El fenómeno de envejecimiento de los asfaltos

Asphalts aging phenomenon

En este trabajo se presenta una revisión actualizada a los resultados del estudio de los procesos de envejecimiento de los asfaltos, encontrados por diversos investigadores, con el fin de profundizar en la comprensión de este fenómeno complejo. Los antecedentes demuestran la evolución del estudio del fenómeno de envejecimiento de los asfaltos, considerado inicialmente como un proceso de endurecimiento físico y progresivamente reconocido como un fenómeno complejo con repercusiones en la durabilidad y las propiedades fisicoquímicas del asfalto. Este documento pretende ser una guía para el emprendimiento de futuras investigaciones relacionadas con el desarrollo de nuevos asfaltos y mezclas asfálticas con propiedades mejoradas.

Introducción

El fenómeno de envejecimiento de los asfaltos altera las propiedades fisicoquímicas del material y por ende la durabilidad de los pavimentos asfálticos, ocasionando pérdidas económicas debido a deterioros prematuros de las carpetas asfálticas; en consecuencia, este fenómeno complejo ha sido ampliamente estudiado durante más de cien años y puede definirse como un proceso lento que involucra cambios en la composición química del asfalto. Youtcheff y Jones (1994) definieron el envejecimiento oxidativo como la reacción de grupos lábiles del asfalto con el oxígeno; sin embargo, este proceso involucra otros cambios a nivel estructural.

Las propiedades del asfalto cambian con el tiempo, y debido a esto las especificaciones utilizadas para el diseño de las mallas viales basadas en las propiedades físicas iniciales no aseguran un buen desempeño después que el asfalto ha sido mezclado con el agregado, aplicado y puesto en marcha para soportar los esfuerzos mecánicos propios del transporte. Durante este proceso de elaboración de una mezcla asfáltica, los  asfaltos  se  oxidan  por  acción del oxígeno del aire y de las altas temperaturas de mezclado, permitiendo que el fenómeno de envejecimiento inicie en forma inmediata, y posteriormente, es inducido por los diversos factores climáticos que inciden en los pavimentos. Por lo tanto, para conseguir carpetas asfálticas con una mayor durabilidad se debe considerar el efecto del cambio en la composición química del  cemento asfáltico en el proceso de mezclado en caliente y durante el tiempo de servicio. Para incluir este efecto antes que nada es necesario estudiar el fenómeno de oxidación del asfalto, ya que de hecho son las características de oxidación del ligante del petróleo las que condicionan el comportamiento y durabilidad del pavimento después de su elaboración, así como la composición química inicial.

El propósito de este artículo es exponer la situación actual del estudio de la influencia del fenómeno de envejecimiento en las propiedades fisicoquímicas del asfalto, el cual es irreversible y promueve la tendencia a formar asociaciones moleculares que  originan diversos problemas durante  la  producción, refinación,  manejo y aplicación de las fracciones pesadas del petróleo, que hacen de éste un tema de gran interés y objeto de investigaciones en los últimos años.