LIFE 11 ENV/ES/623 • Con la contribución del instrumento financiero Life de la Unión Europea

Resultados

A. ACCIONES PREPARATORIAS

A.1. DEFINICIÓN DE LOS ESCENARIOS DE DEMOSTRACIÓN

Objetivo: Definición de los tramos de ensayos en las calles de Santander.

Responsable de la actividad: Ayuntamiento de Santander. 

Resultados: Tras estudiar varias opciones, se optó por proceder a la implantación de las mezclas tanto experimentales como de referencia en la Avenida del Faro

E Definition of the demostration site

 

A.2. DETERMINACIÓN DE LA MÉZCLA ÓPTIMA

Objetivo: Diseño de mezclas asfálticas óptimas para ser implementadas en los tramos experimentales. Se diseñarán tres tipos distintos de mezcla: continua, discontinua y porosa. Estas mezclas se diseñarán utilizando escoria de acería, asfalto reciclado, neumáticos fuera de uso y PCMs.

Responsable de la actividad: COPSESA. La Universidad de Cantabria también participará en esta actividad dando apoyo a la formulación de las mezclas.

Resultados: Se han diseñado tres tipos de mezclas, incorporando todas ellas material reciclado valorizado procedente de aceria (escoria valorizadas), betún modificado con caucho comercial  (BMC-3b ) y PCMs  ( Kemfluid 330). En cuanto al material procedente del fresado inicial, se ha incorporado únicamente en la mezcla AC16 Surf (mezcla continua), ya que para los otros dos tipos de mezclas, los resultados obtenidos eran mejores sin fresado.

Los diferentes sub-acciones realizadas a lo largo de la presente acción se encuentran en la siguiente tabla:

ACCION A2

Sub-acción

Comienzo

Fin

Estado

A2.1

Selección de materiales

01/09/2012

05/04/2013

Completado

Caracterización de los materiales

01/01/2013

30/06/2013

Completado

A2.2

Diseño de la mezclas de referencia

01/02/2013

30/04/2013

Completado

A2.3

Diseño de mezclas con PCM

15/04/2013

31/05/2013

Completado

Diseño de mezclas con betún modificado

Completado

A2.4

Diseño de las mezclas finales con betún modificado con caucho y PCM

01/05/2013

30/06/2013

Completado

A.3. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS

Objetivo: En esta actividad se realizará la caracterización mecánica de las muestras (compactabilidad, fatiga, deformación plástica, etc.).

Responsable de la actividad: Universidad de Cantabria. 

Resultados: Una vez determinada la composición  y formulación de cada una de las distintas mezclas, se ha procedido a la caracterización de las mismas, realizando los ensayos que han determinado la caracterización de las mismas.

La prueba de sensibilidad al agua (norma EN 12697-12 español) y la prueba de la rueda de seguimiento (de serie españoles EN 12697-22) se han llevado a cabo en Acción A.2 para diseñar las mezclas, por lo que ya se sabe que las mezclas resultantes han alcanzado una buena cohesión y un buen comportamiento a la deformación plástica.

En esta acción, se analizó el comportamiento de las mezclas en cuanto a rigidez, capacidad de trabajo y fatiga.

Los diferentes sub-acciones realizadas a lo largo de la presente acción se encuentran en la siguiente tabla:

ACCION A3

Sub-acción

Comienzo

Fin

Estado

A3.1

Caracterización AC16S

15/05/2013

30/06/2013

Completado

A3.2

Caracterización PA16

15/05/2013

30/06/2013

Completado

A3.3

Caracterización PA16

15/05/2013

30/06/2013

Completado

Los principales resultados obtenidos de las actividades llevadas a cabo son:

  •  Las mezclas GreenRoad han cumplido en gran medida con los requisitos de la normativa española para ser utilizados en cualquier lugar y con cualquier nivel de tráfico.
  • Las mezclas AC16 y BBTM11B tienen un buen comportamiento a la deformación plástica y el agua no afecta a su cohesión. Las pruebas dinámicas (rigidez dinámica y fatiga) muestran un buen comportamiento de ambos, consistente con estos tipos de mezclas.
  • Se necesita diferente energía para compactar las mezclas. A mayor densidad y menos espacios huecos, mayor es la energía necesaria para su compactación.

B. ACCIONES DE IMPLEMENTACIÓN

B.1. REINGENIERÍA DEL PROCESO DE FABRICACIÓN

Objetivo: En el marco de esta actividad se realizará los ajustes necesarios a la planta de producción de asfalto para adaptarla a las condiciones de fabricación de las mezclas GREENROAD.

Responsable de la actividad: COPSESA que contará con el apoyo de la Universidad de Cantabria.

Resultados:

Se han establecido las normas básicas para la fabricación de mezclas GreenRoad, con el fin de cumplir con los requisitos especificados en las normas aplicables y para garantizar la calidad y el coste del proceso. En este sentido, la acción está dirigida a ofrecer un protocolo estándar para la fabricación armonizar los criterios que deben seguirse para cualquier productor de asfalto que pueden implementar estas mezclas especiales.

No deben hacerse cambios sustanciales en comparación con un proceso de producción estándar, ya que no es necesario disponer de zonas de almacenamiento especialmente diseñadas para los nuevos componentes.

Se ha realizado registros de consumo de combustible con el fin de evaluar el impacto en el consumo de energía.

Evaluados los costes tanto energético como de materiales, los resultandos son que las mezclas son viables económicamente , falta por determinar la viabilidad técnica de las mismas.

B.2. FABRICACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS EN ENTORNOS REALES

Objetivo: De acuerdo con la composición óptima determinada en la actividad A.2, en esta tarea se fabricarán las mezclas para su implementación en los tramos experimentales ( tramos experimentales de 300 metros de longitud y 6 de ancho seguidos de tres tramos control de idéntico tamaño).

Responsable de la actividad: COPSESA. El Ayuntamiento de Santander llevará a cabo el fresado de la calle y la reposición de servicios, mientras que COPSESA realizará el extendido de las mezclas.

Resultados: Una vez definida, la zona de prueba, se redactó un proyecto para adecuar el tramo a los trabajos de extendido de las diversas pruebas. Se dividió la zona en dos: una primera parte en la que se modificaban las aceras y los bordillos y se fresaba y una segunda zona en la que únicamente era necesario fresar.

Se han diseñado tramos de longitud similar, variando la superficie ya que la sección del emplazamiento elegido tal y como se ha definido anteriormente es variable.

  • Tramo 1: comprendido entre la glorieta  y la Mutua Montañesa. Longitud 340 m. Extendido de las mezclas continuas AC16 S
  • Tramo 2: comprendido entre la Mutua Montañesa y el paso de peatones donde el carril cambia de margen. Longitud: 300 m. Extendido de las mezclas porosas PA-16
  • Tramo 3: comprendido entre el final del tramo anterior y la intersección con la C/ Inés diego del Noval. Longitud: 400 m. Extendido de las mezclas discontinuas BBTM-11B

Extendido por tramos

mapa panel

 

B.3. MONITORIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE LAS MEZCLAS EN CONDICIONES REALES

Objetivo: Dentro de esta actividad se ha llevado a cabo la monitorización del comportamiento técnico de las mezclas en la zona de implantación

Responsable de la actividad: Universidad de Cantabria, que ha contado con la colaboración de COPSESA y el Ayuntamiento de Santander.

Resultados:Esta actividad comenzó el mismo día en que las mezclas GreenRoad y las mezclas de referencia fueron extendidas y compactadas en el tramo piloto de la Avenida del Faro en Santander (Cantabria).

DSCN7643

Inicialmente, se planeó realizar la recogida de muestras una vez al mes durante un período de 12 meses. Con el fin de adaptar mejor el protocolo de recogida de muestras al desgaste esperado de la carretera, aumentar la precisión y la reproducibilidad y minimizar la afección al tráfico circulante por el vial, se optó finalmente por una extensión del período de seguimiento hasta 18 meses con una recogida de muestras cada cuatro meses. De esta forma, aunque el número total de muestras ensayadas es mayor, se ha realizado reduciendo al máximo la interrupción del tráfico y el perjuicio al usuario.

En cada actuación, se recogieron 10 muestras por cada tipo de mezcla y se llevaron a cabo los siguientes ensayos:

  • Sensibilidad al agua (UNE EN 12697-12)
  • Ensayos no destructivos, llevados a cabo in situ:
    • Deflectómetro de impacto (NLT-338/07) en cada tramo para evaluar su capacidad estructural.
    • Drenabilidad (UNE EN 12697-40) para los tramos porosos con el fin de evaluar su capacidad de drenaje.
    • Resistencia al deslizamiento (NLT-175/98) con el péndulo TRRL.
    • Deformación plástica para todos los tramos, utilizando la regla de 3 m (NLT 334/98)

 

El calendario de muestras y la cantidad total de las mismas se indica en la siguiente tabla:

Meses transcurridos desde la implementación

0*

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Números de muestras

60

60

60

60

60

60

Las mezclas experimentales, que incorporaron aproximadamente un 90% de materiales reciclados y se fabricaron a una menor temperatura de producción, presentan un comportamiento mecánico muy similar a las mezclas de referencia durante el periodo de evaluación. Además, estas mezclas han obtenido una mejora significativa en la resistencia al deslizamiento en comparación con las mezclas convencionales.

Aunque en la primera recogida de datos de las mezclas experimentales, estas mostraron un pequeño aumento en el módulo dinámico, a finales del proyecto este aumento no se vio reflejado en las pruebas realizadas a las muestras durante el resto de la vigilancia. Finalmente el resultado obtenido es similar tanto en las mezclas experimentales y de referencia.

Respecto a los resultados dedrenabilidad, la mezcla experimental porosa mostró resultados ligeramente mejores que la mezcla porosa de referencia.

B4. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LA MONITORIZACIÓN

Objetivo: Se ha llevado a cabo la evaluación técnica y económica, así como el análisis DAFO de la tecnología GREENROAD.

Responsable de la actividad: Universidad de Cantabria. COPSESA ha apoyado a la Universidad en el estudio de viabilidad de la tecnología y el Ayuntamiento de Santander que ha aportado la perspectiva de la Administración. 

Resultados: Tras la etapa de diseño en laboratorio y su posterior uso a escala real se ha obtenido las siguientes conclusiones:

  • A nivel de laboratorio, las mezclas cumplen todos los requisitos de la categoría más exigente de la norma española (PG-3), se han logrado muy buenos valores de rigidez y resistencia a la fatiga, además de la disminución de la energía necesaria de compactación.
  • La incorporación de fresado (RAP) a las mezclas PA y BBTM no presento un buen comportamiento de las mismas, por lo que se decidió no incluirlo en dichas mezclas. Aunque las mezclas cumplen los requisitos de la norma española, los resultados obtenidos fueron significativamente peores que las mismas mezclas sin RAP.
  • A escala real, la principal conclusión es que las mezclas GreenRoad y las mezclas de referencia tienen un rendimiento similar, por lo que se puede decir que el uso del 90% de materiales reciclados y menores temperaturas de fabricación no reducen el rendimiento técnico de la capa de rodadura.
  • Se han observado algunas diferencias entre la escala real y el laboratorio. La mejora de rigidez dinámica alcanzada por la mezcla GreenRoad en el laboratorio no se ha reproducido de forma exacta a escala real, aunque se obtuvieron valores similares para ambas mezclas (GreenRoad y referencia). Por otro lado, la resistencia a la fatiga obtenida en laboratorio también se obtuvo a escala real.
  • El uso de escorias procedentes de acería mejora considerablemente la resistencia al deslizamiento de la superficie de la carretera en comparación con las mezclas convencionales

Asphalt concrete mixture with recycled aggregates and modified bitumen at reduced temperature

B.5 DEFINICIÓN DE UN PROCEDIMIENTO NECESARIO PARA LA IMPLANTACIÓN DE UN PROCEDIMIENTO DE CONTRATACIÓN PÚBLICA VERDE EN LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS

Objetivo: El objetivo de esta actividad es establecer una serie de recomendaciones para la integración de criterios medioambientales en la compra pública de las administraciones, en especial en el sector de la construcción de carreteras.

Responsable de la actividad: Ayuntamiento de Santander con la asistencia técnica de la Universidad de Cantabria.

Se ha desarrollando un procedimiento en el que se plantean dos opciones para la incorporación de las mezclas ecológicas.

  • Introducir las mezclas ecológicas en los proyectos que se elaboran, desarrollando para ello un pliego de condiciones técnicas a incorporar en los proyectos con las características a cumplir por parte de las nuevas mezclas.
  • Proponer su uso como criterio objetivo de puntuación en el pliego de clausulas administrativas particulares para la contratación de obras mediante procedimiento abierto

En el pliego de condiciones técnicas a incorporar en los proyectos, se han detallado  la definición y alcance, los criterios de selección, los criterios de adjudicación y las especificaciones técnicas, tomando como referencia las exigidas a las mezclas convencionales:

  • Sensibilidad al agua (UNE EN 12697-12)
  • Deformación plástica (UNE EN 12697-22)
  • Perdida de partículas (UNE EN 12697-17)
  • Estabilidad Marshall (UNE EN 12697 – 34)
  • Trabajabilidad (UNE EN 12697-12)
  • Rigidez de la mezcla (UNE EN 12697-26)
  • Fatiga (UNE 12697-24)
  • Test Cántabro (Pérdida de cohesión en mezclas porosas)

En cuanto a la incorporación al pliego de clausulas administrativas particulares para contratar obras mediante procedimiento abierto, se ha establecido un baremo para la elección de proyectos en los que se aplicará como criterio objetivo.

Criterios de selección en los que se incorporar temas medioambientales

  • criterios de exclusión (inhabilitar aquellas empresas condenadas por delitos ambientales)
  • capacidad técnica: (Estar en posesión de certificaciones medioambientales, presentación de certificados expedidos por organismos independientes  que acrediten el cumplimiento de determinadas norma o sistemas de gestión ambiental, personal con experiencia demostrable en proyectos medioambientales, plan de medidas de gestión medioambiental, etc..)
  • criterios ambientales.
    • Solicitud de utilización de un tipo de materiales determinados.  ( en el caso de del proyecto GREENROAD materiales reciclados procedentes de  residuos valorizados de acería, betunes con empleo de polvo de neumático  fuera de uso PNFU)
    • Solicitud de un procedimiento concreto de producción (empleo de  materiales reductores de temperatura durante el proceso de fabricación, reducción de emisiones , etc)
    • Reducción  en la generación de residuos, evitar vertidos o fugas de contaminantes
    • Solicitud de suministro de energías renovables.

Posibles Criterios de adjudicación en los que se incorporan temas medioambientales:

  • Extendido de mezclas bituminosas ecológicas (fresado, escorias,  y bmc – betún modificado con caucho)
  • compromiso de que las características de los materiales a emplear cumplen con las especificaciones del PG-3
  • Plan de medidas medioambientales y para reducir el impacto urbano
  • Ahorro en consumo de materias primas
  • Ahorro en consumo de energía, agua, electricidad, combustibles fósiles, etc
  • Empleo de materiales reciclados ( residuos de acería valorizados, betún con PNFU, etc..)
  • Estar en posesión de certificados ambientales y/o posesión de etiqueta ecológica

C. ACCIONES DE MONITORIZACION DEL IMPACTO DEL PROYECTO

C1. MONITORIZACIÓN DE LOS IMPACTOS SOCIO ECONÓMICO Y MEDIOAMBIENTAL

Objetivo: En el marco de esta actividad se ha llevado a cabo el seguimiento de los impactos socioeconómicos y ambientales del proyecto.

Responsable de la actividad: Universidad de Cantabria. COPSESA y el Ayuntamiento de Santander han colaborado en esta actividad.

Resultados: Durante la fabricación tanto de las mezclas convencionales como de las mezclas experimentales se realizó un estudio comparativo económico y ambiental. Se realizó un estudio energético en la planta de fabricación evaluándose los siguientes parámetros: emisiones a la atmósfera, temperatura de fabricación y consumo energético.

Del estudio realizado se obtuvo que el betún modificado con caucho necesita temperaturas de fabricación más altas que el betún convencional ,aunque los áridos se han calentado a una temperatura apreciable inferior lo que traduce en una ligera reducción del coste energético para su producción.

Los datos recogidos de emisiones están compuestos por los valores de emisión de partículas, la opacidad (índice Bacharach), CO, NOx y SO2, que se han comparado con los valores permitidos de referencia. Se han tomado dos puntos para realizar las mediciones: en el foco del proceso (tromel) y el foco de combustión (chimenea).

Hay una dispersión considerable entre los valores obtenidos. En las emisiones de NOx, los valores son más bajos en las mezclas experimentales que las mezclas de referencias, y se observa el mejor rendimiento en la mezcla de AC-16 GreenRoad con la reducción de las emisiones de CO y NOx alrededor de 20%.

Teniendo en cuenta que el espesor final de las capas ha sido variable y menor que el estimado inicialmente, se obtuvo como resultado la valorización de 518 Tn de componentes procedentes de reciclaje y la reducción de 659 Tn de componentes  naturales. El total de CO2 evitado durante las acciones de implementación fue 6.651 Kg de CO2 equivalente, teniendo en cuenta solo el menor consumo de energía y el uso de materiales reciclados.

Se logró el objetivo de reducción de costes de las mezclas Greenroad, debido al precio inferior de la escoria y el fresado como componentes de las mismas en comparación con los áridos de sílice utilizados en las mezclas estándar, aunque el betún modificado con caucho tiene un coste más elevado que el betún estándar.

Una vez finalizado el análisis en curso se ha presentado una evaluación profunda de los resultados por parte de UNICAN que también ha recopilando datos sobre tres principales variables sociales: el empleo generado, mercado sostenible e impacto de las acciones de difusión.

C.2. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA

Objetivo: En el marco de esta actividad se ha realizado un Análisis de Ciclo de Vida comparando el impacto medioambiental de la tecnología GREENROAD frente al asfalto convencional.

Responsable de la actividad: Universidad de Cantabria. COPSESA ha aportado los datos de la producción de mezclas asfálticas y el Ayuntamiento de Santander los datos referentes al fresado y la reposición de servicios.

El Análisis de Ciclo de Vida es una metodología estándar para evaluar el impacto ambiental de un producto a lo largo de su ciclo de vida, desde la extracción de la materia prima hasta el fin de su vida. Consiste en la recopilación y evaluación de las entradas, las salidas y los impactos ambientales potenciales de un sistema del producto a través de su ciclo de vida (ISO14040). 

Se ha evaluado el diseño del producto, se ha localizado los puntos débiles del mismo, la optimización de los recursos y la minimización de los impactos, se ha establecido una comparativa entre las diversas alternativas y se ha interpretado los resultados según la ISO 14043.

Se han planteado dos escenarios que cumplen con los siguientes requisitos:

  • Capa de rodadura
  • Longitud: 1 km de 3,5 m de anchura
  • Espesor capa de rodadura: 5 cm
  • Periodo de tiempo: 10 años
  • Localización: Cantabria
  • Escenario 1: Categoría de tráfico T2 o inferior
  • Escenario 2: Categoría de tráfico T1 o superior

Interpretación de resultados. Conclusiones del Análisis de Ciclo de Vida

Escenario 1. No hay una diferencia significativa entre el impacto ambiental de una capa de rodadura fabricada con la mezcla de referencia o la mezcla GREENROAD. El ahorro de áridos naturales contribuye marginalmente al agotamiento de los recursos.

Escenario 2.La capa de rodadura construida con la mezcla GREENROAD tiene un menor impacto en todas las categorías de impacto estudiadas. En algunas hasta en un 25%.La falta de áridos de calidad a nivel local afecta al impacto ambiental de la capa de rodadura. El árido siderúrgico y el RAP son buenas alternativas para la sustitución del árido natural. 

C.3. ESTUDIO DE LA REPLICABILIDAD DEL PROYECTO GREENROAD EN OTRO MUNICIPIOS EUROPEOS

Objetivo: Se ha evaluado la potencial replicabilidad de la tecnología en otros municipios europeos de similares características al de Santander.

Responsable de la actividad: Ayuntamiento de Santander que ha contado con el apoyo de la Universidad de Cantabria.

Se ha revisado la normativa vigente en relación al uso de escoria tanto en España como en los Paises Europeos en los que se estima que puede ser interesante el uso de las mismas.

En el caso de nuestro proyecto se incorpora el uso de material valorizado procedente del excedente de empresas siderúrgicas. Tal y como se ha planteado en el apartado anterior tanto en el Reino Unido, como en Francia y Alemania es posible la extrapolación del proyecto Greenroad ya que se contempla el uso de escorias de acería siempre que cumplan con las especificaciones correspondientes que tal y como se ha definido en el GPP elaborado por el Ayuntamiento de Santander

Se ha estudiado los beneficios de la aplicación de las mezclas GREENROAD a largo plazo: un menor impacto medioambiental, reducción de materiales transportados a vertedero y las emisiones a la atmósfera.

Se potencia también el estudio y desarrollo de más tipos de mezclas “verdes” en las empresas productoras de asfalto y se ofrece a las empresas del sector siderúrgico la posibilidad de reutilizar parte del excedente de escorias.

Posibles  zonas de aplicación:

  • Zona norte de España y zonas con alta producción de escorias
  • Francia, Alemania, Inglaterra, etc..

Tal y como se contempla en la normativa española se desarrolla un pliego de contratación con unos criterios ambientales que favorecen el uso de mezclas con escorias, betún modificado con caucho y fabricado a menor temperatura.