EMULSIONES ASFÁLTICAS: Una alternativa
verde para los sistemas de caminos
L.Q.I. Sergio Serment Moreno
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“No es nuestra riqueza la que construye nuestros caminos.
Son nuestros caminos los que construyen nuestra riqueza.”
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No es lo mismo
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Mezcla o concreto
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Pavimento
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Pavimento
Rígido Flexible
Mezcla
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Siria hace 180,000
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Tracoma, lepra,
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Estructuras ramificadas y cadenas lineales largas de
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¿Que es el asfalto?
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Entonces el asfalto se puede definir como: “Un material de
comportamiento viscoelástico de color neg...
Tipos de Asfalto
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Clasificados de acuerdo a su dureza.
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• AC-10 (80dmm, no se maneja en
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Elástico Viscoso
¿Que es una emulsión?
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“Sistema heterogéneo con dos o más líquidos
consistiendo de una fase líquida continua y al menos
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Emulsión asfáltica
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Componentes:
• Asfalto 40-70%
• Agua 30-50%
• Solvente 0-15%
• Emulsificante 0.2-2.5%
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emulsificante
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R- (CH2)x-COOH + NaOH R- (CH2)x-COO- Na+
Catiónico
Aniónico
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Emulsiones modificadas
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Rapidas Medias Lentas
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Nomenclatura
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Control de calidad
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1. Retenido en malla #20 y 60
2. Contenido de asfalto*
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Pruebas limitadas
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Índice de
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Viscosidad
Penetración Destilación
¡¡¡ÁREA DE
OPORTUNIDAD!!!
Aplicaciones
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Consumo Energético
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Ventajas
• Reducen el consumo energético.
• Minimizan los riesgos al trabajador (Evitan la
inhalación de vapores, humos...
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Desventajas
• No cualquier asfalto puede ser emulsionado.
• Al requerir un tiempo finito de ruptura y curado
generan re...
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México
En el 2009 se tuvo un consumo de 650mil toneladas
de emulsión asfáltica, esto representa el 27% del
consumo naci...
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México
Año 2009
Aplicaciones en México
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Aplicaciones en México
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Productores de emulsiones
en México
Actualmente la Asociación Mexicana del Asfalto,
A.C. (AMAAC) reconoce a 63 producto...
31
Investigación en México
Actualmente es escasa la investigación sobre el
tema en México.
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Investigación en Francia
Actualmente Francia representa la punta de la lanza
en emulsiones asfálticas.
33
Investigación en EEUU
Solamente en el estado de Texas se realizan más
investigaciones en emulsiones asfálticas que en
t...
34
Enfoque
No se trata de ser malinchista si no de cambiar el
enfoque.
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Nuevo enfoque
Adoptar un enfoque multidisciplinario. Tomando
como ejemplo nuestra amada UANL…
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Gracias
“…Voy a construir una carretera. En algún lugar, no sé, pero la
construiré. Una carretera como nadie se la haya...
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Congreso químicas 2013

  1. 1. EMULSIONES ASFÁLTICAS: Una alternativa verde para los sistemas de caminos L.Q.I. Sergio Serment Moreno sergio.sermentmr@uanl.edu.mx
  2. 2. 2 “No es nuestra riqueza la que construye nuestros caminos. Son nuestros caminos los que construyen nuestra riqueza.” John F. Kennedy
  3. 3. No es lo mismo 3 Asfalto (ligante) Mezcla o concreto asfáltico Pavimento
  4. 4. 4 Pavimento Rígido Flexible Mezcla caliente (HMA) Mezcla tibia (WMA) Mezcla fría (CMA) Asfalto caliente + Agregados Asfalto espumado + Agregados Asfalto emulsionado + Agregados Concreto hidráulico
  5. 5. Asfalto: Historia 5 Siria hace 180,000 años Tracoma, lepra, asma, ezcema 625-604 A.C. Babilonia Principios del siglo XX-Primer aplicación de mezcla asfáltica en México. 1934-Primer laboratorio de pavimentos en México
  6. 6. Composición química 6
  7. 7. 7 Fracción %p/p Descripción Tg (°C) P.M.P. (g/mol) Saturados 5-15 Estructuras ramificadas y cadenas lineales largas de hidrocarburos. De carácter alifático. Pueden poseer algunas moléculas de n-alcanos capaces de cristalizar (0-15%). -70 600 Aromáticos 30-45 Tambien conocidos como aromáticos naftenos. Son moléculas de carácter alifático con algunas fracciones aromáticas. Son, junto con las resinas, los constituyentes más abundantes del asfalto. -20 800 Resinas 30-45 Fracción aromática polar que juega un papel crucial en la estabilidad del asfalto, ya que actúa como estabilizador de los asfaltenos. De composición similar a los asfaltenos pero con menor peso molecular. N/A 1100 Asfaltenos 5-20 El contenido de asfaltenos afecta en gran medida a las propiedades del asfalto, cuanto mayor sea el contenido de asfaltenos, más rígido se comportará el asfalto. Son la fracción más estudiada debido a su influencia sobre la viscosidad del asfalto. Están formados básicamente de moléculas aromáticas. N/A 800- 3500
  8. 8. ¿Que es el asfalto? 8 Entonces el asfalto se puede definir como: “Un material de comportamiento viscoelástico de color negro o café oscuro constituido por un sistema coloidal de hidrocarburos de diferentes pesos moleculares, encontrado en la naturaleza u obtenido por destilación del petróleo, principalmente utilizada en la construcción y conservación de caminos.”
  9. 9. Tipos de Asfalto 9 Clasificados de acuerdo a su dureza. • AC-5 (140-150dmm) • AC-10 (80dmm, no se maneja en México) • AC-20 (60dmm, el más producido en México) • AC-30 (50dmm, no se maneja en México) • dmm=10-1mm
  10. 10. 10 Comportamiento mecánico Tg Frágil -T +T Elástico Viscoso
  11. 11. ¿Que es una emulsión? 11 “Sistema heterogéneo con dos o más líquidos consistiendo de una fase líquida continua y al menos una segunda fase líquida dispersa en la primera en forma de fotas finas.” Estándar francés NF EN ISO 862 (NF T73-000).
  12. 12. Emulsión asfáltica 12 Componentes: • Asfalto 40-70% • Agua 30-50% • Solvente 0-15% • Emulsificante 0.2-2.5% • Polímero 0-3% Cuando el asfalto es fragmentado en partículas microscópicas y dispersado en agua con un emulsionante, se convierte en asfalto emulsificado. MS-19
  13. 13. Emulsionante o emulsificante 13 R- (CH2)x-COOH + NaOH R- (CH2)x-COO- Na+ Catiónico Aniónico R- NH-(CH2)3-NH2 + HCl R-NH2-(CH2)3-NH3 + Cl - 1-20µµµµm
  14. 14. Emulsiones modificadas 14 EMULSIÓN DE ASFALTO MODIFICADO EMULSIÓN EN LÁTEX SBS, SB, EVA, SBR, Caucho, Elvaloy, PE, PP, EMA, entre otros.
  15. 15. Clasificación 15 Carga Aniónica Catiónica Rapidas Medias Lentas Velocidad de ruptura Superestables
  16. 16. Nomenclatura 16 E (Emulsión) C o A (Catiónica o Aniónica) R, M, L o S (Velocidad de ruptura) # (% Contenido de asfalto) # (Grado de penetración del asfalto P o PL (Si lleva asfalto modificado o polímero en látex) Ej. ECL65-90PL (Emulsión catiónica de ruptura lenta con 65% de contenido de asfalto con grado de penetración de 90 [10-1mm] modificado con polímero en latex EAR45-110 (Emulsión aniónica de ruptura rápida con 45% de contenido de asfalto con grado de penetración de 110 [10-1mm]
  17. 17. Fabricación 17
  18. 18. Control de calidad 18 1. Retenido en malla #20 y 60 2. Contenido de asfalto* 3. Viscosidad* 4. Asentamiento 5. Tamaño de partícula 6. Carga de partícula 7. Índice de rompimiento* 8. Pruebas de calidad al asfalto obtenido por destilación*
  19. 19. Pruebas limitadas 19 Índice de rompimiento Viscosidad Penetración Destilación ¡¡¡ÁREA DE OPORTUNIDAD!!!
  20. 20. Aplicaciones 20 Fabricación de mezclas (ECM, ECL y ECS) Tratamientos superficiales (ECR y ECM) Bacheo (ECL y ECS)
  21. 21. Reciclado 21
  22. 22. 22 0 50 100 150 200 250 300 1 2 3 Series1 Series2 MJ/ton kgCO2/ ton HMA WMA CMA 275 22 243 20.5 114 Consumo Energético
  23. 23. 23 Consumo Energético
  24. 24. 24 Ventajas • Reducen el consumo energético. • Minimizan los riesgos al trabajador (Evitan la inhalación de vapores, humos y riesgo de quemaduras. • Proveen mejor adhesión a los agregados pétreos devido a la presencia de los tensoactivos. • Evitan la oxidación inmediata del ligante. • Evitan emisiones de compuestos volátiles orgánicos (VOC’s). • Tienen gran diversidad de aplicaciones como el reciclaje de pavimentos.
  25. 25. 25 Desventajas • No cualquier asfalto puede ser emulsionado. • Al requerir un tiempo finito de ruptura y curado generan retrasos en el proceso constructivo. • En general las mezclas asfálticas calientes han presentado mejores propiedades mecánicas. • En México, la mayoría de las constructoras no cuentan con el equipo adecuado para su aplicación.
  26. 26. 26 México En el 2009 se tuvo un consumo de 650mil toneladas de emulsión asfáltica, esto representa el 27% del consumo nacional de asfalto. En el 2010 el consumo en México disminuyó a 440mil toneladas, lo que implica un decremento del 32%. En el congreso mundial de emulsiones en el 2010 se previó un aumento en el consumo mundial de emulsiones asfálticas para los próximos años.
  27. 27. 27 México Año 2009
  28. 28. Aplicaciones en México 28
  29. 29. 29 Aplicaciones en México
  30. 30. 30 Productores de emulsiones en México Actualmente la Asociación Mexicana del Asfalto, A.C. (AMAAC) reconoce a 63 productores de emulsiones asfálticas en México. De los cuales, 4 son neoleoneses y otros tienen plantas de producción en diferentes estados de la república.
  31. 31. 31 Investigación en México Actualmente es escasa la investigación sobre el tema en México.
  32. 32. 32 Investigación en Francia Actualmente Francia representa la punta de la lanza en emulsiones asfálticas.
  33. 33. 33 Investigación en EEUU Solamente en el estado de Texas se realizan más investigaciones en emulsiones asfálticas que en todo México.
  34. 34. 34 Enfoque No se trata de ser malinchista si no de cambiar el enfoque.
  35. 35. 35 Nuevo enfoque Adoptar un enfoque multidisciplinario. Tomando como ejemplo nuestra amada UANL…
  36. 36. 36 Gracias “…Voy a construir una carretera. En algún lugar, no sé, pero la construiré. Una carretera como nadie se la haya imaginado nunca…” Alessandro Baricco (Esta Historia)
  37. 37. 37 ¿Preguntas?

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