Lámina impermeable: novo bike

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

• Materialak
• Kimika
• Ingurumena
• Birziklatzea
• Sariak

"Ao principio era xemelgo. E o home utilizaba este tema pegadizo en moitas tarefas. E había moitos tipos de xemelgos. E…"

Así podemos empezar esta historia. E deberiamos seguir diferenciando os distintos tipos de bikes. E, concretando máis as cousas, citando un tipo concreto: o betún asfáltico natural. E a continuación deberiamos definir como é. É un material semisólido/semilíquido, de cor marrón escuro ou negro, adhesivo e impermeable, procedente do petróleo ou do asfalto natural.

De feito, o betún asfáltico natural é coñecido desde a antigüidade, como o demostran os restos arqueolóxicos. Até 3.000 anos antes do nacemento de Cristo, o ser humano mesopotámico e a contorna do río Indo utilizaba na construción paira encher as rendijas e unir o material. En Exipto utilizábao paira embalsamar os cadáveres; en Sumer, paira engranar ou encharcar os barcos.

A Biblia non define que tipo de viké utilizou Noe paira fabricar o barco, pero paira cando escribiu o libro Inicio, os xudeus coñecían o betún de asfalto. A nai de Moisés, de feito, "sen poder manter aos nenos máis tempo gardados, colleu una cesta de fleje e, coas rendijas recubertas de galipón e geminado, meteu ao neno" (Excursión, 2, 3).

O ser humano, até a data, utilizou o betún natural durante séculos, tanto na construción como noutras actividades, cunha habilidade cada vez maior e aproveitando os avances.

E o home creou o pano de asfalto

Co desenvolvemento da industria petrolífera e a destilación do cru, o home comezou a adquirir numerosos betunes asfálticos, debido a que o tema que se obtén tras a destilación do petróleo é o de pleno asfalto.

Este betún asfáltico veulle ben paira mellorar as láminas impermeables. Estas láminas foron producidas no XVIII. No século XX mestúranse o galipot de hulla e a area fina. O galipot de hulla foi substituído por betunes asfálticos.

XX. A principios do século XX comeza a estenderse o tecido asfáltico impregnado de tecido natural en betunes asfálticos. A mediados de século, os tecidos naturais foron substituídos por tecidos sintéticos --polímeros en orixe, como o poliéster.

Pero estes ferros non eran de boa calidade. A súa resistencia aos cambios de temperatura e ao envellecemento era baixa.

Por iso, a partir dos anos 70, o home deu un paso máis. Desde entón, impregna o tecido sintético en betunes asfálticos modificados con polímeros que melloran as propiedades mecánicas ou viscoelásticas do betún asfáltico.

Estas últimas láminas son normalmente de tres capas, tal e como se pode apreciar na figura adxunta. A capa central é un tecido sintético --poliésterra-edo-- que cumpre a función de soporte, dotando á prancha dunha resistencia dimensional. Os outros dous son bituminosos asfálticos modificados con polímeros que impregnan o central. A súa estrutura é similar á dun sándwich.

Hoxe temos placas impermeables por todas as partes

Hoxe vivimos rodeados de vivenda. E temos piscinas, pistas de tenis, atletismo, túneles, encoros artificiais e mesmo prados artificiais. E na súa construción utilízase o mesmo material oculto: a lámina impermeable.

Estas láminas, como se indicou, están formadas por betunes asfálticos e polímeros aos que se engade polímero paira mellorar as súas propiedades mecánicas ou viscoelásticas. Pero non todos os tipos de betún asfáltico serven paira fabricar láminas impermeables, nin todos os polímeros paira mesturalos co betún asfáltico.

Desta forma, utilízase un duro betún de asfalto nas estradas paira soportar os continuos cambios de temperatura e os vehículos de gran peso. Paira a fabricación de láminas impermeables utilízase un sistema máis brando mediante a adición dunha maior cantidade de polímeros no proceso de transformación. O uso dun betún de asfalto duro na fabricación destas placas permitiría una viscosidad excesiva da mestura e dificultaría o empapado do soporte polimérico.

Os polímeros, pola súa banda, deben ser compatibles co betún asfáltico para que se mesturen completamente e, ademais, non degradables á mestura co betún asfáltico.

Existen dous tipos de polímeros: o non utilizados e as reciclaxes. Paira mellorar as propiedades mecánicas do betún de asfalto, os polímeros non utilizados son o polipropileno, o copolímero SBS (estireno-butadieno-estireno) e o polietileno. Con todo, nas obras de pavimentación de estradas detectouse a posibilidade de utilizar plástico reciclado a partir de plástico de invernadoiros.

E nese contexto enmárcase o noso labor investigador. Estamos a investigar e probando si non se pode aproveitar o plástico dos invernadoiros paira facer láminas impermeables. Si conseguísemolo, atopariamos una solución adecuada a un problema importante.

O problema dos residuos de plástico

Hoxe xeramos moitos residuos de plástico. Así, por exemplo, no ano 1999 recolléronse en España 2,9 millóns de toneladas de residuos, cifra que alcanzou os 3,1 millóns de toneladas en 2000. Delas, 51.000 toneladas corresponden a plásticos utilizados na agricultura.

De feito, os plásticos de invernadoiros son cada vez máis usados, especialmente en Andalucía, xerando un microclima adecuado paira a produción de froitas e hortalizas. Pero que facer con estes plásticos cando se usan e estráganse?

Cando non son aptos paira a agricultura, pódense aplicar tres tratamentos aos residuos: incineración, vertedura controlada de residuos ou reciclaxe. Os dous primeiros xeran problemas ecolóxicos, mentres que a reciclaxe é un proceso caro. Primeiro recolleranse os plásticos dos invernadoiros, logo se tritura, despois límpanse e finalmente trabállase en máquinas especiais paira obter exemplares do tamaño das lentellas.

O plástico reciclado así obtido ten, ademais, un uso reducido. Utilízase exclusivamente paira a fabricación de bolsas e tubaxes de lixo. Isto débese a que non se pode utilizar nin cos alimentos -por exemplo, problemas de limpeza e lei- nin paira fabricar novos plásticos de invernadoiros que perden as súas propiedades mecánicas iniciais no uso e na reciclaxe.

Ademais, a escaseza de auga no sur de España encarece esta reciclaxe, xa que é necesario limpar moi ben os residuos de plástico paira poder reutilizalos.

A nosa investigación na UPV

Estamos a investigar paira solucionar este problema. Queremos probar e comprobar si este plástico reciclado pode ser utilizado paira mellorar a capacidade do betún de asfalto paira afrontar os cambios de temperatura. Doutra banda, queremos aumentar o uso de plástico reciclado. Desta forma, evitariamos a limpeza necesaria paira a fabricación dos produtos anteriormente mencionados, tanto bolsas como tubaxes de lixo, xa que o chan e o po non afectan á calidade desta mestura.

Os plásticos utilizados na agricultura teñen una composición química diferente. O que nós obtemos --plásticas reciclaxes utilizadas paira evitar o crecemento de malas firas- está composto por EVA e PE (copolímero EVA: etileno-vinilacetato; PE: polietileno). A súa composición química é similar á dos polímeros virxes, aínda que é de cor negra -os non utilizados son transparentes-. O noso ten unha cor negra porque se lle engade hollín, se opaca e os raios do sol non pasan o plástico. De feito, o estudo céntrase na mestura de material reciclado e de betún asfáltico.

A mestura realizámola mecanicamente a través de una hélice a alta temperatura, é dicir, con ambos os materiais fundidos. Así obtemos as nosas láminas impermeables.

É imprescindible una mestura adecuada entre ambos os compoñentes, ademais de ser estable para que o betún de asfalto e o polímero queden completamente mesturados. Se analizamos estas mesturas co microscopio óptico, veremos que os compoñentes poliméricos constitúen una rede tridimensional.

O betún asfáltico así obtido enfróntase mellor aos cambios de temperatura. E, en comparación coas mesturas comerciais, habemos visto que as propiedades adhesivas como a viscosidad e a flexibilidade son similares ás do noso laboratorio. Ademais, cumpre coa normativa vixente.

Mirando cara adiante

Por iso, prevese que os ferros fabricados por nós, por unha banda, sexan máis elásticas a baixas temperaturas e que non se greten aos operarios ao colocalas sobre o chan que se desexa impermeabilizar. Doutra banda, consideramos que a altas temperaturas tamén serán máis compactas e non se deformarán tan facilmente, polo que os operarios poderán pisar tranquilamente mentres estean a traballar. Por último, pensamos que van ter a flexibilidade necesaria á temperatura normal paira poder enrolarse en bobinas.

A capa final da lámina, pola súa banda, será acabados en función da estética que se queira dar ao chan que se impermeabilice. Despois colocaranse con soplete, xa que teñen propiedades adhesivas durante o quecemento. E quedarán perfectamente consolidados sobre o chan. O chan deberá estar seco xa que a lámina é impermeable e non é compatible coa auga. E se houbese auga, a lámina non se pegaría ben e a auga atrapada tamén quedaría atrapada.

Por tanto, o noso estudo demostra que os plásticos reciclados dos invernadoiros teñen as propiedades físicas e mecánicas adecuadas paira mellorar o betún asfáltico utilizado paira as láminas impermeables. Aínda nos falta facer e probar a propia lámina. Pero parece que imos ben encamiñados. E tamén estamos a preparar celebracións nas que o zume de Noé reséntese.