Làmina impermeable: nou bike

2007/04/01 Goikoetxeaundia Garmendia, Goretti - Kimikan lizentziatua Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Materialak
• Kimika
• Ingurumena
• Birziklatzea
• Sariak

"Al principi era bessó. I l'home utilitzava aquest tema pegadizo en moltes tasques. I hi havia molts tipus de bessons. I…"

Així podem començar aquesta història. I hauríem de continuar diferenciant els diferents tipus de bikes. I, concretant més les coses, citant un tipus concret: el betum asfàltic natural. I a continuació hauríem de definir com és. És un material semisòlid/semilíquido, de color marró fosc o negre, adhesiu i impermeable, procedent del petroli o de l'asfalt natural.

De fet, el betum asfàltic natural és conegut des de l'antiguitat, com el demostren les restes arqueològiques. Fins a 3.000 anys abans del naixement de Crist, l'ésser humà mesopotàmic i l'entorn del riu Indo utilitzava en la construcció per a omplir les escletxes i unir el material. A Egipte ho utilitzava per a embalsamar els cadàvers; en Sumer, per a engranar o entollar els vaixells.

La Bíblia no defineix quin tipus de viké va utilitzar Noe per a fabricar el vaixell, però per a quan va escriure el llibre Inici, els jueus coneixien el betum d'asfalt. La mare de Moisès, de fet, "sense poder mantenir als nens més temps guardats, va agafar una cistella de fleix i, amb les escletxes recobertes de galipón i geminat, va ficar al nen" (Excursió, 2, 3).

L'ésser humà, fins avui, ha utilitzat el betum natural durant segles, tant en la construcció com en altres activitats, amb una habilitat cada vegada major i aprofitant els avanços.

I l'home va crear el teló d'asfalt

Amb el desenvolupament de la indústria petrolífera i la destil·lació del cru, l'home va començar a adquirir nombrosos betunes asfàltics, pel fet que el tema que s'obté després de la destil·lació del petroli és el de ple asfalt.

Aquest betum asfàltic li va venir bé per a millorar les làmines impermeables. Aquestes làmines van ser produïdes en el XVIII. En el segle XX es barregen el galipot d'hulla i la sorra fina. El galipot d'hulla va ser substituït per betunes asfàltics.

XX. A principis del segle XX comença a estendre's el teixit asfàltic impregnat de teixit natural en betunes asfàltics. A mitjan segle, els teixits naturals van ser substituïts per teixits sintètics --polímers en origen, com el polièster.

Però aquestes planxes no eren de bona qualitat. La seva resistència als canvis de temperatura i a l'envelliment era baixa.

Per això, a partir dels anys 70, l'home va fer un pas més. Des de llavors, impregna el teixit sintètic en betunes asfàltics modificats amb polímers que milloren les propietats mecàniques o viscoelàstiques del betum asfàltic.

Aquestes últimes làmines són normalment de tres capes, tal com es pot apreciar en la figura adjunta. La capa central és un teixit sintètic --poliésterra-edo-- que compleix la funció de suport, dotant a la planxa d'una resistència dimensional. Els altres dos són bituminosos asfàltics modificats amb polímers que impregnen el central. La seva estructura és similar a la d'un sandvitx.

Avui tenim plaques impermeables per onsevulla

Avui vivim envoltats d'habitatge. I tenim piscines, pistes de tennis, atletisme, túnels, embassaments artificials i fins i tot prats artificials. I en la seva construcció s'utilitza el mateix material ocult: la làmina impermeable.

Aquestes làmines, com s'ha indicat, estan formades per betunes asfàltics i polímers als quals s'afegeix polímer per a millorar les seves propietats mecàniques o viscoelàstiques. Però no tots els tipus de betum asfàltic serveixen per a fabricar làmines impermeables, ni tots els polímers per a barrejar-los amb el betum asfàltic.

D'aquesta forma, s'utilitza un dur betum d'asfalt en les carreteres per a suportar els continus canvis de temperatura i els vehicles de gran pes. Per a la fabricació de làmines impermeables s'utilitza un sistema més tou mitjançant l'addició d'una major quantitat de polímers en el procés de transformació. L'ús d'un betum d'asfalt dur en la fabricació d'aquestes plaques permetria una viscositat excessiva de la mescla i dificultaria el xopat del suport polimèric.

Els polímers, per part seva, han de ser compatibles amb el betum asfàltic perquè es barregin completament i, a més, no degradables a la mescla amb el betum asfàltic.

Existeixen dos tipus de polímers: els no utilitzats i els reciclatges. Per a millorar les propietats mecàniques del betum d'asfalt, els polímers no utilitzats són el polipropilè, el copolímer SBS (estirè-butandiè-estirè) i el polietilè. No obstant això, en les obres de pavimentació de carreteres s'ha detectat la possibilitat d'utilitzar plàstic reciclat a partir de plàstic d'hivernacles.

I en aquest context s'emmarca la nostra labor investigadora. Estem investigant i provant si no es pot aprofitar el plàstic dels hivernacles per a fer làmines impermeables. Si ho aconseguíssim, trobaríem una solució adequada a un problema important.

El problema dels residus de plàstic

Avui generem molts residus de plàstic. Així, per exemple, l'any 1999 es van recollir a Espanya 2,9 milions de tones de residus, xifra que va aconseguir els 3,1 milions de tones en 2000. D'elles, 51.000 tones corresponen a plàstics utilitzats en l'agricultura.

De fet, els plàstics d'hivernacles són cada vegada més usats, especialment a Andalusia, generant un microclima adequat per a la producció de fruites i hortalisses. Però què fer amb aquests plàstics quan s'usen i s'espatllen?

Quan no són aptes per a l'agricultura, es poden aplicar tres tractaments als residus: incineració, abocament controlat de residus o reciclatge. Els dos primers generen problemes ecològics, mentre que el reciclatge és un procés car. Primer es recolliran els plàstics dels hivernacles, després es tritura, després es netegen i finalment es treballa en màquines especials per a obtenir exemplars de la grandària de les llenties.

El plàstic reciclat així obtingut té, a més, un ús reduït. S'utilitza exclusivament per a la fabricació de bosses i canonades d'escombraries. Això es deu al fet que no es pot utilitzar ni amb els aliments -per exemple, problemes de neteja i llei- ni per a fabricar nous plàstics d'hivernacles que perden les seves propietats mecàniques inicials en l'ús i en el reciclatge.

A més, l'escassetat d'aigua en el sud d'Espanya encareix aquest reciclatge, ja que és necessari netejar molt bé els residus de plàstic per a poder reutilitzar-los.

La nostra recerca en la UPV

Estem investigant per a solucionar aquest problema. Volem provar i comprovar si aquest plàstic reciclat pot ser utilitzat per a millorar la capacitat del betum d'asfalt per a afrontar els canvis de temperatura. D'altra banda, volem augmentar l'ús de plàstic reciclat. D'aquesta forma, evitaríem la neteja necessària per a la fabricació dels productes anteriorment esmentats, tant bosses com canonades d'escombraries, ja que el sòl i la pols no afecten la qualitat d'aquesta mescla.

Els plàstics utilitzats en l'agricultura tenen una composició química diferent. El que nosaltres obtenim --plàstics reciclats utilitzats per a evitar el creixement de dolentes fereixis- està compost per EVA i PE (copolímer EVA: etilè-vinilacetato; PE: polietilè). La seva composició química és similar a la dels polímers verges, si bé és de color negre -els no utilitzats són transparents-. El nostre té un color negre perquè se li afegeix sutge, s'enfosqueix i els raigs del sol no passen el plàstic. De fet, l'estudi se centra en la mescla de material reciclat i de betum asfàltic.

La mescla la realitzem mecànicament a través d'una hèlix a alta temperatura, és a dir, amb tots dos materials fosos. Així obtenim les nostres làmines impermeables.

És imprescindible una mescla adequada entre tots dos components, a més de ser estable perquè el betum d'asfalt i el polímer quedin completament barrejats. Si analitzem aquestes mescles amb el microscopi òptic, veurem que els components polimèrics constitueixen una xarxa tridimensional.

El betum asfàltic així obtingut s'enfronta millor als canvis de temperatura. I, en comparació amb les mescles comercials, hem vist que les propietats adhesives com la viscositat i la flexibilitat són similars a les del nostre laboratori. A més, compleix amb la normativa vigent.

Mirant cap endavant

Per això, es preveu que les planxes fabricades per nosaltres, d'una banda, siguin més elàstiques a baixes temperatures i que no s'esquerdin als operaris en col·locar-les sobre el sòl que es desitja impermeabilitzar. D'altra banda, considerem que a altes temperatures també seran més compactes i no es deformaran tan fàcilment, per la qual cosa els operaris podran trepitjar tranquil·lament mentre estiguin treballant. Finalment, pensem que tindran la flexibilitat necessària a la temperatura normal per a poder enrotllar-se en bobines.

La capa final de la làmina, per part seva, serà acabats en funció de l'estètica que es vulgui donar al sòl que s'impermeabilitzi. Després es col·locaran amb bufador, ja que tenen propietats adhesives durant l'escalfament. I quedaran perfectament consolidats sobre el sòl. El sòl haurà d'estar sec ja que la làmina és impermeable i no és compatible amb l'aigua. I si hi hagués aigua, la làmina no es pegaria bé i l'aigua atrapada també quedaria atrapada.

Per tant, el nostre estudi demostra que els plàstics reciclats dels hivernacles tenen les propietats físiques i mecàniques adequades per a millorar el betum asfàltic utilitzat per a les làmines impermeables. Encara ens falta fer i provar la pròpia làmina. Però sembla que anem ben encaminats. I també estem preparant celebracions en les quals el suc de Noè es ressent.