Estimación del uso de agua en el proceso de lavado de agregados pétreos y planteamiento de un sistema de reutilización del agua en el laboratorio. Caso de estudio: diseño y control de calidad de mezclas de concreto asfáltico (2023)
El agua es un recurso vital para la sociedad, ya que gran parte de la vida humana diaria depende completamente de su disponibilidad (Lamma, Warner, Lundy, Bommidi, & Beattie, 2018), y es por este motivo, que la demanda mundial de agua durante la última década ha aumentado constantemente a un ritmo que excede las fuentes de suministro (Hobbs, Anda, & Bahri, 2019). De acuerdo al United States National Intelligence Council (US NIC, 2012), se estima que para el año 2030 la demanda de agua incremente en un 40%. Por otro lado, según el United National World Water Assessment Programme (2016), cerca de 1.35 billones de empleos aproximadamente (correspondiente al 42% de toda la fuerza laboral activa del mundo) dependen en gran medida de la utilización del agua (Lamma, Warner, Lundy, Bommidi, & Beattie, 2018). Por este motivo, se hace de vital importancia evitar el desperdicio de este recurso, y así contribuir a su sostenibilidad y conservación para generaciones futuras. Por otra parte, la mayor parte de las estructuras de pavimentos que se diseñan y construyen en Colombia y en el mundo son del tipo flexibles o cuentan con rodaduras o superficies construidas con capas asfálticas, siendo en el mundo más del 90% de las vías construidas y más del 65% de las vías en Bogotá (Rondón & Reyes, 2015). Durante la construcción de los pavimentos flexibles se utilizan grandes cantidades de agregados pétreos, cuyas características deben ser más exigentes en cuanto a durabilidad, textura y resistencia mecánica en aquellos que conforman las mezclas asfálticas. Para realizar dicha caracterización y evaluar el correcto cumplimiento de los requisitos mínimos de calidad que exigen las especificaciones colombianas del Instituto Nacional de Vías – INVIAS (2013) y el Instituto de Desarrollo Urbano – IDU (2011), los agregados se deben someter a ensayos de laboratorio. Estos ensayos se realizan para medir parámetros físicos de los agregados, como la gravedad específica, y para evaluar su calidad desde el punto de vista de su resistencia mecánica y a la abrasión, su forma o geometría, limpieza, entre otros aspectos. La mayoría de estos ensayos exigen a priori el lavado de los agregados pétreos con agua, el cual consiste en separar y eliminar las partículas más finas (partículas con tamaño inferior a 0.075 mm) de las gruesas. Esta práctica, obliga de manera obvia durante la ejecución de los ensayos, a consumir y desperdiciar grandes cantidades de agua. Por esto se hace imperativo estimar el desperdicio del agua que se genera durante los procesos de lavado de agregados pétreos en ensayos de laboratorio, así como identificar y planear las estrategias necesarias para su uso más eficiente y sostenible a corto y largo plazo. Los agregados pétreos son materiales que se encuentran en todas las capas del pavimento flexible. Sin embargo, para limitar el alcance en el presente estudio, se evaluará el impacto que genera el lavado de dichos materiales durante la construcción de capas asfálticas con mezclas de concreto asfáltico. Este tipo de mezclas fueron escogidas, debido a que son las que más se utilizan en Colombia para la conformación de capas asfálticas en estructuras viales. La construcción de capas asfálticas se refiere a todas las etapas necesarias para llevar a cabo la instalación de la mezcla de concreto asfáltico, es decir, incluye las etapas de diseño, fabricación, transporte, extensión, compactación y control de calidad.