Correlaciones estadísticas para la estimación de propiedades reológicas de asfaltos en estado original y envejecido

Statistical relationships to estimate rheological properties of aged and non-aged asphalts

En este trabajo se presentan las correlaciones estadísticas para la estimación de parámetros reológicos a partir de parámetros químicos, para dos asfaltos colombianos y un asfalto venezolano, sometidos a ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio. Las propiedades reológicas se evaluaron mediante la obtención de curvas maestras (análisis dinámico-mecánico), cuyo comportamiento se ajusta al modelo reológico propuesto por Christensen y Anderson. Los parámetros químicos comprenden la composición genérica (análisis SARA), así como características estructurales y funcionales (análisis FTIR).Las correlaciones obtenidas muestran que el índice reológico (R) puede ser estimado a partir del Índice de  Inestabilidad  Coloidal  (Ic)  y  el  Índice  de  Sulfóxidos  (S=O)  con  un  grado  de  correlación  de  83,81%,  mientras que el logaritmo de la frecuencia de transición (log ωc) puede ser estimado a partir del Índice de Alifáticos (Al) y el índice de Sulfóxidos (S=O), con un grado de correlación del 81,88%.

Introducción

La importancia de las fracciones pesadas del petróleo ha venido en aumento en las últimas décadas debido a la creciente economía de los crudos pesados y sus residuos, y el progreso que se ha alcanzado en el análisis de los mismos. El impacto de este campo se debe a que la mayor parte de los crudos que se están produciendo son pesados, con poca cantidad de componentes livianos. Las tendencias de las investigaciones adelantadas en los últimos años abarcan dos aspectos principales: los derivados de crudos pesados y la optimización en sus aplicaciones. Los ligantes bituminosos, o asfaltos, constituyen una fracción pesada del petróleo, cuyas propiedades dependen de su composición química y sus características estructurales a nivel molecular, propiedades que a su vez dependen del crudo de origen y del proceso de obtención del asfalto. Con el fin de entender el comportamiento de estos materiales, se han adelantado estudios para establecer relaciones entre dichas características estructurales y funcionales a nivel molecular, con las propiedades físicas de los asfaltos. Los asfaltos encuentran aplicaciones diversas que en su mayoría comprenden la construcción de vías, la impermeabilización y los recubrimientos, y su uso adecuado depende del conocimiento que se tenga sobre sus propiedades. En la primera mitad del siglo XX, los ensayos simples como la penetración, ductilidad y punto de ablandamiento, fueron empleados para clasificar los asfaltos, y posteriormente se introdujo la viscosidad como una característica fundamental.