Tecnología Del Asfalto Origen y Composición Del Asfalto (1)

Universidad Peruana Los Andes Faculta de Ingeniería

INTRODUCCIÓN

El present presente e trabajo trabajo de investi investigac gación ión nos introdu introduce ce en el campo campo de la tecnolo tecnología gía del asfalto. Indicando los antecedentes es decir el origen y evolución del asfalto así como su composición y aplicación en trabajos de ingeniería. Este trabajo también tiene como propósito un mayor entendimiento sobre la composición química y física del asfalto; más que un trabajo experimental es una recopilación teórica acerca del tema. iend iendo o este este tema tema extre extremad madame amente nte amplio amplio!! por por la compl compleji ejidad dad y la varie variedad dad en la composición del asfalto; es necesario tener en cuenta algunos aspectos generales acerca del tema antes de darle inicio. Es por esto que se "aga una breve "istoria sobre el uso del asfalto en la "istoria del "ombre. #e igual forma se "ace una enumeración de las funciones del asfalto para "acer resaltar la gran gama de uso y productos que se pueden generar gracias a su composición química y sus propiedades físicas. Es de suma importancia para el entendimiento de su composición físico$química saber de dónde proviene o como se obtiene el asfalto; por dic"a ra%ón se le dedica una sección del trabajo a los métodos para la obtención del asfalto. &na ve% entendidos estos conceptos se pasa a la explicación de los métodos usados en el laboratorio para establecer las propiedades del asfalto.

Tecnología Tecnología del Asfalto – Trabajo Trabajo Grupal


RESUMEN

El origen del término viene a cuenta del 'ago (sfaltities )el *ar *uerto+ en la cuenca del ,ío -ordán en donde su presencia es predominante. ero además del mencionado 'ago! el asfalto! en estado totalmente natural es factible de ser "allado en las lagunas de algunas cuencas petroleras formando una me%cla compleja de "idrocarburos sólidos! tal es el caso del lago de /uanoco! en 0ene%uela! el lago de asfalto más largo del mundo entero con una extensión de cuatro 1ilómetros cuadrados y 23 millones de barriles de asfalto natural. 4tro lago similar que le sigue en importancia es el de 'a 5rea en la Isla 6rinidad.

i bien resulta ser sencilla la obtención del mismo y en materia de calidad el asfalto natural no tiene competencia! desde "ace ya muc"o tiempo y por una estricta cuestión económica no se lo explota sino que se lo obtiene en las refinerías petroleras como subproducto.

Entre los usos que se le da al asfalto existen dos muy importantes! por un lado! como mencionamos! para la construcción de pavimentos de carreteras y autopistas! por sus características ad"erentes! co"esivas y altamente resistentes que permiten que reciba cargas importantes y permanentes. 7 también como impermeabili%ante de tec"os! por ejemplo! ya que es muy poco sensible a la "umedad y da resultados efectivos contra la acción del agua que proviene de las lluvias.

'os asfaltos son me%clas complejas de "idrocarbonos variando en el caso de los cementos

asfaltos

semisólidos

de

materiales

de

bajo

peso

)aproximadamente 899+ a materiales de alto peso molecular )más de 3!999+.

Tecnología del Asfalto – Trabajo Grupal

molecular


#iferentes cementos asfálticos clasificados dentro de un mismo tipo por ejemplo :3<99 de penetración aunque tengan la misma consistencia a =3>? pueden tener una composición

química

muy

diferente lo que

produce

que

tengan diferentes

características de susceptibilidad a la temperatura! de carga deformación! etc.

Es suficiente decir que cada material es bastante complejo en sí mismo y que varían considerablemente con respecto a otros en cuanto a su composición química.



PREGUNTA DE INTERES DEL TEMA ¿Qué es el Asfalto? Es un "idrocarburo pesado producido en las refinerías de petróleo! de estructura molecular muy compleja denominada macromolécula! con alto peso molecular! altamente viscoso! con propiedades especiales aglutinantes y de ad"erencia.

¿Cómo se producen los asfaltos? 'os asfaltos se producen a partir del procesamiento del petróleo crudo en la refinería de petróleo. El proceso consiste en una separación física de los componentes "idrocarburos presentes en el crudo! los cuales son separados por diferencia de puntos de ebullición en columnas de destilación primaria y de vacío. )Esto se logra calentando el petróleo crudo en "ornos "asta niveles del orden de @89AB )88= A?+ y 289AB )8:2A?+! respectivamente+. 'os asfaltos se producen a altos niveles térmicosC los cementos asfálticos se producen a temperaturas del orden de 899A a 889AB y los líquidos de
¿Cuál es la constitución Química del asfalto? Existen D constituyentes químicos que deben estar presentes en un asfaltoC olar (romáticos! afteno(romáticos! arafinas y (sfáltenos. ara que un ligante asfáltico tenga buena consistencia y buenas características para pavimentación! es necesario que estos D componentes genéricos estén presentes en proporciones idóneas! constituyendo la llamada Base (sfaltena )(sfáltenos+ y Base *altena )olar (romáticos! afteno(romáticos y arafinas+. ( estos compuestos! también se le conoce como (,( )aturados! (sfáltenos! ,esinas y (romáticos+.



OBJETIVOS •

4bjetivo general



?onocer el origen del asfalto! la evolución y sus aplicaciones en la ingeniería.

•

4bjetivo especifico 

,econocer los componentes que conforman el asfalto  determinar los tipos de componentes fisicoquímicos se utili%an en el asfalto Indicar mas objetivos



JUSTIFICACIÓN

El deterioro del pavimento está altamente influenciado por condiciones climáticas severas! alto volumen de tráfico y cargas excesivas en los

camiones! así como

también por la calidad de su construcción y su mantenimiento; el deterioro de los pavimentos se acelerará después de varios aFos de servicio pero una re"abilitación a tiempo con tratamientos como la adición de una nueva capa de rodadura! el reciclaje o la recuperación de los asfaltos envejecidos pueden devolver la calidad del pavimento y extender la vida Gtil de la carretera.

Es por ello que se hace importante conocer las propiedades del asfalto con el propósito de rehabilitarlo mediante procesos físicos y químicos con el fin de restaurar en un alto porcentaje las propiedades iniciales.



CONTENIDO 1 !"# $E% A"&A%'# E( %A A(')*+E$A$ El asfalto es un componente natural de la mayor parte de los petróleos. 'a palabra asfalto! deriva del acadio! lengua "ablada en siria! en la orillas del 6igris superior! entre los aFos

e puede considerar que el


, ¿Q!- E" !( A"&A%'#? 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 y tiene propiedades cementantes a temperaturas ambientales normales. (l calentarse se ablanda gradualmente "asta alcan%ar una consistencia líquida. Estos puden tener dos orígenes; los derivados del petróleo y los naturales.

'os asfaltos naturales! se "an producido a partir del petróleo! pero por un proceso natural de evaporación de las fracciones volátiles! dejando las asfálticas solamente. Estos pueden encontrarse como escurrimientos superficiales en depresiones terrestres! dando origen a los lagos de asfalto! como los de las islas de trinidad y bermudas. 6ambién aparecen impregnando los poros de algunas rocas! denominándose rocas asfálticas. (sí también se encuentran me%clados con elementos minerales! como pueden ser arenas y arcillas en cantidades variables! debiendo someterse a posteriores procesos de purificación! para luego poder ser utili%adas en pavimentación. En la actualidad! no es muy utili%ado este tipo de asfalto por cuanto adolece de uniformidad y pure%a.



'os asfaltos más utili%ados en el mundo "oy en día! son los derivados del petróleo! los cuales se obtienen por medio de un proceso de destilación industrial del crudo. ,epresentan más del N9R de la producción total de asfaltos. 'a mayoría de los petróleos crudos contienen algo de asfalto y a veces en su totalidad! sin embargo existen algunos petróleos crudos que no contiene asfalto. En base a la proporción de asfalto que poseen. 'os petróleos se clasifican enC 

etróleos crudo de base asfáltica  etróleos crudos de base parafinica  etróleos crudos de base mixta)parafina y asfalto+

. &isicoquímica del Asfalto

'a composición del asfalto es una HEnciclopediaJ de Suímica 4rgánica. En un análisis detallado de los asfaltos encontramosC saturados! anillos nafténicos y aromáticos! sencillos o mGltiples! radicales ácidos! alde"ídos! cetonas! está constituido por cadenas de eso *olecular de "asta =99.999.

'a composición química de los asfaltos es muy compleja! básicamente está constituida por cadenas de moléculas compuestas fundamentalmente por carbono! "idrógeno! a%ufre! oxigeno! nitrógeno y complejos de vanadio níquel! "ierro! calcio y magnesio.



'a composición específica de un asfalto en particular dependerá de la procedencia del petróleo crudo del cual procede. El

análisis químico

del

asfalto es

muy

laborioso!

sin

embargo! es

posible distinguir dos grandes grupos que lo constituyenC los asfaltenos y maltenos.

#entro del grupo de los maltenos! podemos distinguir a tres grupos estructurales con propiedades definidas y son los saturados! aromáticos y resinas.

/ Estructura Química de los Asfaltos ?uando el asalto es disuelto en n"eptano! los materiales duros son precipitados! estos materiales son llamados asfaltenos! nombre propuesto por 5oussingault en <:82. Existen otras fracciones asfálticas precipitadas por otros solventes! pero esta es la mejor manera de distinguir a estos materiales como insolubles en npentano. 'as sustancias solubles en n"eptano se denominan en general petrolenos! también llamados máltenos. 'as 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 desorción del mineral por solventes previamente seleccionados. 'os carbonos son materiales duros presentes en los asfáltenos de algunos asfaltos. Estos son solubles en desulfuro de carbono pero insolubles en tetracloruro de carbono.



/1

A"&A%'E(#" on estructuras complejas de compuestos aromáticos de color negro o marrón que contienen además del carbón otros elementos químicos tales como nitrógeno! a%ufre! oxígeno ! en general ! son compuestos polares! de alto peso molécula

/,

0A%'E(#"



on sustancias solubles en normal ""eptano y está constituido por resinas! saturados y aromáticos.

/,1

"A'!A$#" on cadenas lineales y ramificadas! saturadas! no polares 

/,,

A#02')C#" 'os aromáticos constituyen entre el D9 y @3 R de la composición total de los asfaltos! son las fracciones de menor peso molecular en la estructura de los asfaltos! representan la mayor proporción de los dispersantes de los asfáltenos pepti%ados. 'os aromáticos son compuestos donde predominan las moléculas insaturadas de peso molecular de entre 899 a =999! no polares! con especial capacidad para actuar como disolventes de otras cadenas "idrocarbonadas de alto peso molecular.



/,.

E")(A" on compuestos muy polares de color marrón o marrón claro! sólido o semisólido! soluble en n"eptano y! al igual que los asfáltenos! son compuestos de carbón! "idrógeno y cantidades menores de nitrógeno! oxígeno y a%ufre. 'as resinas son materiales muy ad"esivos y actGan como dispersantes o pepti%antes de los asfáltenos.



CONCLUSIONES



RECOMENDACIONES



CONCLUSION



BIBLIOGRAFÍA



"ttpCTTUUU.repsol.comTpeVesTproductosVyVserviciosTproductosTpeasfaltosTfisicoq

uimicaTcomposicionT#efault.aspx  "ttpCTTasfaltos.petroperu.com.peTasfaltosVdescripcion."tml  6"e (sp"alt institute! *anual del (sfalto! roductos (sfálticos .(.! *adrid! EspaFa.


ANEXOS


Tecnología Del Asfalto Origen y Composición Del Asfalto (1)

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