Cul es el origen del asfaltoEl asfalto es un componente natural de la mayor parte de los petrleos. La palabra asfalto, deriva del acadio, lengua hablada en Asira, en las orillas del Tigris superior, entre los aos 1400 y 600 A.C. en esta zona se encuentra en efecto la palabra Sphalto que significa lo que hace caer. Luego la palabra fue adoptada por el griego, pas a latn y, ms adelante, al francs (asphalte), al espaol (asfalto) y al ingls (asphalt). Estudios arqueolgicos, indican que es uno de los materiales constructivos ms antiguos que el hombre ha utilizado.En el sector de la construccin, la utilizacin ms antigua se remonta aproximadamente al ao 3200 A.C. excavaciones efectuadas en TellAsmer, a 80 km al noroeste de Bagdad, permitieron constatar que los Sumerios haban utilizado un mastic de asfalto para la construccin, dicho mastic, compuesto por betn, finos minerales y paja, se utilizaba en la pega de ladrillos, en la realizacin de pavimentos interiores y como revestimiento impermeable. Los Egipcios le haban encontrado otra aplicacin al betn, como relleno del cuerpo en trabajos de momificacin, prctica que se extiende aproximadamente hasta el ao 300 A.C. Los rabes desarrollaron un uso medicinal al asfalto, el cual se extendi hasta nuestra poca.El betn natural fue descubierto a mediados del siglo XVI, en la isla de Trinidad, por Cristbal Coln, un siglo ms tarde, Sir Walter Raleigh qued asombrado ante este lago de betn y tom posesin de el para la Corona Britnica. Mientras tanto, en 1712, el griego Eirini D`Eyrinis hizo otro descubrimiento: el yacimiento de asfalto de Val de Travers en Suiza y luego el yacimiento de Seyssel en el Valle de Rdano, a partir de estos yacimientos se elaboro el mastic de asfalto, aplicado a revestimientos de caminos y senderos.Sin embargo, el primer antecedente en el cual se uso un tipo de asfalto fue en Francia en 1802. En 1824, la firma Pillot et Eyquem comenz a fabricar adoquines de asfalto, que en 1837 se utilizaron para pavimentar la Plaza de la Concordia y los Campos Elseos en Pars.En 1852, la construccin de la carretera Paris Perpian utiliz el asfalto Val Travers, significando el comienzo de una nueva forma de construccin vial. En 1869, se introduce el procedimiento en Londres (con asfalto de Val de Travers), y en 1870 en Estados Unidos con similar ligante. Desde esta poca, el asfalto se implant slidamente en las vas urbanas y propici su uso vial. La construccin del primer pavimento, tipo Sheet Asphalt, ocurre en 1876 en Washington D.C., con asfalto natural importado. En 1900, aparece la primera mezcla en caliente, utilizada en la rue du Louvre y en la Avenue Victoria en Pars, la cual fue confeccionada con asfalto natural de la isla de Trinidad. A partir del ao 1902, se inicia el empleo de asfaltos destilados de petrleo en los Estados Unidos, que por sus caractersticas de pureza y economa en relacin a los asfaltos naturales, constituye en la actualidad la principal fuente de abastecimiento. Finalmente, en Mxico, desde 1920, se han realizado diversas pruebas con varios materiales para ser utilizados en riegos superficiales y profundos. Las emulsiones asflticas se utilizaron por primera vez en las carreteras en los aos treinta, pero fue hasta los aos setenta cuando debido a la crisis energtica, se incrementan los estudios de este tipo de materiales asflticos llamados emulsiones.

Cules son los componentes qumicos del asfaltoComposicin

La composicin del asfalto es una Enciclopedia de Qumica Orgnica. En un anlisis detallado de los asfaltos encontramos: saturados, anillos naftnicos y aromticos, sencillos o mltiples, radicales cidos, aldehdos, cetonas, est constituido por cadenas de Peso Molecular de hasta 200.000.La composicin qumica de los asfaltos es muy compleja, bsicamente esta constituida por cadenas de molculas compuestas fundamentalmente por carbono, hidrgeno, azufre, oxigeno, nitrgeno y complejos de vanadio nquel, hierro, calcio y magnesio.La composicin especfica de un asfalto en particular depender de la procedencia delpetrleo crudo del cualprocede.El anlisis qumico del asfalto es muy laborioso, sin embargo, es posibledistinguir dos grandes grupos que lo constituyen: los asfaltenos y maltenos.Dentro del grupo de los maltenos, podemos distinguir a tres grupos estructurales con propiedades definidas y son los saturados, aromticos y resinas.-Asfaltenos: son insolubles en N-Heptano, materiales aromticos altamente polares y complejos de alto peso molecular. Confieren dureza y viscocidad al asfalto. -Resinas: muy polares, dispersan a los asfaltenos. -Aromticos: son las molculas de menor peso molecular en el asfalto, son el medio en el que estn dispersos los asfaltenos. Son no polares y buenos solventes. - Aceites saturados: cadenas lineales y ramifecadas de hidrocarburos alifticos. Son aceites viscosos no polares.

Estructura Qumica de los AsfaltosCuando el asalto es disuelto en n-heptano, los materiales duros son precipitados, estos materiales son llamados asfaltenos, nombre propuesto por Boussingault en 1837. Existen otras fracciones asflticas precipitadaspor otros solventes, pero esta es la mejor manera de distinguir a estos materiales como insolubles en n-pentano.Las sustancias solubles en n-heptano se denominan en general petrolenos, tambin llamados maltenos. Las resinas se encuentran en los petrolenos, pueden ser parcialmente precipitadas por algunos solventes o adsorbidas de los petrolenos por medio de arcillas u otras minerales activados, estas resinas, previamente adsorbidas, pueden pasar a un proceso de desorcin del mineral por solventes previamente seleccionados.Los carbenos son materiales duros presentes en los asfaltenos de algunos asfaltos. Estos son solubles en disulfuro de carbono pero insolubles en tetracloruro de carbono.

Componentes para un asfalto diluido:TABLA 1.1Componentes de un asfalto diluido

FRACCIONPESO MOLECULARC/HCANTIDAD, %

ASFALTENOS10009-1010-20

MALTENOS:

a. RESINAS800810

b. ACEITES600670-80

AsfaltenosSon estructuras complejas de compuestos aromticos de color negro o marrn que contienen adems del carbn otros elementos qumicos tales como nitrgeno, azufre, oxgeno , en general , son compuestos polares, de alto peso molecular.MaltenosSon sustancias solubles en normal h-heptano y est constituido por resinas, saturados y aromticos.Son compuestos muy polares de color marrn o marrn claro, slidos o semislidos, solubles en n-heptano y, al igual que los asfaltenos, son compuestos de carbn, hidrgeno y cantidades menores de nitrgeno, oxgeno y azufre. Las resinas son materiales muy adhesivos y actan como dispersantes o peptizantes de los asfaltenos.

AromticosLos aromticos constituyen entre el 40 y 65 % de la composicin total de los asfaltos, son las fracciones de menor peso molecular en la estructura de los asfaltos, representan la mayor proporcin de los dispersantes de los asfaltenos peptizados. Los aromticos son compuestosdonde predominan las molculas insaturadas de peso molecular de entre300 a 2000, no polares, con especial capacidad para actuar como disolventes de otras cadenas hidrocarbonadas de alto peso molecular.SaturadosSon cadenas lineales y ramificadas, saturadas, no polares.

Estructura Fisicoqumica del Asfalto

Reologa

Es la ciencia que estudia el flujo o la deformacin de los materiales. El nombre fue propuesto hace ms de setenta aos por el Dr. E.C. Bingham del Lafayette College de los EE.UU de Norte Amrica. Bingham es considerado uno de los padres de la reologa.Propiedades reolgicas ms importantes:Consistencia/Viscosidad A temperatura intermedia- Penetracin a 25C:- Base para la clasificacin de los asfaltos por penetracin: CA 40/50, CA 60/70, CA 85/100, CA 120/150.- Controlan los criterios de mezcla. A temperatura alta- Punto de Reblandecimiento (Anillo y Bola, Punto de Ablandamiento) o Viscosidad60C. A temperatura baja- Punto de Fragilidad FraassSusceptibilidad trmica- ndice de penetracinTrabajabilidad-Relacin Viscosidad/TemperaturaSeguridad-Puntode Inflamacin Cleveland (vaso abierto-COC)Durabilidad - Envejecimiento-Valores tras TFOT/RTFOT

Cules son los ensayos qumicos que se realizan al asfaltoEn el Peru el estado cuenta con moderno laboratorio en Refinera La Pampilla, as como el respaldo internacional del Centro de Investigacin Tecnolgico de la casa matriz de Repsol en Madrid-Espaa, se hacen los siguientes ensayos:

PenetracinEs una medida de la consistencia del asfalto realizada generalmente a 25C. El valor de la penetracin se expresa en dcimas de milmetro (0.1mm).

DuctibilidadEste concepto est directamente asociado a la capacidad del material de absorber energa. Y este es medido a travs del alargamiento de la probeta hasta su rotura, se estira a una velocidad de 5cm/mn a 25C.

Punto de AblandamientoTemperatura en que el asfalto cambia de un cuerpo semislido a un fluido, y es importante para obtener el valor de ndice de penetracin y el incremento de temperatura para realizar el ensayo es de 5C por minuto.

Punto de Inflamacin - Cleveland Open CupDetemina la temperatura de inflamacin a las condiciones del ensayo.

Ensayo de Viscosidad AbsolutaLa viscosidad absoluta es una propiedad de los fluidos que indica la mayor o menor resistencia que estos ofrecen al movimiento de sus partculas cuando son sometidos a un esfuerzo cortante. Algunas unidades a travs de las cuales se expresa esta propiedad son el Poise (P), el Pascal-Segundo (Pas) y el centiPoise (cP), siendo las relaciones entre ellas las siguienes: Pa-s=10 P= 1000 cP. La Viscosidad Absoluta suele denotarse a travs de la letra griega. Es importante resaltar qeu esta propiedad depende de manera muy imoportante de la temperatura, dsiminuyendo al aumentar sta.

Ensayo de Viscosidad CinemticaLa Viscosidad Cinemtica es la relacin entre la viscosidad absoluta y la densidad de un fluido. Esta suele detonarse como u, po lo cual u =/p. Algunas de las unidades para expresarla son el m2/s, el stoke (St) y el centistoke (cSt), siendo las equivalencias las siguientes: 1 m2/s = 10000 St = 1x106 cSt. Imagnese dos fluidos distintos con igual viscosidad absoluta, los cuales se harn fluir verticalmente a travs de un orificio. Aqul de los fluidos que tenga mayor densidad fluir ms rpido, es decir, aqul que tenga menor viscosidad cinemtica.Susceptibilidad TrmicaVariacin de la consistencia ante cambios de temperatura. Se determina mediante una relacin matemtica entre el Punto de ablandamiento y la Penetracin. Esta normalizado mediante la Norma Espaola UN-104-281 y los valores aceptados se sita entre+2=IP = -2.

Ensayo de la ManchaEl Ensayo de la Mancha tambin conocido como Ensayo de Oliensis pretende determinar la homogeneidad o no de los asfaltos materia del ensayo.Esencialmente consiste en mezclar el asfalto con un disolvente, originalmente nafta y actualmente una mezcla de heptano/xileno y determinar la forma de la mancha de una gota de asfalto en este solvente en un papel de filtro.

Solubilidad en TricloroetilenoEste mtodo de ensayo se refiere a la determinacin del grado de solubilidad en tricloroetileno de materiales asflticos que tengan poco material mineral o que carezcan de l.

Cules son las Caractersticas del asfaltoEl asfalto es un lquido viscoso constituido esencialmente por hidrocarburos o sus derivados, a continuacin nombramos algunas de sus caractersticas: Consistencia: se refiere a la dureza del material, la cual depende de la temperatura. A altas temperaturas se considera el concepto de viscosidad para definirlas (mayor temperaturas, menor viscosidad).

Durabilidad: capacidad para mantener sus propiedades con el paso del tiempo y la accin de agentes envejecedores.

Viscosidad: es una propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan mayor resistencia a fluir en comparacin de un fluido con baja viscosidad que fluye con facilidad. Es importante mencionar que la viscosidad es inversamente proporcional a la temperatura; a mayor temperatura, menor viscosidad. La viscosidad de un asfalto es usualmente medida en un viscosmetro capilar en una manera similar a la que se miden los aceites lubricantes.

Elasticidad: es una propiedad que tienen los materiales para recuperar su forma al finalizar o disminuir la carga que los modifica.

Resistencia al corte: es la capacidad de resistencia a altas temperaturas, la cual se determina con un remetro de corte dinmico, que es el aparato que imprime una fuerza cortante cosenoidal con la que se miden dichas resistencias.Especificacin para un asfalto regular1MASA VOLUMETRICAr2 350 kg/m3

2COEFICIENTE DE DILATACION LINEALa4/ 6x 10-5/C

3MODULO DE ELASTICIDADE1 000 N/mm2

4COEFICIENTE DE DIFUSION DE VAPORD1,6 x 10-5mg/m . h . Pa

5RESISTENCIA RELATIVA A LA DIFUSION DE VAPORm4,4 x 104

6COEFICIENTE DE CONDUCTIBILIDAD TERMICAl0,7 1,15 W/m C

7CALOR ESPECIFICOc1,01 x 103J/kg K

8COEFICIENTE DE ABSORCION DE RAYOS SOLARESa R0,90 W/m

9DISMINUCIN DE RUIDOS DE CHOQUED L7 dB (A) (pour p. 25 mm)

10RESISTENCIA ESPECFICA A LA COND. ELECTRICA : A. ANTIESTATICA B. ELECTRICA1013Ohm/cm104Ohm/cm

11COMPORTAMIENTO AL FUEGOCLASE M2