Introducción
En el mundo se produce un poco más de un kilo de residuos por persona/día, lo que significa millones de toneladas diarias de basura domiciliaria que se descomponen, emiten gases de efecto invernadero a la atmósfera y contaminan las napas subterráneas; son, además, un criadero de vectores infecciosos, de malos olores y pasivos ambientales, todo lo cual convierte a los residuos sólidos domiciliarios (RSD) en el segundo problema ambiental del mundo.
En el 2006 la empresa Tratamiento y Gestión de Residuos Ltda (Tryger), desarrolló(1)y patentó (2) una tecnología para el tratamiento industrial de estos residuos (TI/RSD) que los inertiza física, química y biológicamente, transformándolos en un producto inerte e inocuo: drux.
Resuelto el tema de los RSD se ha continuado investigando (I+D) sobre usos alternativos para el drux entendiendolo como un nuevo producto disponible en el mercado (3). Es necesario tener en cuenta que su producción es masiva porque si bien reduce en un 50% los RSD totales, se sigue obteniendo de un volumen muy masivo de estos.
Las investigaciones deben abarcar distintas alternativas de uso para que en su conjunto, dado el volumen masivo de residuos, puedan asegurar un reciclaje perfecto y total de la basura domiciliaria cumpliendo así con el principio básico de una economía circular.
Se optó por investigar primero la construcción de carreteras que por sus dimensiones implican grandes volúmenes. Según estudios realizados por la Dirección de Vialidad, Chile tiene 82 mil kilómetros de red vial y solo un 21% es de asfalto, esto es 17.220 km de asfaltos. En Estados unidos el 94% de los caminos ocupan este tipo de material y en la Unión Europea el 90%.
Investigación
El objetivo de esta investigación es estudiar la factibilidad de incorporar drux en la composición del asfalto en reemplazo del árido polvo de roca. Se desechó el concreto porque no se comporta bien con grandes masas higroscópicas.
Se estableció contacto con el Laboratorio Nacional de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas (LNV/MOP) de Chile. A partir de una serie de reuniones previas, el director del LNV/MOP propuso hacer los ensayos en las condiciones más adversas posibles, esto es, con el máximo de materia orgánica dentro del rango de variabilidad de los RSD de Chile: 60% de materia orgánica total.
Se preparó una muestra de drux en la Planta Piloto de Villarrica a partir de basura recolectada por los camiones un día lunes. Un análisis grueso de estos residuos arrojo la siguiente composición de la muestra recolectada.
A estos 56,25 kg se agregaron 5,5 kg de mezcla de aditivos después de su molienda durante 1 hora y 12 minutos, obteniéndose después de secado un drux fino y seco, obtenido a partir de los RSD indicados en la Tabla 1. El drux seco se envaso en tinetas plásticas de 25 lts y se envió al LNV/MOP para ser utilizado en los ensayes.
Imagen 1 Drux seco producido en la Planta Piloto de Villarrica
El estudio se desarrolló en las dependencias del Laboratorio Nacional de Vialidad del Ministerio de Obras Publicas de Chile(LNV/MOP) en el año 2014.
Para realizar el estudio, se utilizó una mezcla asfáltica en caliente del diseño de carpeta de rodadura ya conocida y validada por el LNV/MOP, la que se denomina en este informe como mezcla patrón, la cual cumple con la banda granulométrica IV-A-12 establecida en la tabla 5.408.201.F del Manual de Carreteras Volumen 5.
La composición de la mezcla patrón, se indica a continuación en la Tabla N° 2
Basándose en el diseño de la mezcla patrón, se estudiaron los porcentajes de incorporación del subproducto drux elaborado a partir de basura domiciliaria (RSD) con 60% de materia orgánica; en un 0, 5, 7, 10, 12, 15, 18 y 20% con respecto al peso del árido. Este procedimiento empleado se realizó para que la mezcla resultante (áridos + drux) cumpla con la banda granulométrica IV-A-12, la cual corresponde a una granulometría semidensa establecida en la tabla 5.408.201.F del Manual de Carreteras Volumen 5.
Se confeccionó una mezcla asfáltica en caliente, en el cual los porcentajes incorporados de drux fueron reemplazando al árido Polvo de Roca.
A las probetas Marshall preparadas con crecientes porcentajes de drux elaborado a partir de basura domiciliaria (RSD) con 60% de materia orgánica, se le realizaron los siguientes ensayos: Densidad, Fluidez y Estabilidad además de la Medición de Módulo de Rigidez (Mpa), de acuerdo a Norma UNE - EN, 12697-26, Anexo C a las temperaturas de ensayes de 15ºC y 25º C .
El análisis de cada porcentaje de drux, se hizo mediante la confección de tres probetas por punto.
Como la densidad del drux es baja, su comportamiento en la mezcla dependerá de su porcentaje de incorporación del material. A mayor incorporación de drux, es menor la densidad en la mezcla.
Resultados
Según el resultado de este estudio, en mezcla asfáltica se acepta como máximo un 10% de basura procesada (Drux, elaborado con un 60% de materia orgánica) sin alterar sus propiedades mecánicas. Se cumple así con las especificaciones de la tabla 5.408.203.A del Manual de Carreteras Volumen 5 para ser utilizada como una carpeta de rodadura.
En términos de volúmenes, para la capa de rodado de un pavimento de carretera de asfalto, 2 carriles, 7 metros de ancho, 6 cm. espesor y 1 km de largo, es necesario utilizar 420 metros cúbicos de mezcla asfáltica caliente, cuyo peso es de 630 toneladas. Luego se necesitan 63 toneladas de drux por cada km solo para la capa de rodado en una carretera de dos carriles.
Teniendo presente que producir 63 ton de drux requiere procesar un poco mas de 100 ton de basura y que esta cantidad total es la que se produce al día en una ciudad de aproximadamente 50.000 habitantes, se concluye que 1 km de capa de rodado de un pavimento asfaltico vial es capaz de absorber toda la basura generada en un día por una ciudad de ese tamaño.
No obstante, estos favorables resultados obtenidos en laboratorio, se continuarán realizando ensayos para medir el comportamiento mecánico de la mezcla con respecto a la mezcla patrón, vale decir ensayos de fatiga, ahuellamiento y sensibilidad al agua (TSR).
El estudio terminará con la realización de un tramo de prueba en un contrato de construcción de carreteras de asfalto, que permita conocer en terreno el comportamiento de estas mezclas en el transcurso del tiempo.
Conclusión
La construcción de pavimentos de asfalto elaborados con un 10% de drux, constituye un reciclaje perfecto, como postula la economía circular, puesto que se reincorpora a la ciudad la totalidad de sus RSD sin necesidad de segregar ningún tipo de residuo.
La incorporación de basura procesada que contiene un alto grado de material orgánico, drux, a mezclas asfálticas, es un gran avance para la protección del medio ambiente pues significa disminuir botaderos, aportando a la construcción de caminos y generando pavimentos sustentables.
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