Shell Thiopave Technology

Report
Mezclas Tibias
Modificadas con
Azufre
Ing. Mario Roberto Jair
Gary L. Fitts, PE
Contenido
 Introducción
 Antecedentes sobre el uso de azufre
en mezclas asfálticas
 La tecnología Shell Thiopave
 Conclusiones
Introducción



Cada vez resulta más importante el desbloqueo del potencial
económico de los hidrocarburos “no convencionales” y su
transformación en productos que puedan formar parte de
una propuesta 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
Introducción (II)
Concreto de azufre
 Más rápido tiempo de curado: horas no días
 No necesita agua.
Fertilizantes mejorados con azufre
 Pruebas de campo muestran mejora en el
rinde de las cosechas en suelos sensibles al
azufre
 Potencial para soportar aumento de la
producción de alimentos y bio fuels.
 Mayor crecimiento de los cultivos pueden
aumentar el secuestro de CO2
Mezclas asfálticas mejoradas con azufre
 Reduce las temperaturas de producción y
colocación de mezclas=ahorro energía y
menor carbon footprint
 El azufre reemplaza entre el 10 y el 20% del
asfalto en la mezclas
 Ayuda a extender la vida útil o reducir
espesores
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.
% Sulphur in binder (% weight)
60
50
Crystalline (%w)
Dissolved (%w)
40
30
20
10
0
10
20
30
Sulphur added (% weight)
40
50
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.
Antecedentes(III)
Las tecnologías de mezclas asfálticas “tibias” (Warm Mix Asphalt,
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 Thiopave es 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.
Shell Thiopave Technology

Shell Thiopave es una tecnología basada en
azufre peletizado que se agrega directamente
en la mezcla asfáltica

Reemplaza hasta el 25% (volumétricamente)
del ligante presente en cualquier tipo de
mezcla

Se disuelve rápidamente en la mezcla para
formar parte del ligante

Mejora significativamente la performance de
la mezcla, permitiendo disminuciones de
temperaturas en los procesos de fabricación
y colocación
Shell Thiopave: su uso
Los pellets de Shell Thiopave son agregados a la
mezcla después que el asfalto ha sido incorporado
Agregado
Secado
Puede variar su
apariencia dependiendo
de su formulación y
aplicación
Mezclado
Transporte
125-140°C
>120°C
Ext.
Compactación
(1ra pasada)
>110°C
Se agrega en la mezcla como un
pellet y se funde para formar parte
del ligante
(siendo líquido por encima de los
120°C)
Shell Thiopave Technology
Diseño de mezclas asfálticas mejoradas con azufre
Beneficios potenciales
> Rigidez
Shell
Bitumen
+
Thiopave
< Rutting
> Resistencia
al fuel
80%
+
20%
60%
+
40%
Radios Típicos
(% en masa de ligante)
Porcentajes se ajustan en función lde las propiedades buscadas
en la mezcla
Shell Thiopave Technology
Beneficios de las mezclas mejoradas con azufre vs.
las mezclas convencionales
 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
> Resistencia al rutting
APA Wheel Rutting (después de 8000 pasadas a 64°C)
Mezcla con agregados
redondeados
Ligante
convencional
Con
Shell Thiopave
Con agregados triturados
Ligante
convencional
Con
Shell Thiopave
> Resistencia al Fuel
Pérdida de masa después de
inmersión en jet fuel
Proyectos Shell Thiopave
(NA)
Proyectos Shell Thiopave
(China)
Proyectos Shell Thiopave
(Europe, ME, India)
Conclusiones
 Shell ha desarrollado diferentes y avanzadas tecnologías que
utilizan al azufre como un componente base para ser usado a
gran escala, demostrando una mejor performance a través de
diferentes tramos de prueba realizados (>110 en el caso de
Shell Thiopave alrededor del mundo)
 Las
mezclas asfálticas modificadas con azufre tienen
propiedades mecánicas mejoradas y permitiendo cumplir las
más altas exigencias y sugierendo ser una alternativa
conveniente a considerar, particularmente en aquelllas
regiones donde la oferta de asfalto es limitada
 Shell
Thiopave ha sido incluído en la lista de tecnologías
WMA de la FHWA y la NCAT.
Por información adicional ver nuestra website
http://www.shell.com/global/products-services/solutions-for-businesses/sulphur/yourneeds/products/in-roads.html
o contacte a [email protected]
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