Origen y clasificación para su uso en las obras de infraestructura carretera
Origen del asfalto
El asfalto es un material bituminoso de color negro, constituido principalmente por asfáltenos, resinas y aceites, elementos que proporcionan características de consistencia, aglutinación y ductilidad; es sólido o semisólido, con propiedades cementantes a temperatura ambiente. Al calentarse se ablanda gradualmente hasta tener una consistencia líquida.
Contar con el asfalto adecuado para el desempeño satisfactorio de las mezclas asfálticas, en conjunto con el material pétreo es fundamental para lograr el servicio esperado de la mezcla asfáltica en el pavimento. De ahí la necesidad de seleccionar el asfalto adecuado para cada obra, en función del clima, la intensidad del tránsito esperado y la velocidad de operación a la que estará sujeta la carretera durante su vida útil y así, obtener el grado de desempeño del asfalto necesario.
Destilación
Para cubrir la demanda de asfalto por parte de la industria de la construcción, se obtiene por medio del proceso de refinación conocido como destilación fraccionada del petróleo crudo. El proceso consiste en obtener el crudo desde el yacimiento por medio de la extracción por bombeo, pasando por un tratamiento para la separación de impurezas oleofóbicas (separación de gases, lodos e impurezas) y posteriormente, su traslado hasta la refinería donde se llevará a cabo el proceso de destilación.
Según sea el caso, el transporte puede realizarse a través de autotanques, tuberías o mediante buques cisterna en alta mar. Una vez en la refinería, se calienta el crudo dentro de una torre de destilación donde se extraen fracciones de este y no productos puros. Cada una de las fracciones se destila a diferentes temperaturas, de manera que las sustancias se van desprendiendo de forma ordenada. Esto se realiza a presión atmosférica y se continúa con una segunda destilación a temperatura más elevada, sujeta al vacío.
Los agentes volátiles del petróleo contienen gas propano, butano y nafta (materia prima para producir gasolina y combustibles como queroseno y diesel). La porción del producto en bruto que no se volatiliza se llama “crudo largo” y se refina adicionalmente en una torre de destilación al vacío. El residuo que se obtiene de esta destilación se conoce como “crudo corto”, dicho residuo se divide en dos, uno es enviado a la planta de reducción de viscosidad o a la hidrodesulfuradora de residuales H-Oil para la producción de combustóleo y el otro a la planta de preparación del asfalto. En la Figura 2 se muestran las etapas de la refinación del petróleo y los usos de cada fracción.
Un factor determinante en la calidad final del residuo de la destilación al vacío es el proceso y la demanda de los diversos materiales, producto de la refinación, así como de la calidad del petróleo extraído de los yacimientos. Las propiedades de los asfaltos obtenidos mediante este proceso tendrán variaciones a lo largo del tiempo, por lo que el comportamiento físico-químico del asfalto presentará una gran variación de acuerdo con dichas propiedades.
Puesto que la composición química del asfalto es muy compleja, cada lote presentará particularidades y no necesariamente tendrá el mismo comportamiento que algún otro lote de producción de asfalto.
Propiedades físico-químicas del asfalto
Las proporciones relativas de los tres componentes del asfalto determinan sus propiedades físicas.
Los asfaltenos van de un 5% hasta un 25%. Son los encargados de proporcionar la dureza a los asfaltos (partículas sólidas), proveen elasticidad, resistencia y adhesión. Los asfaltos con gran presencia de asfaltenos son aquellos que presentan alta viscosidad.
Las resinas (tolueno/metanol) van de un 55% a un 75%. Proporcionan las propiedades cementantes o aglutinantes al asfalto (partículas semisólidas o sólidas a temperatura ambiente, fluidas cuando se calientan, frágiles cuando se enfrían). Proveen la ductilidad del asfalto.
Los aceites (aromáticos toluenos y saturados n-heptano) constituyen de un 5% hasta un 25%, y proporcionan la consistencia adecuada para hacer a los asfaltos trabajables (partículas líquidas incoloras, solubles en la mayoría de los solventes) protegiendo a los asfaltenos y a las resinas de la oxidación. La consistencia de un asfalto con gran porcentaje de este componente será muy fluida.
Comúnmente, estas proporciones son las que presenta cualquier asfalto producto de la refinación, sin embargo, se han encontrado casos atípicos fuera de estos porcentajes.
Derivado de lo anterior, queda claro que el asfalto es un producto variable en cuanto a sus características, por lo que estas deben ser verificadas a través de ensayos de laboratorio de sus propiedades físicas y no de sus propiedades químicas.
• Pemex es el principal productor de asfalto en México.
• La Secretaría de Comunicaciones y Transportes es el principal consumidor de asfalto en México, para las obras de infraestructura carretera.
• Pemex no vende asfaltos directamente a constructores. La paraestatal cuenta con una lista de clientes que se encargan de distribuir el asfalto a lo largo del país.
• Pemex ofrece a sus clientes la calidad del asfalto residuo de la refinación del petróleo, esta es variable de acuerdo con las características que presente el crudo extraído de los diferentes yacimientos.
• Algunos proveedores ofrecen asfalto de transferencia, este corresponde a la calidad del asfalto al salir de la refinería, es decir, el proveedor no interfiere en el control de su calidad y en ocasiones no corresponde a asfalto grado PG 64-22 siendo de menor desempeño, por lo que es necesario hacer los ensayos correspondientes para conocer la calidad que llega a las obras de construcción.
Por: M.I. Juan Manuel Mares Reyes
Director General Adjunto de Desarrollo Técnico
Dirección General de Servicios Técnicos. Centro SCT San Luis Potosí, Secretaría de Comunicaciones y Transportes
