados en las plantas intermitentes, son
depósitos intermedios para los agregados secos y cribados previamente a ser
pesados ymezclados. Están diseñados para reducir al mínimo las
segregaciones.



Tambor secador-mezclador

La estructura del tambor consiste en un cilindro metálico y dos anillos de
acero, en estos últimos es donde el cilindro se apoya para rodar sobre cuadro
rodos de apoyo (ver figura 5). El tambor gira sobre su propio eje accionado por
un moto reductor, el cual recibe potencia de un motor eléctrico. En la primera
sección interior están dispuestas las tablillas que hacen que los agregados sean elevados y caigan obligatoriamente, a través del flujo de gases calientes
provenientes del fuego del quemador, con esta función se logra quitar la
humedad de los agregados así como calentarlos a la temperatura especificada
para la mezcla. En su segunda sección, la inyección del cemento asfáltico es
hecho por la bomba dosificadora, en esta sección las tablillas están dispuestas
de tal forma para que los agregados se mezclen con el cemento asfáltico, así como retener parte de las partículas que son arrastradas por el sistema de
extracción de gases calientes provenientes del quemador.

Vista exterior de un tambor secador-mezclador


El tambor mezclador o barril tiene en uno de sus extremos con un quemador, el cual produce una llama de intensidad graduable, la cual es la que hace posible el secado de los agregados y la elevación de la temperatura de la mezcla. Se detalla el funcionamiento de las partes del tambor secador-mezclador y también la operación del quemador.

Sistema de control

El sistema de control está compuesto principalmente por el Hardware
(componentes físicos) y Software.Parte de estos ubicados en una cabina de
control, donde se encuentran todos los mandos de la planta y desde donde se
pueden monitorear todas las operaciones de arranque, funcionamiento,
acciones correctivas y paro de la misma.

El Hardware comprende desde las computadoras, impresora de reportes, y
todos los controles electrónicos y eléctricos ubicados en la cabina de control y
el sistema de control compuesto por los dispositivos eléctricos y electrónicos
que reciben las señales de los distintos sensores ubicados en la planta y que
envían y reciben operaciones de mando de los microprocesadores en cabina de control.
En la actualidad, la mayoría de plantas productoras de mezcla asfáltica utilizan sofisticados sistemas de control, el tipo de sistema de control dependerá
directamente del tipo de planta y del fabricante. El software comprende los
distintos programas para computadora, realizados para cada tipo de sistema de
control, en la mayoría de ellos se puede observar en pantalla distintos parámetros como: temperatura de aceite térmico, temperatura del filtro de
mangas, temperatura de la mezcla a la salida, etc. Desde allí se pueden realizar operaciones de mando sobre todo el proceso.

Muestra de una pantalla de trabajo para una planta de tambor
Mezclador



Se puede observar la pantalla que permanece durante la
operación y en ella se incluye

Diagrama mímico animado que señala los componentes que están en
movimiento y las taras instantáneas de agregados mezcla, asfalto y
combustible.

Alarmas por valores irregulares de temperatura o ausencia de llama.Paradas por valores irregulares de temperatura o ausencia de llama.

Sistema de manejo semiautomático.

Interruptor para apagado secuencial.

En el tablero se registra:

Secuencia de arranque

Temperaturas programadas de asfalto, combustible, mezcla y gases

Temperaturas actuales de asfalto, combustible, gases y mezcla

Estado de fotoceldas

Peso de agregados secos

Toneladas consumidas de agregado seco

Toneladas producidas de mezcla

Consumo de asfalto

Consumo de combustible

Velocidad de los alimentadores

Velocidad de la bomba de asfalto

Porcentaje de apertura de la válvula de asfalto

Porcentaje de apertura del damper de el extractor

Transportador escalonado y silo de almacenamiento

El transportador escalonado, tiene como función transportar la mezcla
terminada, hacia el depósito de descarga o hacia un silo de almacenamiento, dependiendo si la planta está equipada con éste. El transportador escalonado
consiste en un rectángulo metálico, que en su interior posee una cadena
equipada con las paletas de arrastre, las que transportan la mezcla. Es
colocado de forma inclinada a 45 hasta 55 grados según sea el caso.


Los silos de almacenamiento son depósitos cilíndricos recubiertos con un
aislante térmico para mantener la temperatura de la mezcla, en algunos casos
son equipados con serpentines para recirculación de aceite térmico, su diseño
se realiza de tal forma de evitar la segregación de la mezcla. En la parte inferior están equipados de una compuerta de accionamiento por medio de cilindros
neumáticos, por mediode la cual se descarga directamente a camiones.

La utilización de los silos de almacenamiento para mezcla terminada, se
hacen necesarios por la razón de mantener una capacidad de compensación
para mantener una producción continua.

Conjunto de transportador escalonado y silo de
Almacenamiento



Se describen con más detalles los componentes, tanto del transportador escalonado como de los silos de almacenamiento para mezcla terminada. En la figura se puede observar el conjunto del transportador escalonado, con su respectivo silo de almacenamiento, la caseta de control, desde donde el operador de planta observa la posición de los camiones, para proceder a cargarlos.

MONTAJE DE LAS PLANTAS PARA MEZCLA ASFÁLTICA
EN CALIENTE

Consideraciones generales para la implementación de una planta
para mezcla asfáltica en caliente.


Para la implementación, selección del tipo de planta, ubicación y puesta en
marcha de una planta para mezcla asfáltica en caliente, deben de tomarse en
consideración: los aspectos de mercado, aspectos legales; técnicos, financieros y ambientales, principalmente. De alguna manera todos estos aspectos están relacionados unos con otros y será necesario un adecuado estudio de cada uno de ellos, para definir las relaciones entre ellos y poder obtener resultados optimizados para la toma de decisiones.

Del estudio correcto de los aspectos mencionados anteriormente, dependerá el que se eviten problemas posteriores y por ende el éxito del proyecto sobre la implementación de la planta, que por supuesto se vera reflejado en que el proyecto sea rentable.1.-Consideraciones legales

Es el conjunto de normas que se deben de cumplir para la inscripción de la
empresa y posterior autorización para operar. Dependiendo el lugar donde se
desee implementar la planta se deberán cumplir con distintos requerimientos de las autoridades respectivas, esto implicará en muchos casos pagar los
respectivos impuestos y cumplir con las leyes gubernamentales y/o
municipales.

2.-Estudio de mercado

El estudio de mercado consiste en evaluar y cuantificar la oferta y la
demanda del producto, en este caso la mezcla asfáltica, tomando en cuenta el
análisis de precio y los canales de comercialización, para poder evaluar la
capacidad de penetración del producto en el mercado. Debemos analizar a
quién venderemos nuestro producto, el precio y la cantidad promedio del
mismo.
De este estudio dependerá mucho el tipo de planta que se desee
implementar, influye significativamente en la capacidad de la misma. También
el estudio de mercado nos hace ver si es factible económicamente implementar
la planta.


3.-Estudio económico-financiero

Consiste en calcular todos los costos de implementación de la planta, desde
el transporte, montaje, operación y mantenimiento de la misma y también los
costos de los insumos utilizados en la producción de la mezcla (costos de
producción), incluyendo estos, la materia prima: cemento asfáltico y agregados
diesel, lubricantes y mano de obra, así también los gastos administrativos. Se
deber tomar en consideración la vida útil del proyecto, las fuentes de
financiamiento y las razones de rentabilidad.

4.- Estudiotécnico

Consiste en el estudio de los métodos de producción, evaluación de los
recursos destinados para la producción con que se cuenta, análisis del proceso
de producción, esto con el fin de establecer parámetros como el tipo de maquinaria y equipos a utilizar. Con esto logramos: mejorar los estándares de
calidad, reducir los costos y mejorar parámetros ambientales entre otros.

5.-Consideraciones Ambientales

Son todas las consideraciones necesarias para preservar el medioambiente,
entre las que podemos mencionar:

Realización de un estudio de Impacto ambiental que incluye:

Determinar área de influencia

Determinar impactos ambientales
Plan de seguridad para proteger el medio ambiente

Medidas de mitigación

Plan de recuperación ambiental

Planes de seguridad y salud ocupacional

En la actualidad uno de los requisitos para la autorización de un proyecto
de esta categoría, en este caso la implementación de una planta de asfalto es
el realizar un estudio de impacto ambiental. Hay que tomar en consideración
que muchos de los productos utilizados en la fabricación de la mezcla asfáltica
necesitan ser manejados adecuadamente, además por la naturaleza del
proceso se genera ruido y polvo que contaminan el ambiente. De alguna
manera es necesario justificar los impactos ambientales por la implantación de
la planta con los beneficios que traerá esta.

6.-Selección de la planta

Los aspectos que hay que evaluar para la selección de una planta
dependerá exclusivamente del criterio de la empresa constructora que la
implementará. Por lo regularun factor importante a considerar en la selección
de un planta de asfalto es la capacidad en Ton/hora, esto se hace con la
necesidad de cubrir los requerimientos de los proyectos de pavimentación que
se realizarán utilizando la mezcla que esta planta producirá, además es
importante mencionar que los costos de adquisición de una planta son elevados y es más conveniente muchas veces resolver los problemas de producción de otra forma.

7.-Ubicación de la planta

Son varios los factores que se deben tomar en cuenta para determinar la
ubicación de una planta de asfalto:

Suficiente área para los equipos fijos y móviles

Proximidad al mercado de mezcla asfáltica

Proximidad a los proyectos a realizar

Accesibilidad

Disponibilidad cercana de materias primas

Aspectos legales

Consideraciones ambientales respecto al lugar

De alguna manera se deben integrar estos factores y buscar la opción
optima para la ubicación de la planta. Hay que considerar que el área de trabajo comprende área para la planta en si, área para el apilamiento de agregados, área para el tráfico de camiones y maquinaria alimentadora de agregados, área para rampa de carga de agregados, además áreas para: taller de mecánica, laboratorio, administración, seguridad entre otras.

8.-Posicionamiento de la planta

Luego de seleccionado el lugar para el montaje de la planta, esta deberá
posicionarse de acuerdo al tráfico de los camiones, asimismo con la dirección
del viento, que prevalezca en el lugar; de preferencia la cabina de control
deberá situarse de manera que el viento arrastreel polvo lejos de ella al igual
que de los motores eléctricos de la planta.

La mayoría de plantas traen esquemas sobre el posicionamiento de todos
sus elementos principales, pero algunas veces es necesario hacer modificaciones debido a otros factores, como el área con que se cuenta para su montaje, o por la implementación de otros elementos de interés para la
compañía, como una planta productora de emulsión por ejemplo.
Los tanques de combustible y de almacenamiento de cemento asfáltico
deben situarse de tal forma que la longitud de las tuberías de alimentación sean las mínimas, y a la vez se facilite el abastecimiento de los mismos, sin que se estorbe el funcionamiento de la planta. Se debe establecer y señalizar la forma del tránsito de los camiones dentro de la planta.

Las plantas de tambor mezclador, ocupan menos lugar que las plantas
convencionales y resulta mucho más fácil colocarlas, de la forma más conveniente, máximo si se ubican en áreas urbanas o si es necesario talar
árboles en el área rural.

Vista en planta de la instalación típica de una planta de tambor
Mezclador


La gráfica anterior muestra el posicionamiento de una planta de tambor
mezclador, de tamaño y producción de proporción media (100Ton/hora), se
puede tomar una idea de las dimensiones necesarias, tomando en cuenta que
hace falta las áreas para laboratorios, administración, taller y tráfico de
camiones. En esta planta se observa que la cabina de control se ubica al lado
de las tolvas y que carece de silo de almacenamiento de mezcla terminada.


Montaje de la planta

Para el montaje delas plantas convencionales es necesaria la
utilización de grúas, y su montaje requiere de mucho tiempo, muchos de sus
componentes vienen por separado y no en conjunto, lo que hace necesario
armarlos posteriormente a su transporte.
El montaje en este tipo de plantas es
difícil y peligroso por lo que se deben tomar las medidas precautorias
necesarias. Además es necesario contar con personal altamente calificado y
con toda la herramienta necesaria.

El montaje de todos los elementos de la planta se realiza posteriormente a la
cimentación, en plantas pequeñas, por lo regular plantas de tambor, únicamente es necesario la utilización de un cargador frontal para el montaje de la planta, tomando en consideración que la mayoría de los componentes de la planta son remolques: conjunto de tolvas y tambor, tanque de cemento asfáltico y combustible, generadores eléctricos, cabina de control; En estos casos el montaje principal de estos remolques, consiste en:

Ubicarlos

Bajar el bastidor del remolque y retirar el camión

Colocar los apoyos de la planta

Anclar

Colocar todas las partes que fueron removidas para el transporte

Realizar la conexión de tuberías

Realizar las conexión Eléctricas

Estos pasos son los básicos, posteriormente se deberán realizar las
revisiones de todo el equipo, reparaciones si fuera necesario, Colocación de
dispositivos del equipo de control, calibrar y realización de pruebas.

Para las plantas más modernas e innovadoras en el mercado, el uso de
grúas para su montaje quedo en el pasado, y sus fabricantes promocionan el
montaje deestas en un tiempo mínimo, incluso de dos horas como campaña
publicitaria desde luego, pero en realidad su montaje es rápido, fácil y por lo
mismo económico; Este hecho se debe a que son diseñadas para ser móviles
en su totalidad y todos sus elementos están dispuestos en conjuntos de
remolque para camiones, y están equipadas con sistemas hidráulicos y
neumáticos para su nivelación y elevación. En algunos casos no es necesaria la realización de cimientos, únicamente un terreno plano y firme.

Una vez que se colocan en posición los camiones, las máquinas se nivelan
provisionalmente usando la suspensión neumática, los equipos de soporte se
bajan por manivela para soportar las cargas después de haber desenganchado
el camión remolcador y antes de bajar las placas de cimiento. La elevación y
nivelación finales se hacen con los gatos hidráulicos incorporados y los tornillos
elevadores. La posición de operación de casi todos los elementos de la planta
pueden ser lograda por medio de sistemas hidráulicos, y de igual forma pueden
posicionarse para su transporte. En la figura se ve la posición de operación
de un tambor mezclador, las líneas tenues son la posición antes de su montaje.

Montaje para operación de un tambor mezclador




Desmontaje y transporte de plantas para mezcla asfáltica en caliente

En la actualidad la mayoría de plantas son totalmente móviles, esto hace
que las tareas de montaje y su posterior desmontaje sea más fácil y rápido;
éste hecho se debe a que las plantas, por la naturaleza del proceso de
producción de mezcla asfáltica en caliente no puedenestar demasiado alejadas de los proyectos donde se utilizará la mezcla, hay que mencionar que la mezcla deberá ser compactada dentro de los límites técnicos permitidos de
temperatura.

Por esta razón, se debe optimizar las tareas de montaje, donde se
pretende realizar instalaciones seguras para la buena operación de la planta
pero que tampoco representen grandes inversiones en las mismas; una planta
puede permanecer de uno hasta diez años según sea el caso en un mismo
lugar, pero también pueden ser algunos meses, también hay que tomar en
cuenta la capacidad y el tipo de planta, por lo general las plantas intermitentes
son estacionarias.

El desmontaje se realiza iniciando con los elementos más sencillos de la
planta, o que sirvan de unión entre los componentes de mayor tamaño, como
bombas, tuberías, ductos, etc. Se recomienda hacer la respectiva limpieza a
todos los componentes de la planta, no así la aplicación de pintura, puesto que
en el desmontaje, transporte y nuevamente el montaje esta podría dañarse.

Hay elementos de la planta que requieren cierto cuidado en el desmontaje y
transporte, como lo son los elementos del sistema de control, entre estas las
células de pesaje, sensores, electrovalvulas, que de preferencia se deberán
retirar de los equipos antes de desmontar y transportar estos.

Las tareas tanto de montaje como de desmontaje suelen ser trabajos que
presentan cierto tipo de riegos, se recomienda utilizar el equipo adecuado así
como la intervención de personal calificado para dichas tareas.
La mayoría de plantas, en la actualidad vienen compuestaspor un conjunto de remolques, cada remolque es por lo regular es un sistema completo que integra la planta. Por ejemplo el conjunto de tambor secador-mezclador, equipado con su quemador, y la salida de mezcla viene en muchas plantas en un solo remolque, al igual sucede con el sistema de alimentación de agregados
en frío, el conjunto de tolvas constituyen otro remolque. Es necesario previo al
traslado de los remolques una inspección general del estado de los mismos
principalmente de:

Sistema de frenos

Sistema de suspensión

Estado del pin master

Otra condición que se recomienda revisar es la condición y tipo de quinta
rueda que posee el camión, hay que recordar que la quinta rueda y el pin
master es el punto de unión entre el tractocamión y el remolque si esta
conexión no tiene la suficiente capacidad se pone en riesgo la vida de muchas
personas y además el costo a pagar por los daños que ocasionaría el
accidente. Existen en el mercado quintas ruedas diseñadas para sistemas de
remolques rígidos, como lo son tolvas, o tanques, que brindan mayor seguridad
y estabilidad en el transporte.

Por último, hay que considerar para el transporte de la planta las condiciones de la ruta previamente elegida, ésta se elige tomando en cuenta lo
siguiente:

Los tipos de vías de acceso al lugar

Horas de menor tráfico en determinados tramos

Legislación sobre transporte pesado, en zonas urbanas

Altura de estructura de puentes

Capacidad portante de puentes

Se recomienda para el traslado de los remolques, hacerlo independientemente, uno a uno, con estose evitará se hagan largas filas de vehículos, y con los que ocupan gran parte del ancho de la vía, además de colocar elementos de precaución, se recomienda que los acompañen dos vehículos equipados con sistemas de precaución (luces, sonido) para evitar cualquier percance. Por último, se recomienda que los operadores de los camiones sean pilotos de experiencia comprobada.

OPERACIÓN DE LAS PLANTAS PARA MEZCLA ASFÁLTICA
EN CALIENTE

Proceso de producción de mezcla asfáltica en caliente

El principal objetivo de las plantas de asfalto, en el proceso de producción
de mezcla asfáltica en caliente, es la dosificación exacta de los agregados
pétreos y la del cemento asfáltico, según el método de diseño de la mezcla y el
tipo en sí de ésta. Posteriormente se deberá controlar el proceso de secadomezclado, que difiere según el tipo de planta y es donde se consideran la temperatura y humedad de los agregados; así como la temperatura del
cemento asfáltico.

Como se mencionó en secciones anteriores en las plantas continuas
convencionales, como en las plantas de bachada, el proceso de secado y
mezclado se da de manera totalmente independiente, por el contrario en las
plantas de tambor secador-mezclador es un proceso continuo, lo que ha hecho
de que las plantas de tambor mezclador, sean más versátiles y eficientes.
En la actualidad la producción en plantas de tambor secador-mezclador ha
logrado llegar hasta 600 Ton/hora, con la ayuda de la implementación del
sistema de compensación y almacenamiento, se puede producir diferentes
volúmenes de mezcla. Las plantas de tamborsecador-mezclador pueden
producir todos los diferentes tipos de mezcla sin ningún inconveniente.
En la
actualidad la mayoría de las plantas más modernas son del tipo tambor
secador-mezclador, por esta razón en las secciones siguientes se hará mayor
énfasis en la operación de estas.

Hay que tomar en consideración que previo a la producción en cualquier
tipo de planta se deben seguir ciertos lineamientos generales según sea el
caso:

Revisión general de la planta

Establecimiento de tipo de mezcla a producir

Análisis de los agregados

Análisis de cemento asfáltico

Calibraje de la planta

Revisión de suministros de materia prima

Revisión de suministros de operación de la planta (combustible, gas,
lubricantes).

Disponibilidad de operarios

Consumo de la mezcla

Producción en plantas continuas de tambor secador-mezclador

Al igual que en las plantas intermitentes el proceso de producción de
mezcla asfáltica en caliente en las plantas de tambor secador-mezclador da
inicio cuando la máquina de carga, por lo regular un cargador frontal llena
inicialmente las tolvas del sistema dosificador de agregados, cada tolva es
llenada con un solo tipo de agregado, esto según sea el tipo de mezcla a
producir, y posterior al análisis granulométrico de los mismos.

Posteriormente, se revisa la temperatura del cemento asfáltico y se
procede al arranque en la secuencia determinada, según el manual del
fabricante de la planta, las bandas transportadoras de cada una de las tolvas
empieza a acarrear cada uno de los agregados a la banda colectora, cada una
delas bandas está equipada con una célula de carga, las que se encargan de
monitorear automáticamente el peso de cada uno de los agregados, este
sistema de control hace las correcciones necesarias para la dosificación de
cada uno de los agregados, variando la velocidad de cada uno de los motores
que acciona el bandas transportadoras, cumpliendo de esta manera la correcta dosificación de cada uno de los agregados.

En la banda colectora, a medida que pasa cargada sobre una célula de
pesaje, el peso es registrado en toneladas hora, y una lectura es normalmente
corregida para dar cuenta de la humedad en el agregado, puesto que los datos
del agregado seco son utilizados en laboratorio para establecer el porcentaje de cemento asfáltico que requiere la mezcla, además, por medio de la lectura
mostrada por el pesaje en la banda colectora se puede apreciar cualquier
variación en la alimentación de las tolvas.

En la actualidad los sistemas de control de las plantas de tambor mezclador pueden hacer correcciones de dosificación de agregados, variando la velocidad de las bandas y/o controlando el flujo de cemento asfáltico hacia la parte de mezclado.

Posteriormente a la dosificación de los agregados, estos son depositados
en el tambor secador-mezclador, que podría decirse es el corazón de la planta
en éste los agregados son inicialmente secados, retirándose así la humedad,
por lo regular no mayor al 5%; Luego son calentados para proseguir, siempre
dentro del mismo tambor a su mezclado con el cemento asfáltico de manera
continua. Estas acciones se consiguen gracias al movimientogiratorio del
tambor. Por último la mezcla es elevada por el trasportador escalonado hacia
un depósito el cual abre y cierra con determinada frecuencia para evitar la
segregación, dependiendo de la velocidad de producción; en otros casos se
cuenta con el sistema de compensación y almacenaje de mezcla; previo a la
descarga hacia los camiones. La temperatura de la mezcla es monitoreada a
través de sensores de temperatura ubicados en la salida del tambor, esta debe
estar dentro de los límites establecidos.

Hay que mencionar que el sistema de secado se hace posible gracias a la
accion del quemador en el extremo superior del tambor secador-mezclador; En
el extremo inferior del tambor secador-mezclador se encuentra el sistema de
extracción de polvos, ya sea de vía seca o vía húmeda, los cuales retiran las
partículas finas del tambor y las atrapan para evitar la contaminación. En las
siguientes secciones de este capitulo se detallará el funcionamiento y
operación de los principales sistemas de las plantas de tambor secadormezclador.
Sistema de secado y mezclado

Para las plantas de tambor, luego de la dosificación el tambor es el corazón
del proceso, el tambor secador mezclador tiene la finalidad de secar los
agregados proveniente de los silos dosificadores y mezclarlos al ligante
asfáltico. El secador es proyectado para trabajar en las condiciones de media
humedad, hasta 5% en los agregados.
El nivel de humedad sobre este valor
reducirá el rendimiento de la planta, siendo necesario aumentar el consumo de
combustible del quemador, para mantener la misma producción de cadahora.

Tambor secador-mezclador

En la primera sección interior están dispuestas una serie de tablillas que
hacen que los agregados sean elevados y caigan obligatoriamente a través del
flujo de gases calientes provenientes del fuego del quemador. Esta manera
logra su función de quitar la humedad de los agregados, así como calentarlos
hasta la temperatura especificada para la última mezcla.

En su segunda sección, la inyección del cemento asfáltico o ligante es
hecho por la bomba de engranajes en cantidad ordenada por el
microprocesador que controla la dosificación. En esta sección las tablillas están
dispuestas de forma que se pueda hacer la mezcla de los agregados con el
cemento asfáltico, así como retener una porción importante del particulado que
está arrastrándose por el sistema del extractor, con los gases calientes
provenientes del quemador.

Divisiones del tambor

El secador puede separarse en 2 zonas principales que son

A - Zona de secado

B - Zona de mezcla

A.-Zona de secado

Es el área del secador - equivalente a 2/3 de la longitud del tambor dónde el
quemador ejerce 2 funciones básicas:

1. Quitar la humedad del agregado

2. Aumentar la temperatura del agregado, hasta el máximo requerido por el tipo
de mezcla a producir.

Por ejemplo, en algunas regiones es regla que La diferencia de
temperatura entre el cemento asfáltico y los agregados, al alcanzar la zona de
la mezcla, no puede ser superior a 15 °C y la temperatura de la masa, en la
salida del mezclador, no puede ser superior a 177 °C.


Vista interior del tambor lado de entrada4. Tablillas de secado
5.
y 6. Tablillas especiales, tiradores

La zona de secado también incluye la zona de la combustión, equipada
con tablillas especiales, estas tablillas, llamadas “los tiradores”, empujan el
material que entra en el secador hasta el punto de secaje, impidiendo que el
material se levante dentro del silo y se caiga delante del fuego o dentro del área de combustión.

Esta área posee una longitud de 1.5 m. en la dirección longitudinal del
tambor. La función básica de las tablillas del secador en esta área es separar al
máximo los agregados causando el efecto cascada, separando el material más
fino del agregado grueso. Con esto, se transmite mayor energía térmica y
crece el rendimiento del sistema.

Zona mezcla

Esta área empieza al final del área de secado y va al punto dónde la barra
esparcidora de asfalto y filler consiguen alcanzarse. Por esta razón la longitud
de las barras nunca debe alterarse porque afectará la longitud del área de
secado.

Vista interior del tambor lado de salida


1,2 y 3 Tablillas de fin de mezclado


La inclinación del tambor respecto a la horizontal es aproximadamente de
5° dependiendo el modelo y/o diseño de la planta, la velocidad de giro del
tambor es constante, y la longitud de cada área, incluyendo también el diseño
de las tablillas puede variar de un fabricante a otro, pero siguen la misma
función. En la siguiente figura se muestra las longitudes de las distintas zonas
de un sistema clásico en un tambor secador-mezclador.

Funcionamiento del transportador escalonado y silo de
AlmacenamientoEl ascensor escalonado es el encargado de elevar la mezcla asfáltica
producida en el tambor secador-mezclador hasta una altura considerable para
que sea cargada por los camiones. En las plantas pequeñas de tambor
secador-mezclador el transportador escalonado no posee un silo de
almacenaje, únicamente posee en su extremo superior un depósito, que tiene
una compuerta, que abre y cierra de acuerdo a la producción de la planta, esto
con el fin de evitar la segregación de la mezcla. A continuación se describen
los componentes del transportador escalonado, sin silo de almacenamiento.

Silo de masa: Localizado en la punta del ascensor de masa, este silo
acumulador tiene el propósito de evitar la segregación de la masa asfáltica. La
segregación se debe la altura de descarga del silo en el cubo del camino que
provoca la separación de los agregados de granulometría más grande de la de
los finos. Para evitar que esto suceda, el silo guarda cantidades más grandes
de masa lista y la libera para el cubo del camión.
El sistema de apertura y cierre de la compuerta está bien sincronizado y
controlado a través de dos temporizadores
T1 = Controla el tiempo de cierre de la compuerta, en otros términos, la cantidad de segundos que esta se queda cerrada, mientras se llena el silo.

T2= Controla el tiempo, en segundos, en que la compuerta permanece abierta
para la descarga de la masa.

La masa asfáltica se transporta en el fondo de las tablillas y posee un fondo
compuesto por planchas reemplazables en hierro fundido resistente a la
abrasión.

Por ser un transportador de masalista el propio asfalto (CA) incorporado
en la masa sirve de lubricante al sistema de arrastre, garantizando así la
durabilidad de las planchas que cubren a las tablillas. (o chapa de desgaste). El
ascensor trabaja por el motor eléctrico con la transmisión por las correas en
“V” al reductor de velocidad acoplado directamente al eje superior.

1. Compuerta de la entrada

2. Motor

3.
Reductor y eje de la cadena (superior

4. Tablillas

5.
Eje-guía y estirador (inferior

6. Silo de masa

7.
Compuerta de Descarga

8. Cilindro neumático de la compuerta

9.
Lugar donde del sensor de temperatura de la masa asfáltica se instala.

10. El punto de salida de la masa en caso de que el tiempo de cerrar de la compuerta sea insuficiente.

11. Estirador de la cadena de tablillas

Transportador escalonado sin silo de almacenaje




























RESUMEN

Las “Plantas de Asfalto” son el conjunto de elementos, dispositivos,
mecanismos, equipos y sistemas dispuestos de tal manera para producir
mezcla asfáltica en caliente. La mezcla asfáltica en caliente, es la capa de
superficie para pavimentos constituida de agregados pétreos mezclados con
material bituminoso, en planta central y en caliente. Puede ser de textura
abierta o cerrada según las características de graduación de los agregados
pétreos.
Las mezclas asfálticas en caliente están constituidas por cemento
asfáltico y agregados pétreos.
Los agregados pétreos se dividen en: gruesos
finos y rellenos minerales; el cemento asfáltico es un ligante denso que se
emplea en lapreparación de las mezclas y necesita calentarse para obtener
fluidez.

El principio básico de las plantas para mezcla asfáltica en caliente es la
dosificación exacta de los agregados, regularmente por peso, al igual la
dosificación del cemento asfáltico. Las plantas de asfalto pueden clasificarse de
acuerdo a: forma de producción, su capacidad de producción y de acuerdo a su
movilidad. Por su forma de producción, se dividen en continuas convencionales y de tambor secador-mezclador) e intermitentes (de bachada). Según su capacidad de producción, ésta se da en Toneladas por hora y de acuerdo a su movilidad en portátiles y estacionarias.

Las plantas continuas como su nombre lo indica, producen de manera
continua, en las de tambor secador-mezclador el proceso de secado y
mezclado se realiza conjuntamente en el tambor, no así en las convencionales
donde los materiales son previamente secados antes de ser mezclados. Las intermitentes producen por bachada; los agregados son secados y
posteriormente son mezclados con el cemento asfáltico en un recipiente
(mezclador), después la mezcla es vertida al camión.

Muchos de los elementos que componen las plantas de asfalto son
similares en su concepción, no importando el tipo de plata, las variantes se dan
en los elementos que se utilizan en el secado y mezclado y en la forma de estos procesos, otra variante es el equipo utilizado en la recolección de polvos.
Para la implementación y posterior montaje de una planta debe tomarse en
cuenta: las consideraciones legales, mercado, estudio económico-financiero
estudio técnico y lasconsideraciones ambientales. Esto con el fin de lograr la
correcta selección y ubicación de la planta. El montaje debe realizarse de
forma planificada tomando en consideración las medidas de seguridad industrial necesarias.


En la actualidad, las plantas de mayor uso son del tipo de Tambor secador-mezclador, se ha logrado llegar a producir hasta 600 ton/hora pudiendo producir todos los diferentes tipos de mezcla y volúmenes. El proceso de producción de mezcla inicia con la correcta dosificación de los agregados en
frío, posteriormente son secados y elevados hasta los silos de material cribado
en caliente para luego ser depositados en el mezclador, para conformarse la
mezcla, luego ésta es vertida al camión o al transportador escalonado. Si la
planta es de tambor secador-mezclador, el secado se realiza en la primera
sección del tambor, éste cuenta con un quemador en el extremo de entrada y
por la acción de las tablillas y el giro de éste, los agregados son secados, en la
segunda sección y por el mismo efecto, son mezclados con el cemento asfáltico. Los sistemas de control cada día son más sofisticados, controlan la
dosificación de los agregados y la del cemento asfáltico. Además monitorean
las temperaturas de mezclado y del filtro de mangas, si se cuenta con este tipo
de colector de polvo, la cantidad de humedad de los agregados, la cantidad de
producción de mezcla en ton / hora parcial y total y la temperatura final de
salida de la mezcla.

La implementación del mantenimiento predictivo como proceso nos lleva a
la necesidad de actividades propias del proceso, como:monitoreo de condición, análisis predictivo; además de integrar los mantenimientos, preventivo, correctivo y por avería. Las consideraciones respecto al personal tanto de mantenimiento como de operación son necesarias, entre las que destacan: frentes de mantenimiento y capacitación de personal.
Por último, hay que tomar en cuenta, el hecho de que toda actividad humana, conlleva a que se den impactos ambientales benéficos como dañinos.
La contaminación ambiental, es cualquier deterioro de la calidad ambiental este
o no presente algún riesgo para la salud pública. Por la naturaleza del proceso
de producción de mezcla asfáltica en caliente, son considerables los impactos
ambientales, debiendo identificar el área de influencia, daños a los recursos
ambientales, para establecer las medidas de mitigación sobre la ubicación de la
planta, inicialmente, y pensar en la recuperación ambiental. Durante la
operación de la planta será necesario respetar los procedimientos: manejo de
desechos, control de la contaminación de agua, vibraciones, olores, contaminación visual, ruido, polvo y emanación de gases, como mínimo, y
establecer un plan de contingencias y medidas de mitigación. La seguridad y
salud ocupacional nos lleva a evaluar los riesgos en la operación de la planta y
seguir procedimientos importantes como: manejo de derivados del petróleo, manejo de altos voltajes, manipulación de gases, manejo de herramienta y
equipo, tránsito dentro de la planta, entre otros; esto con el fin de preservar la
salud y seguridad de los trabajadores.





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