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LIFE+ GAINÁridos siderúrgicos en capa de forma y de subbalasto

Joan Peset Iribarren

COMSA

Nº Expediente: PTR-2014-0351

Por qué necesitamos nuevos áridos?

• Disponibilidad de áridos de gran calidad: no siempre se encuentran disponibles áridos naturales que cumplan las especificaciones normativas. En muchos casos, se requiere su transporte desde canteras lejanas que repercute en su coste económico y ambiental.

• Hacia infraestructuras y sociedades sostenibles: la sociedad demanda

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• Hacia infraestructuras y sociedades sostenibles: la sociedad demanda infraestructuras que sean económica y ambientalmente sostenibles, lo que requiere el empleo de materiales de alta durabilidad y con reducidas emisiones de C02.

Por lo tanto, existe una necesidad de áridos de altas prestaciones que minicen costes y impacto ambiental. SFS-Rail cumple con estos

requisitos.

Qué es el SFS-RAIL?

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Escorias férreas

Escoria de fundición

Escoria acero (SFS)

Horno de Oxigeno

Bástico (BOF)

Horno Arco Eléctrico (EAF) Escoria blanca

Escoria negra

Eléctrico (EAF) Escoria blanca

Horno Alto Eléctrico Planta Valorizadora Árido siderúrgico (SFS-Rail)

Experiencias previas con escorias siderúrgicas como árido en aplicaciones civiles

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• Las escorias de horno eléctrico son fuertes, densas y sin poros, de forma cúbica y ofrecen una excelente resistencia al desgaste y afinidad al betún.

• Por este motivo, su principal aplicación en Europa es en la construcción de carreteras (tanto en capa de asfalto como en la subbase).

• Fuera de Europa, algunas adminstracioneshan utilizado las escorias como árido en vías férreas (Brazil, Canada, US, Japón, India)

Uso de esocorias en 2002 & 2010 en Europa.

desgaste y afinidad al betún.

El empleo de escorias está regulado como árido siderúrgico?

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• A nivel europeo, existe una norma específica para balasto (EN 13450:2013), pero no para subbalasto.

• La norma europea EN 13242:2013 (general para trabajos de obra civil) debe utilizarse en su lugar. En dicha norma se hace especial mención a las escorias siderúrgicas, que deben cumplir los siguientes límites de estabilidad volumétrica.estabilidad volumétrica.

El empleo de escorias está regulado como árido siderúrgico?

• El Código 719R de la UIC (Unión Internacional de Ferrocarriles), en cuanto al uso de materiales en capa de forma dice lo siguiente; “las escorias siderúrgicas pueden utilizarse en terraplenes y capas de asiento siempre y cuando presenten las características físicas y mecánicas adecuadas par cumplir con los requisitos férreos y ambientales y que sean compatibles con los demás componentes constructivos.”

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con los demás componentes constructivos.”

• Existen también normativas nacionales en ciertos países que regulan el uso de escorias como árido para vías férreas (AREMA in USA, CNR Specification 12-22 in Canada or ABNT – NBR 5564 in Brazil).

• Asimismo, se han hallado normas nacionales y regionales que recogen el empleo de escorias siderúrgicas como árido en obra civil, y define especificaciones adicionales para su uso. Como por ejemplo en las regiones de Cataluña, País Vasco y Cantabria en España.

Propiedades de los áridos siderúrgicos SFS-Rail

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ALTA RESISTENCIA A LA ABRASIÓN

ALTA RESISTENCIA AL

CORTE

ALTA RESISTENCIA

LATERAL

ALTA RESISTENCIA A LA ABRASIÓN

ALTA RESISTENCIA AL

CORTE

ALTA RESISTENCIA

LATERALCORTE

ALTA RESISTENCIA A AGENTES QUÍMICOS PREVIENE

CRECIMIENTO VEGETACIÓN

ALTA CAPACIDAD DE DRENAJE

LATERAL

PRINCIPALES PROPIEDADES

CORTE

RESISTENCIA A AGENTES

QUÍMICOSPREVIENE

CRECIMIENTO VEGETACIÓN

ALTA CAPACIDAD DE DRENAJE

LATERAL

PRINCIPALES PROPIEDADES

Resultados de los ensayos mecánicos

• Valores del ensayo de Los Angeles LA similares a los obtenidos con áridos de alta calidad (entre 15 y 20). Usualmente, los valores límite utilizados para balasto se encuentran entre 20 y 25, mucho más restrictivos que aquellos exigidos para subbalastoy capa de forma.

• Alta resistencia a la abrasión confirmada por los excelentes resultados obtenidos en los ensayos Microdeval (MD) y Valor de Pulimiento Acelerado -Polished Stone Value- (PSV). Los tests resultaron en un MD por debajo de 20 y un PSV entre 57 y 65, clasificándolos

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Los tests resultaron en un MD por debajo de 20 y un PSV entre 57 y 65, clasificándolos dentro de la categoría de “áridos de alta resistencia”.

• Ofrece un 100% de caras fracturadas, lo que garantiza una excelente trabazón entre partículas.

• Las pruebas de expansividad acelerada de acuerdo a la norma UNE-EN 1744-1 es de 0.3% tras 168 horas.

• Por consiguiente, se cumplen los requisitos para su uso en capa de forma y subbalasto, según las normas férreas estándar.

Resultados de los ensayos químicos

• A pesar de que el árido siderúrgico SFS-Rail, al contrario que la escoria blanca, no se considera peligroso para el medio ambiente, se han llevado a cabo ensayos de lixiviación para confirmar dicha hipótesis.

• El principal objetivo de un ensayo de lixiviación es cuantificar la movilidad de las sustancias químicas (contaminantes o no) contenidas en el árido.

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• Los tests se han llevado a cabo con arreglo a la norma europea EN 12457, en la cual el árido siderúrgico SFS-Rail es sumergido en agua y se monitoriza el liberación de sustancias químicas.

• El criterio de análisis consiste en clasificar el árido siderúrgico SFS-Rail como inerte o peligroso según una tabla de valores límite de concentración para cada sustancia química liberada. Estos valores límites pueden variar según la norma considerada.

• Los valores obtenidos de los análisis muestra que el árido siderúrgico SFS-Railcumplió los requisitos del Decreto 32/2009 del Gobierno de Cataluña.

Validación en tramo de prueba

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• Se ha realizado un tramo de prueba en la red ferroviaria española en las cercanías de Barcelona, dividido en tres secciones bien diferenciadas.

• 50 m dónde la capa de subbalasto y la de forma se han diseñado con la aplicación

• 50 m dónde la capa de subbalasto y la de forma se han diseñado con la aplicación del SFS-Rail.

• 50 m dónde la capa de subbalasto se constituye de SFS-Rail y la de forma con árido convencional.

• 50 m con árido convencional (sección de control).

Validación en tramo de prueba Nº Expediente: PTR-2014-0351

• Un plan de monitorización exhaustivo se está llevando a cabo, incluyendo el control de la geometría y asiento de la vía (alineación, espesor de las capas, resistencia, densidad y humedad), el control de las tensiones provocadas por el tráfico (distribución de tensiones transmitidas a la plataforma) y el control de la deflexión del carril.

• Los resultados de campo se compararán con las estimaciones realizadas por un programa especializado de elementos finitos.

Conclusiones

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• El uso de escoria siderúrgica en vías férreas está reconocido pornormativa internacional (Canadá, Brasil, ...), código UIC , etc. Se debencumplir los mismos requerimientos que un árido convencional, pero debecomprobarse la expansividad y la lixiviación. Si se utiliza el tipo adecuadode escoria, este problema está solucionado.

• Los áridos siderúrgicos SFS-Rail tienen excelentes propiedades: ofrecen• Los áridos siderúrgicos SFS-Rail tienen excelentes propiedades: ofrecenun alta resistencia a la abrasión, resistencia lateral, resistencia a agentesquímicos y ambientales, previene el crecimiento de vegetación nodeseada, etc.

• Asimismo, proporciona una solución ambientalmente sostenible para lasescorias de acería, evitando su envío a vertedero.

• Ofrece un coste competitivo en comparación a áridos convencionales.

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Muchas gracias por suatenciónatención