Efecto de la adición de material vegetal (fibra de castaña de Cutia) y polímero (SBS) en las propiedades del ligante asfáltico (CAP 50/70)

Effect of Addition of Plant Material (Fiber of Cutia Chesnut) and Polymer (SBS) on the Properties of Asphalt Binder (CAP 50/70)

En el mercado brasileño existe la necesidad de ligantes asfálticos que minimicen la falla estructural prematura de los revestimientos de las vías urbanas, y la modificación del aceite de cemento asfáltico (CAP 50/70) es una excelente opción. En esta investigación utilizamos 2% p/p del copolímero estireno-butadieno-estireno (SBS) y 2% p/p de fibra natural de Couepia edulis (Prance), conocida como cutia chesnut, que es una planta de la región amazónica con propiedades de refuerzo. Los efectos oxidativos y térmicos, así como las características físicas de los materiales asfálticos modificados, fueron estudiados y comparados con el ligante convencional, utilizando las pruebas establecidas por la Agencia Nacional de Petróleo, Gas Natural y Biocombustibles (ANP) y el análisis térmico - termogravimetría (TG) para determinar las propiedades de degradación y estabilización térmica. En comparación con los ligantes tradicionales, los modificados presentaron mayor resistencia al envejecimiento, evidenciada por el aumento de la consistencia, punto de ablandamiento y excelente estabilidad térmica en toda la gama de temperaturas de operación (10 °C a 80 °C ) y aplicación (130 °C a 170 °C) del aceite de cemento asfáltico, proporcionando una opción para pavimentos regionales.

INTRODUCCIÓN

El cemento asfáltico de petróleo, utilizado ampliamente en la industria vial, puede mejorarse significativamente mediante la adición de materiales que refuercen sus propiedades físicas, químicas y reológicas. Uno de los aditivos más comunes para este propósito son los polímeros sintéticos, como el copolímero estireno-butadieno-estireno (SBS). La adición de SBS al cemento asfáltico proporciona mayor cohesión, elasticidad, flexibilidad y resistencia al envejecimiento, además de reducir la susceptibilidad térmica y mejorar la resistencia a la deformación permanente.

Sin embargo, debido a consideraciones económicas, altas concentraciones de polímero pueden no ser viables, por lo que se busca optimizar su uso a concentraciones más bajas que aún así ofrezcan mejoras significativas en las propiedades del asfalto. ​En un enfoque innovador, se está explorando el uso de materiales de origen natural y sostenible para mejorar los cementos asfálticos. Esto no solo busca mejorar las propiedades del asfalto, sino también promover prácticas ambientalmente responsables y socialmente justas, especialmente en regiones como la Amazonia brasileña. Ejemplos incluyen el uso de cáscaras de Couepia edulis, una especie vegetal de la biodiversidad amazónica, que actualmente se desechan como residuos durante la extracción de sus almendras.