Revalorización de NFU para solucionesRevalorización de …life2010-recytrack.com/docs/Workshop_materiales.pdf · - Capacidad de atenuación de vibraciones apropiada pero inferior

Revalorización de NFU para solucionesRevalorización de NFU para solucionesRevalorización de NFU para soluciones Revalorización de NFU para soluciones de superestructura orientadas a la de superestructura orientadas a la pp

reducción de vibracionesreducción de vibraciones

Joan CardonaJoan Cardona

.... visión transversal

Joan CardonaJoan CardonaDirector Técnico de AV Ingenieros

Introducción

NFU = Neumáticos Fuera de Uso

¿Por qué el uso de NFU?

-Residuo importante en sociedades desarrolladas, por la elevada dependencia del automóvil

-Residuo no degradable

-RD 1481/2001: no se admiten en vertederos los NFU enteros a partir de Julio de 2003 ni los NFU troceados a partir de Julio de 2006los NFU troceados a partir de Julio de 2006

-RD 1619/2005 sobre la gestión de los NFU

Revalorización de NFUs


Introducción

Aunque aquí se tratará la aplicación de NFU al sector ferroviario, existen gran variedad de aplicaciones:

-Campos de fútbol, pavimentos de seguridad, arrecifes artificiales, rellenos ligeros de terraplenes, aislamiento térmico, capas drenantes (vertederos)…

Algunos proyectos de investigación recientes:

-NEW JERSEY: mejora de la absorción de impactos en barreras de seguridad Jersey

-WOODRUB: desarrollo de materiales de construcción a base de madera + NFU

-ROADTIRE o POLYMIX: desarrollo de asfaltos porosos

-ECOVIA: desarrollo de guarda-raíles, divisoras de carriles y otros elementos para carreteras


Introducción

Uso de NFU en el ámbito ferroviario

Los nuevos productos a base de NFU se desarrollan en base a dos filosofías:

1. Neumáticos enteros:

Se utiliza la tecnología de deconstrucción para extraer las 3 capas que forman el neumático.

P d t fi l fProducto final = forma + espesor

Material generalmente más rígido que neumático triturado.

2. Neumáticos triturados + resina:

El áti t it bt l t ñ dEl neumático se tritura para obtener el tamaño de grano requerido y se le añade resina para formar el producto final.

Material con mayor espectro de propiedades elásticas.


y p p p

Introducción

En general, los productos de revalorización de NFU deberán tener en cuenta:

Identificar los requisitos legales y normas que regulan las especificaciones y sus usos- Identificar los requisitos legales y normas que regulan las especificaciones y sus usos.

-Caracterización funcional del elastómero conformado.

Atenuación de vibraciones y también requerimientos mecánicos, y q ,eléctricos, térmicos, de heladicidad, de absorción de agua, de fatiga o de resistencia al fuego establecidos para su uso.

En el caso de productos a base neumático triturado + resina:

-Selección de la dosificación de materiales para obtener las propiedades mecánicas, vibratorias y otras que se requieran.

Variabilidad de propiedades en función de la dosificación

Propiedades “contrapuestas”


p p

NFU aplicados a soluciones de vía

* Sólo en algunos tipos de fijación

Encamisado para carril embebido

Placas de asientoPlacas elásticas*

Encamisado para carril embebido

Suelas bajo traviesa (USP)

Mantas bajo balasto

- Apoyos discretos sobre pads

Sistemas de losa flotante:

Fuente: Getzner

Mantas bajo balasto (UBM)

- Apoyos continuos sobre bandas

- Apoyo en superficie completa (manta)


Fuente: Getzner


Placas de asiento

- No precisan de elevados requerimientos de atenuación de vibraciones

- Por lo que se pueden utilizar NFU sin triturarPor lo que se pueden utilizar NFU sin triturar

Ejemplo: www.gomavial.comj p g



Carril embebido (vía en placa)

- Mayores requerimientos de atenuación de vibraciones, por lo que se utiliza NFU triturado + resina.

- También se consigue una reducción de la emisión sonora debido al contacto rueda-carrilTambién se consigue una reducción de la emisión sonora debido al contacto rueda carril.

- Aislamiento eléctrico del carril

- Mejora de la interficie carril-pavimentoj p

Ejemplo: www.eco-track.net



Mantas bajo balasto (vía balastada)

- Por su ubicación presentan gran capacidad de atenuación de vibraciones, ya que la masa del paquete de vía permite bajar la frecuencia natural del sistema.

- Utilizar NFU triturado + resina, combinando dosificación.

- Mejoran la distribución de cargas, disminuyendo las tensiones en balasto y base de cimentación, la calidad, durabilidad y estabilidad de la vía.

- Se reducen las labores de mantenimiento, por lo que se mejora el coste de ciclo de vida de la víase mejora el coste de ciclo de vida de la vía

Ejemplo: http://life2010-recytrack.comj p p y



Bloques aislados (vía en placa)

- Alternativa a la manta bajo balasto en caso de vías en placa.

- Capacidad de atenuación de vibraciones apropiada pero inferior a la losa flotante ya que la masaCapacidad de atenuación de vibraciones apropiada pero inferior a la losa flotante, ya que la masa del sistema es la del bloque de hormigón que actúa como traviesa.

- Utilizar NFU triturado + resina, combinando dosificación.

-Elevado aislamiento eléctrico del carril.

-Buena transitabilidad (obstructions-free system)

- Ojo con el desplazamiento lateral del carril dosificación

Ejemplo: http://life2010-recytrack.com


Proyecto RECYTRACK

Características principales del proyecto:

Proyecto cofinanciado por la Comisión Europea a través del programa LIFE+ 2010- Proyecto cofinanciado por la Comisión Europea a través del programa LIFE+ 2010

- Objetivo: Desarrollo de un material elastomérico a base de NFU para su aplicación en la superestructura ferroviaria con el objetivo de reducir la emisión de

PROYECTO

vibraciones debido al tráfico de trenes.

Demostrar la viabilidad técnica y económica.PROYECTO RECYTRACK

LIFE 10 ENV/ES/000514- Duración: Octubre 2011 a Marzo 2015

- Presupuesto: 1.583.981 €

Beneficiario Coordinador : Beneficiarios Asociados:

- Financiación C.E.: 45,97%

Beneficiario Coordinador : Beneficiarios Asociados:


Proyecto RECYTRACK

Estructura del proyecto:

A1. Definición requerimientos requerimientos

técnicos

A2. Diseño de soluciones

elastoméricasA4.

Implementación en vía real

A5. Caracterización vibratoria en vía

real

A3. Prototipos

en vía real

real


Proyecto RECYTRACK

Características principales del material elastomérico desarrollado:

- Uso de NFU granulado

- Granulometría: de 2 mm a 4 mm

- Resina de poliuretano como ligante

- Dosificación de la resina: 6-12 %Características principales de la resina

Características del material elastomérico

Características del material elastomérico


Proyecto RECYTRACK

Desarrollo de una herramienta de predicción de la atenuación de vibraciones

- Modelo analítico de vehículo-superestructura-terreno

- Considera masas y rigideces del vehículo, carriles, sujeciones, traviesas, balasto, terreno, ...

- Modelo de parámetros distribuidos donde las fijaciones se caracterizan como muelles verticales, las traviesas como masas, el balasto como un muelle vertical y una masa constante y el terreno se considera homogéneo.


Proyecto RECYTRACK

Desarrollo de nueva metodología para caracterización dinámica a alta frecuencia

L d t d t d d l d l i l 1 80 H- Los datos de entrada del modelo son necesarios en el rango 1-80 Hz

- Pero los protocolos de caracterización dinámica de materiales sólo consideran el rango 1-30 Hz

Metodología basada en medida de aceleración y obtención de los parámetros de interés por ajuste de los loops de histéresis teórico y experimental

9 kN de fuerza estática + 500 N de fuerza dinámica


Proyecto RECYTRACK

Resultados del modelo predictivo

Ni l d ib ió l i t d l t- Nivel de vibración en cualquier punto del terreno

- Atenuación de vibraciones (IL) de un material elastomérico colocado en la superestructura

Ventaja: posibilidad de redefinición del material elastomérico en caso de no cumplir con los objetivos de atenuación planteados, antes de implantar el producto en víaimplantar el producto en vía


Gràcies!Gràcies!

Gracias!Gracias!

Más información:

Joan Cardona: jcg@avingenieros comJoan Cardona: [email protected]

Web AV Ingenieros: www.avingenieros.com


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