¿PARA QUÉ TANTO CONTROL DE CALIDAD EN EL ASFALTO, SÍ CON UN ENSAYO DE PENETRACIÓN ME LA JUEGO?
Escrito por: Ing. Rafael
Ernesto Villegas Villegas
Para los que trabajamos con pavimentos en la región se nos
hace común oír estas frases: "para que cambiar si siempre lo hemos hecho
de la misma forma", "las carreteras de antes se construían así, y
duraban", son comentarios de quienes se oponen rotundamente a una
evolución en el control de calidad de asfaltos. Hablo de penetración porque fue
una de las primeras pruebas que se le hicieron al asfalto (haciendo relucir el
control de calidad con ensayos empíricos).
Para comenzar a ver el ¿por qué? de la evolución de control
de calidad, es importante remitirse al inicio de la industria del asfalto. Las
primeras pruebas al asfalto fueron las siguientes:
En este punto estoy seguro de que surge en el lector la
pregunta: ¿Por qué las carreteras duraban tanto con tan pocos controles de
calidad? Antes de tratar de contestar la pregunta, es necesario definir que
estamos hablando de asfalto, o sea, el producto extraído de la refinación del
petróleo que unido a las piedras o agregado conforman la mezcla asfáltica que
vemos en carretera.
Lo primero que se debe hacer es definir qué es el
asfalto, generalmente algunos suponen que el asfalto es "el mismo de ayer,
hoy y siempre", para algunos otros es el principal culpable del deterioro
de los pavimentos, para otros pocos la "caja negra" del colapso del
proyecto vial y para muchos, un material con muchas bondades para la
construcción de carreteras, pero es complejo de comprender y más aún de
evaluar. El asfalto en sí mismo es un derivado del petróleo, cuya función es
mantener unidas las piedras en la mezcla asfáltica y brindar a la carretera
propiedades de confort y seguridad para el usuario. Teniendo claro lo anterior
y por complejidad del asfalto, es importante definir en este punto algunos de
los factores de los que depende el material para su óptimo desempeño:
La fuente: Las características de los asfaltos varían inclusive entre
dos yacimientos que estén próximos. Esto brinda la primera señal de alerta, no
se puede generalizar el comportamiento de este material, sobre todo a sabiendas
de que existen fuentes diversas de asfalto. Por esta razón se debe evitar
mezclar asfalto de diferentes lotes o procedencias lo cual sucede muy a menudo
en las plantas de producción en donde cada despacho de asfalto se descarga en
un mismo tanque de almacenaje, llegando a tener una combinación de asfaltos de
diferentes propiedades, formando finalmente una mezcolanza de características;
por eso es importante realizar un estricto control de calidad de cada lote de
asfalto a utilizar.
Fuente: https://www.diariolaprovinciasj.com
El proceso de refinación: Este es un punto crítico en la calidad del asfalto. Como
es sabido el alto precio de los combustibles (gasolina, diésel, etc.) hace que
sean el producto más apetecible de la industria petrolera. El asfalto (betún o
ligante en otros países) es el residuo de la destilación del petróleo, por tanto,
en la búsqueda de extraer la mayor cantidad de combustible posible por volumen
de petróleo, por lo que se emplean procesos de refinación cada vez más
rigurosos y por ende suscitan que la calidad del asfalto sea inferior. Lo
anterior produce que los asfaltos contengan menos fracciones livianas y sean
cada vez más rígidos.
https://engineerchm.wordpress.com/blog/
Proceso de Refinación del Petróleo.
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La
composición química: Los
asfaltos en general tienen en común tres características básicas: su color
(normalmente negro), su consistencia (normalmente semisólida) y su capacidad de
adherencia (más o menos adherente, dependiendo de cada asfalto). El asfalto en
sí es una mezcla compleja de hidrocarburos. Esto quiere decir que el asfalto es
heterogéneo, por tanto la composición química de los asfaltos es variable y, en
consecuencia, no es factible generalizar su comportamiento. Por tanto, el
estudio de las características químicas del asfalto es esencial, si se toma
como premisa que la refinación es cada vez más exhaustiva, entonces es de
esperar que la composición química cambie, provocando que los asfaltos sean
cada vez más rígidos, trayendo como consecuencia:
- Asfaltos más susceptibles a la oxidación en menor
tiempo de servicio, lo que implica que el asfalto se vuelva más rígido y
quebradizo, lo que aumenta la probabilidad a la fatiga y al daño por humedad.
- Necesidad de modificar los asfaltos para un mejor
desempeño de los mismos. Aquí es importante detenerse un momento y aclarar que
existen gran cantidad de polímeros y no son una receta mágica, el tipo, la composición
entre otros deben ser propicios para el tipo de asfalto a modificar y los
equipos disponibles para efectuar la modificación. Además, es transcendental
tener en cuenta que los asfaltos modificados deben diseñarse para la necesidad
del proyecto a construir (temperatura ambiental, carga vehicular a soportar,
compatibilidad con el asfalto, cantidad idónea de polímero a usar, entre otros
factores a tomar en cuenta).
- Es posible que, por el cambio en las propiedades,
producto del cambio en la composición química, se necesite producir mezclas
asfálticas con mayores contenidos de asfalto a los utilizados al presente.
Daño por humedad
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El clima: Es esencial para la vida útil del asfalto conocer
detalladamente el clima (temperaturas, lluvia, humedad ambiente) de la zona del
proyecto, el cambio climático ha producido altos gradientes de temperatura,
cantidad de lluvia, que inciden directamente en el cambio en la respuesta del
material (asfalto, agregados y modificantes), haciendo más complejo el diseño
de la carpeta asfáltica. Por otro lado, la alta incidencia de radiación
ultravioleta sobre el asfalto hace que el proceso de oxidación del material se
acelere, acortando la vida útil del mismo.
Respuesta
mecánica: El asfalto es un material que a temperaturas bajas se
comporta casi como un sólido (a temperatura ambiente fluye muy lentamente) y a
temperaturas altas se comporta casi como un líquido (material fluido), pero qué
por lo general, a temperaturas intermedias, presenta un comportamiento
viscoelástico (con un comportamiento entre sólido y líquido). Por tanto, un asfalto con mayor rigidez ofrece mayor
resistencia a la deformación permanente, sin embargo, un asfalto con
menor rigidez mejora la resistencia al daño por fatiga. Esto
quiere decir que su comportamiento se rige por una mezcla entre la mecánica de
sólidos y la mecánica de fluidos, haciéndolo más complejo de predecir por los
métodos tradicionales de caracterización (grado de penetración y grado de
viscosidad).
La especificación:
Es importante recalcar que indiferentemente del volumen de la compra, se requiere el
cumplimiento de la especificación. Es indispensable especificar las características
deseables del asfalto, según los
requisitos de diseño del proyecto. Las especificaciones deben como mínimo contemplar: temperatura de
servicio, nivel de tránsito, resistencia a la deformación permanente y al
agrietamiento -incluyendo el proceso de la oxidación-. Desde el punto de vista
del comportamiento mecánico del material la reología es la herramienta que
puede evaluar correctamente el desempeño del asfalto. El gran problema que se
tiene en cuanto a las especificaciones es que muchas veces las utilizadas no
capturan el comportamiento del material a cabalidad, son obsoletas y lo más
complicado se hacen mezclas de especificaciones que no son consistentes entre
sí y muchas veces se contradicen (grado de penetración, grado de
viscosidad y grado de desempeño). Desde el punto de vista del desempeño
mecánico, tal y como lo enseñaban los primeros cursos de mecánica, la
especificación debe contemplar un esfuerzo controlado y cuantificado aplicado a
la muestra, y por ende una respuesta cuantificada en dominio del tiempo,
temperatura, velocidad y frecuencia de carga, de no contar con estos requisitos
mínimos estamos delante de una prueba empírica.
El tráfico:
Este es el punto más sencillo de explicar, el tráfico de hoy no es el mismo del
de antes, el flujo de vehículos y las cargas han aumentado exponencialmente,
sometiendo a la carretera a niveles de exigencia muy superiores a las de
antaño.
Izquierda Carretera General Cañas años 70,
a la derecha en la actualidad.
Construcción y diseño:
Aunque se ha considerado a lo largo de
los años que el control de calidad del asfalto no tiene un peso significativo
en los procesos de diseño y construcción, en la realidad el empleo de las
propiedades fisicoquímicas y reológicas si tiene serias implicaciones, pues
ante un proyecto vial fallido, al asfalto es al primero que se le atribuyen las
culpas, sin embargo muchas veces el verdadero culpable es el diseño de la
carretera y las intervenciones realizadas a la misma. A modo de ejemplo la mala
práctica de colocar mezcla asfáltica bajo la lluvia produce problemas de
compactación, aumenta el porcentaje de vacíos, la hace susceptible a la
deformación, más propensa al daño por humedad y por ende la vida útil de la
carpeta asfáltica se ve disminuida.
Tomando
en cuenta estas consideraciones expuestas anteriormente y si usted lector fuera
el responsable de la compra o manipulación de asfalto para un proyecto vial,
inclusive, si tuviera la responsabilidad de importar el asfalto para el país,
le quiero hacer la siguiente pregunta:
¿Se la juega usted con un ensayo penetración?
usted tienes razón en todo lo que dice, y estoy de acuerdo en todos esos puntos, pero muchas veces, estamos en medio de una licitación publica o privada, y como están participando diferentes contratistas, y de acuerdo a la ética que tengan los licitadores, no le va a importar el control de calidad, porque eso le encarece la obra, y solo le interesa que peguen o pongan el asfalto, y asi se economizan mucho dinero. Y si tienen que asfaltarla en un año, vuelven y lo hacen, por que solo quieren dinero. En cambio, cuando se contrata una compañia de suelo, para que hagan todos los estudios pertinentes, desde que los materiales pétreos llegan a la planta de asfalto y de asi hasta que se compacten en el campo, esto si va arrojar un excelente pavimento, lo que va obligar al contratista a trabajar mejor. Me gusto su observaciones. Soy ingeniero civil de Republica Dominicana. Si puede envieme este material a mi correo ingquennyperalta@gmail.com
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