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Transformación industrial en las plantas de mezclas bituminosas
Viernes, 03 Octubre, 2025Un nuevo artÃculo técnico en la web del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas, perteneciente al número 427 de Cimbra, nuestra revista de IngenierÃa Civil. En este caso, analizamos cómo las plantas de mezclas bituminosas se están adaptando a las nuevas necesidades sostenibles, en un ejemplo real expuesto por el autor, el Colegiado Javier Loma.
Introducción
Vivimos un tiempo de profundos cambios en la sociedad, catalizados por los avances tecnológicos, transformaciones sociales y nuevos desafÃos globales. La Industria, como no podÃa ser de otra forma, está obligada a adaptarse a un entorno de constante cambio donde la innovación se convierte en un imperativo para la supervivencia y el crecimiento.
Las demandas sociales viran hacia modelos industriales más sostenibles, en los cuales se modifican los procesos y sistemas para minimizar el impacto ambiental, promover el uso de recursos y fomentar el bienestar social general.
La actividad de la fabricación de mezclas bituminosas forma parte del sector con el objetivo de producir materiales adecuados para la pavimentación de carreteras, de calles y de otras infraestructuras viales que posibilitan el desplazamiento y la comunicación de las personas.
AsÃ, la Construcción ha experimentado avances tecnológicos significativos que han transformado la manera en que se diseñan, construyen y gestionan los proyectos.
En este artÃculo, se presenta un ejemplo de transformación industrial realizado en los últimos cinco años en dos instalaciones de fabricación de mezclas bituminosas de la empresa Padecasa Obras y Servicios S.A., que se encuentran ubicadas en las provincias de Burgos (Rúbena) y de Ãvila (Aldeavieja).
MetodologÃa y desarrollo
El proceso de transformación realizado en las plantas de Burgos y de Ãvila se inicia con un estudio especÃfico de las necesidades de la empresa para abordar el cambio tecnológico, identificando dentro de un plan estratégico digital las necesidades para alcanzar los objetivos marcados. Alguno de los puntos detectados son los siguientes:
- Necesidad de obtener datos fiables en los procesos.
- Mejora de la comunicación entre los equipos/personas.
- Introducción de analÃtica de datos avanzada.
Se establece una planificación efectiva basada en el análisis del estado actual, definiendo actuaciones concretas de manera que se alineen con los objetivos establecidos.
El trabajo presentado se ha realizado sobre los procesos de fabricación de mezclas bituminosas en caliente, existiendo en la actualidad también trabajos en marcha sobre otras fases de ejecución de las obras de pavimentación.
Las dos instalaciones son plantas de fabricación de mezclas bituminosas en caliente, de tipo discontinuo y con producciones de 300 y de 200 toneladas de mezclas a la hora. Hasta el año 2020, las plantas disponÃan de equipos convencionales, con sistemas de control automáticos controlados por un operador especialista a cargo del proceso de fabricación (Jefe de Instalaciones).
En una primera fase, se realizó un estudio detallado de los elementos con mayor relevancia de la planta, clasificándolos por bloques o por secciones con el objetivo de conseguir la información importante que estaba siendo o podÃa ser, generada en cada caso. Esta división se realizó para los siguientes bloques:
- Alimentación de áridos en frio.
- Quemador.
- Sistemas de extracción de filler.
- Clasificación de los áridos en caliente.
- Mezclador.
- Tanques de betún.
- Silos de almacenamiento de filler.
Para cada uno de los equipos, se ha diseñado un complejo sistema de sensores que permitan obtener de todos los dispositivos toda la información posible sobre su estado y sobre el funcionamiento de los equipos, permitiendo conocer en cada momento su participación en la fase de producción.
Toda esta información, que es recogida por los sensores, ha sido canalizada a través de servidores a diferentes bases de datos desde las cuales se realiza un proceso de análisis para determinar las condiciones y resultados obtenidos en la fabricación.
Para llevar a cabo estos cambios se ha realizado un proyecto de investigación denominado “Sensasfalt: Sensorización y digitalización del proceso de fabricación de mezclas bituminosas en calienteâ€, con número de expediente 2021/INDUSTRIA4.0/016 (Cycasa-Avila) y 2021/INDUSTRIA4.0/020 (Padecasa-Burgos), presentado en la Junta de Castilla y León, en la convocatoria de Industria 4.0 (realizado en los años 2021 y 2022 con una duración de 16 meses y un presupuesto cercano a 600.000 euros).
Este sistema de sensores permite obtener información a tiempo real de todo el proceso de fabricación: temperaturas, caudal de flujo de materiales, condiciones de fabricación, tiempos, emisión de partÃculas a la atmósfera, consumo de materiales y de combustible, etc.
En una segunda fase del plan estratégico tecnológico diseñado, se ha realizado la adaptación de las plantas para la fabricación de mezclas bituminosas sostenibles, incorporando nuevos equipos y dispositivos que permiten fabricar este tipo de mezclas.
En este caso, se ha presentado un proyecto de transformación industrial al Ministerio de Transportes y Movilidad Sostenible, dentro del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (PRTR), con referencia PATSYD/22/00032 y tÃtulo “Transformación industrial de la agrupación Padecasa-Cycasa para la atención de la demanda de pavimentos sostenibles a gran escalaâ€.
Se trata de un proyecto con un presupuesto de 4.3956.730 euros. El proyecto tiene una duración de dos años, iniciándose a mediados de 2022 y terminándose en 2024.
La convocatoria contempla tres partes diferentes:
- Potenciación del asfalto recuperado.
- Adecuación de las instalaciones para el empleo de polvo de caucho.
- Instalación de sistemas de fabricación a menor temperatura.
En el proyecto, se ha dotado a las instalaciones de fabricación y extendidos de diferente tipologÃa de equipos que permiten conseguir alcanzar los objetivos ambientales propuestos en la memoria presentada. Algunos de estos equipos son:
- Desfragmentadores y cribas móviles para el tratamiento del material fresado.
- Acopios cubiertos en plantas para reducir la humedad de los materiales.
- Equipos de planta para fabricar mezclas con menor temperatura y polvo de caucho (incorporación de aditivos sólidos, de aditivos lÃquidos y de espumadores).
- LÃnea independiente para introducir material fresado al mezclador de la instalación.
- Fresadoras de alta tecnologÃa.
- Camiones calorifugados para el transporte de la mezcla.
- Extendedoras con sistemas de control termográfico.
La combinación de los dos proyectos desarrollados en las plantas ha permitido establecer nuevos modelos de trabajos para la fabricación de mezclas bituminosas, enfocados a una fabricación más sostenible, a una mejor gestión de los materiales y a una reducción en el impacto ambiental, obteniendo procesos más ágiles y eficientes, adaptados a las necesidades del mercado y de nuestros clientes.
Del proceso de transformación realizado en las plantas de Burgos y de Ãvila, la obtención de los datos se efectúa a nivel de amasada, facilitando con ello la identificación y la trazabilidad de los componentes, también de las condiciones de uno de los lotes de la fabricación. Se dispone, de esta manera, de información a ese nivel (amasadas) en la producción de las mezclas, asà como del estado de funcionamiento de cada una de las fases establecidas.
La alimentación de los materiales, con una correcta dosificación de los áridos o de la humedad de cada, tiene una influencia directa en los costes finales de la tonelada de mezcla y en las mediciones ambientes. Estas últimas permiten realizar modificaciones en alguno de los puntos medidos para reducir los valores finales obtenidos.
También se optimiza la temperatura de calentamiento, asà como los tiempos de entrada o de mezclado, para mejorar la productividad, consiguiendo materiales con más calidad y, por lo tanto, más sostenibles con mayor durabilidad.
Con toda esta tecnologÃa implantada y en funcionamiento, en las plantas ya se pueden comprobar prácticamente todas las incidencias que suelen producirse, como son las paradas de fabricación por falta de transporte o por una falta de materiales de entrada. También se pueden evaluar, desde diferentes puntos de análisis, como es su posible incidencia en la producción prevista, en el coste final o en los apartados ambientales.
Todos estos datos son utilizados por los departamentos de maquinaria y obras para verificar el correcto funcionamiento de todos los equipos de la instalación y de la obra. El uso de herramientas de análisis de datos y de técnicas de mantenimiento predictivo permite a los equipos anticiparse a posibles fallos, pudiendo asà predecir comportamientos anómalos que puedan dar lugar a averÃas o a problemas en la fabricación.
Este sistema es fundamental para garantizar la eficiencia y la seguridad en las operaciones, identificando patrones de funcionamiento y detectando las posibles desviaciones, asegurando la calidad del producto e incrementando la vida útil de los equipos.
En estos procesos, es importante que el personal se sienta partÃcipe del proyecto, ya que la implementación de estas tecnologÃas puede generar resistencias al cambio.
La participación del personal es necesaria, dado que pueden enriquecer el proceso y mejorar los resultados finales. Por ello, debe posibilitarse la aportación de su punto de vista en la programación y en la estructura de los trabajos que se van a realizar.
Se producen cambios importantes en el desarrollo de todos los trabajos que se realizan en las instalaciones, debiendo entender y aceptar los nuevos sistemas y tecnologÃas empleadas y también su aportación en la realización de todas las operaciones.
Por ello, es crucial proporcionar formación y apoyo para que todo el equipo comprenda y acepte estos cambios, lo cual no solo facilitará la transición, sino que también permitirá al personal sentirse más seguro y competente en el uso de las nuevas herramientas.
Otro apartado que se debe tener muy en cuenta en estos procesos es la calibración para la optimización en la medición que realizan los equipos de la instalación. La alta calidad de los datos es esencial, ya que estos sirven como base para el desarrollo de modelos que pueden influir en decisiones importantes o en la implementación de estrategias que pueden ser utilizados como referencia en los futuros modelos desarrollados. No es suficiente que el equipo mida bien, también se debe verificar su funcionamiento en el entorno en el que debe trabajar.
Resultados y conclusiones
En el año 2021, se inició el proceso de transformación industrial de los equipos y de los sistemas de trabajo en sus instalaciones de fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas.
Este proceso ha requerido un primer estudio de la situación actual y la identificación de las necesidades, asà como definir claramente los objetivos previstos. Se han estudiado diferentes tecnologÃas y planificado su implementación a través de proyectos industriales, asà como las posibles ayudas existentes.
Ha sido necesario involucrar a toda la organización en este proceso, desde la dirección de la empresa a todos los empleados, proporcionando la formación necesaria sobre los nuevos equipos y métodos de trabajo y facilitando su participación en los nuevos modelos.
La colaboración activa del personal en los cambios tecnológicos no solo mejora la probabilidad de éxito del proyecto, sino que también fortalece la cultura organizacional y el compromiso del equipo.
El resultado de este proceso ha sido positivo: se ha conseguido implementar un modelo de trabajo digitalizado en donde los equipos aportan información de todo el proceso a tiempo real y donde se dispone de numerosa e importante información para poder actuar sobre los focos que puedan tener mayor impacto económico y ambiental en cada una de las fases.
Se han establecido relaciones entre algunos de los parámetros para facilitar la reducción de combustible o la variación de los tiempos empleados en la fabricación.
Se ha conseguido una mayor eficiencia operativa en la fabricación, un aumento de la productividad, la mejora de la calidad y la reducción de los costes energéticos. También se ha adoptado una cultura de innovación en la empresa e implementar practicas más sostenibles, reduciendo el impacto ambiental y mejorando la responsabilidad social de la empresa.
Dentro de las actividades de la Cátedra Padecasa-UAX, se han realizado varios cálculos sobre la reducción de la huella de carbono en fabricación mediante la activación de estas medidas, obteniendo valores cercanos al 20 % menores que la fabricación estándar.
El desarrollo tecnológico realizado en la empresa ha sido reconocido en varias ocasiones en el sector, presentando numerosas publicaciones en revistas y congresos sectoriales y recibiendo varios reconocimientos y premios por todas estas actuaciones.
Estos avances nos han permitido situar a Padecasa como un referente nacional e internacional en los sistemas tecnológicos de fabricación de mezclas bituminosas.
La transformación industrial realizada en nuestras instalaciones y equipos no ha hecho más que comenzar, y en la actualidad, se está realizando un proyecto de investigación en la convocatoria Torres Quevedo de la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades para el desarrollo de un gemelo digital de la fabricación de las mezclas bituminosas. La evolución de la tecnologÃa de Inteligencia Artificial o tambien los dispositivos autónomos, con toda seguridad, marcarán una nueva era en nuestra actividad.
BibliografÃa
- XVII Jornada técnica de Asefma. “Sensasfalt: Sensorización y digitalización del proceso de fabricación para la obtención de mezclas bituminosas y procesos productivos más sosteniblesâ€. 13 y 14 de diciembre de 2022. Javier Loma, Jorge Salas.
- XIII Jornada técnica de Asefma. “Experiencias de la sensorización en plantas de fabricación de mezclas bituminosasâ€. 13 y 14 de junio de 2024. Javier Loma, Jorge Salas y Zulema GarcimartÃn.
- XIX Jornada nacional de Asefma. Premio a las mejores prácticas ambientales, Transformación industrial del sector para la obtención de mezclas bituminosas y procesos productivos más sostenibles. Madrid, 28 y 29 de octubre de 2024. Agrupación Padecasa-Cycasa y Cátedra Padecasa-Uax. Javier Loma, Angel Sampedro.
- Jornada de carreteras sostenibles y resilientes. Asociación Técnica de Carreteras. Transformación industrial para conseguir mezclas bituminosas más sostenibles. I Jornada de “Carreteras Sostenibles y Resilientesâ€. Asociación Técnica de la Carretera. Segovia, 25 y 26 de febrero de 2025. Cátedra Padecasa-Uax. Javier Loma, Angel Sampedro.
Autor. Javier Loma Lozano. Director de TecnologÃa y Desarrollo (Padecasa, S.A.).
