LA GRAN PROPUESTA PARA LA IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE LA UTILIZACIÓN DE CENIZAS VOLANTES PARA LA ESTABILIZACIÓN DE BASES GRANULARES PARA PAVIMENTOS DE LA CIUDAD DE IBAGUE TOLIMA AÑO 2015

PROPUESTA PARA LA IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE LA UTILIZACIÓN DE CENIZAS VOLANTES PARA LA ESTABILIZACIÓN DE BASES GRANULARES PARA PAVIMENTOS DE LA CIUDAD DE IBAGUE TOLIMA AÑO 2015

INTEGRANTES:

YURY CERVERA ORTIZ

LAUREN VANESA MARTINEZ

MARIO ANDRES ALVIRA

DOCENTE:

HILDEBRANDO RAMIREZ

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

PROYECTO DE GRADO I

IBAGUE

2014

1. INTRODUCCIÓN

Desde siempre se ha querido mejorar la durabilidad y calidad de los pavimentos de las carreteras en Colombia, por tal razón surge una alternativa, las cenizas volantes.

Las personas no suelen ver las cenizas que se forman por la electricidad que usan cuando se prenden las luces o cuando se utiliza el aire acondicionado, por esto en algunas plantas generadoras de energía estas cenizas se capturan en los gases de escape de la caldera, siendo entonces estas cenizas un subproducto de la combustión del carbón. Anteriormente se desechaban en vertederos por lo que no tenían un determinado uso.

Dentro de las ventajas de la utilización de estas cenizas, es que  podrían usarse como alternativa para la estabilización de bases granulares sustituyendo  en gran parte al cemento portland en el hormigón, ésta disminución haría más económico el proyecto vial y disminuiría el impacto ambiental que está asociado con la fabricación de este tipo de cemento.

Se puede aclarar que la resistencia del hormigón con cenizas volantes es baja a corto plazo, pero con el tiempo la resistencia va aumentando, además que el fraguado es lento y puede ser un problema cuando se requiere rapidez de endurecimiento.

2. PROBLEMA

1. ANTECEDENTES

La cenizas volantes son un subproducto de los hornos que emplean carbón mineral como combustible para la generación de energía y constituye en sí partículas no combustibles removidas de las chimeneas de gases que no son captadas por medio de filtros electrostáticos [National Ready Mixed Concrete Association, 1998]

En las plantas termoeléctricas de carbón, las cenizas se acumulan diariamente debido a el funcionamiento de máquinas de aire acondicionado o electricidad, allí yacen mezcladas con metales pesados y toxinas, creando uno de los problemas de gestión de residuos más difíciles del mundo desarrollado, esto con base en lo ocurrido en el año 2008 en los Estados Unidos, allí se produjo un catastrófico derrame de cenizas volantes que cubrió ríos, casas y tierras de más de 121 hectáreas de la ciudad de Tennessee [CEDEX, 2011], fue así como el gobierno y la industria entraron por primera vez en discordia [CEDES,2011] para dar alternativas sobre el tratamiento futuro de las cenizas volantes ya que deberían dar respuestas para el uso seguro a la reutilización de las cenizas volantes.

Debido a esto en las últimas décadas se han encontrado muchas y diversas aplicaciones de las cenizas volantes, provenientes de la combustión del carbón mineral en las plantas termoeléctricas, este material puede ser utilizado desde cemento a fertilizante, ya que posee características físicas y químicas que han llevado a ideas originales para nuevos usos [CEDEX,2011].

En el ámbito de la construcción, en Europa, las cenizas volantes se han utilizado para la fabricación de cemento, hormigón, como filler o también llamado ligante, en mezclas bituminosas, y además, en la estabilización de suelos con cal y cenizas volantes. En la tabla núm. 1, se observan los porcentajes de cenizas utilizados según sus aplicaciones durante los años 2004 al 2008 en Europa.  

[pic 1]

Tabla Núm. 1 Porcentajes de cenizas utilizadas durante los años 2004 al 2008 en Europa.

Fuente: CEDEX materiales, 2011

 A nivel internacional, países como Canadá, Estados Unidos, Francia y Alemania, son pioneros a nivel mundial en la utilización de cenizas para la construcción de carreteras. Colombia siguiendo la experiencia de otros está en condiciones de ponerlas a funcionar usando el carbón, ya que tiene reservas suficientes especialmente en las minas del cerrejón [Sánchez Sandoval, S.F].

Cabe resaltar que en Colombia las vías deben cumplir el criterio de diseño de acuerdo con el artículo 450 de las técnicas de construcción de las carreteras [Invias, 2002]

DESCRIPCIÓN

Con las cenizas volantes se pretende desarrollar alternativas en la estabilización de bases granulares para pavimentos por medio de sus propiedades puzolanicas que estas poseen, de tal forma contribuiría positivamente a la fuerte lucha que se tiene contra la contaminación del medio ambiente [Natgeo, S.F]

Otro gran aporte de implementar esta opción es la de abaratar costos a las industrias encargadas de la elaboración de pavimentos debido a la disminución de puzolana en el cemento, ya que son un subproducto de las termoeléctricas.

Colombia posee una de las reservas de carbón más grandes del mundo [Sánchez Sabogal, S.F] y ser de los principales países exportadores de dicho mineral, permitiría efectuar su uso en las vías de manera innovadora en el país generando el desarrollo socio-económico de sus regiones.

En esta clase de utilización lo que importa verdaderamente es la finura de estas cenizas volantes, esta propiedad hace que aumente la plasticidad del hormigón y disminuye la porosidad y evita la segregación, o sea la separación de los áridos gruesos y  finos [James Rada, S.F].

“las cenizas volantes y otros residuos del carbón quemado suman uno de los grupos de desechos más importantes de los Estados Unidos: más de 136 millones de toneladas al año” [Natgeo. S.F]

Las cenizas volantes se deben usar en estado bruto, seco o húmedo, para reemplazar gran parte de los áridos del hormigón (grava, arena y polvo) [James Rada, S.F].

3. OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

Analizar e identificar la utilización de cenizas volantes para la estabilización de bases granulares para pavimentos en la ciudad de Ibagué Tolima.

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

3.2.1 Identificar las cenizas volantes que se forman en las plantas generadores de energía.

3.2.2 Evaluar las ventajas y desventajas de la utilización de las cenizas volantes en pavimento.

3.2.3 Determinar la factibilidad del uso a partir de ensayos de laboratorio.

3.2.4 Proponer los diferentes usos de la fórmula de mezcla de las cenizas volantes.

4. JUSTIFICACIÓN

En las centrales eléctricas el proceso de combustión se hace en la caldera, donde la energía interna de las materias primas se libera generando calor, algunas de estas centrales eléctricas con este calor generan vapor de agua a altas temperaturas y esto produce un movimiento de turbinas que producen energía, todos estos procesos generan las cenizas volantes y por lo tanto un impacto ambiental por eso la preocupación de qué hacer con este material [Universidad Javeriana, S.F].

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