1. RESUMENLas variables que controlan la produccin de una emulsin asfltica. Estas tienen que ser tomadas en cuenta para que la emulsin sea estable y del tamao de partcula apropiado; adicionalmente, el tipo de agente emulsificante es portante: generalmente se utilizan emulsiones catinicas en los sistemas asflticos, lo cual produce una buena adhesin qumica entre el sistema asfltico sustrato ptreo. Esto es importante para el buen desempeo del asfalto.

Las emulsiones asflticas han venido a simplificar significativamente el procedimiento de asfaltado de carreteras, ya que se aplican en fro, lo cual presenta un ahorro considerable, no nada ms en la energa requerida para fundir el asfalto, sino en la maquinaria que se requiere para hacer el fundido in situ.

Adicionalmente, en el caso del asfalto caliente, ste no se puede aplicar en condiciones climticas adversas como lluvia, alta humedad, etc., pero las emulsiones asflticas no tienen ese problema, ya que el medio en el cual viene el asfalto es precisamente agua. Este es un factor importante, ya que elimina los posibles retrasos en la construccin de carreteras por mal tiempo.

Otra de las razones por las cuales las emulsiones asflticas estn siendo usadas ampliamente en la actualidad, es que mediante el uso de emulsificantes apropiados, se puede controlar ampliamente el tiempo de ruptura de las emulsiones, ya que es posible tener emulsiones de rompimiento rpido, lento e intermedio. Esto permite tener un amplio control en el uso de las emulsiones para IS diferentes tipos de aplicacin.

Debido a la importancia que tienen actualmente las emulsiones asflticas, en este trabajo se pretende hacer una revisin del estado sobre emulsiones asflticas, haciendo nfasis en las caractersticas ms importantes que afectan la fabricacin de estas emulsiones asflticas. Se pretende que este estudio permita que en Mxico se comience a producir, en grandes volmenes, emulsiones asflticas con rompimiento controlado usando tanto asfalto no modificado, como asfalto modificado con hule.

2. INTRODUCCIN

2.1. Antecedentes Generales

En las ltimas dos dcadas, mucho esfuerzo cientfico y tecnolgico se ha dedicado al desarrollo de materiales asflticos para la construccin de carreteras, ya que las especificaciones de stas son cada da ms estrictas. La tecnologa en materia asfltica se ha enfocado al desarrollo de carpetas asflticas con mayor duracin, con menor huella al paso de vehculos, mayor repelencia al agua (alta hidrofobicidad), mayor resistencia a la radiacin ultravioleta, mayor resistencia a la lluvia, mayor agarre con la llanta, mejor adhesin entre el asfalto y el material ptreo, mayor facilidad para la reparacin de baches, reparacin de baches a baja temperatura, etc. Todas estas condiciones impuestas al asfalto (ya sea modificado o no) dan como resultado una intensa investigacin en este campo desarrollando nuevos materiales asflticos, as como nuevas formas en las cuales el asfalto modificado puede ser aplicado al substrato ptreo.

El asfalto modificado se ha convertido ltimamente en la mejor opcin para la fabricacin de carpetas asflticas de alto desempeo. Se sabe que para este tipo de aplicacin los niveles de concentracin del polmero son relativamente bajos: del 2 al 3% cuando se usa SBS (estireno-butadieno-estireno), y del 4 a 8% cuando se usan poli-olefinas amorfas del tipo APP (polipropileno amorfo). El problema que se presenta es que para estos bajos niveles de concentracin el polmero puede separarse del asfalto por falta de estabilizacin. Esta separacin surge debido a la diferencia en densidades entre el asfalto y el polmero.

Para aplicaciones que involucran impermeabilizantes y selladores, el sistema asfalto- polmero exhibe niveles intermedios de concentracin de modificador: del7 al 15% para SBS y del 18 al 30% para APP. En estos casos el problema fundamental es controlar la compatibilidad.X asfalto-polmero para conseguir la morfologa requerida del compsito y conservar las propiedades del sistema. Es importante decir que esta morfologa no siempre se obtiene de manera uniforme en todo el sistema, debido precisamente a la compatibilidad de las especies, por lo que se hace necesario, en algunas ocasiones, el empleo de un agente de compatibilizacin que lo normalice.

2.2. Planteamiento del Problema Como se mencion anteriormente, una de las lneas importantes de investigacin en materiales asflticos consiste en disear un sistema que permita una fcil aplicacin del asfalto, sobre todo del asfalto modificado con hule, adems de lograr una mejor adhesin entre el asfalto (modificado o no) y el material ptreo que sirve de substrato para el asfalto. Es en esta lnea de investigacin en donde se enmarca este trabajo: el estudio de las caractersticas importantes para la produccin de las emulsiones asflticas que presenten una fcil aplicacin y una mejor adhesin con el material ptreo el cual sirve de substrato.

Una forma de atacar este problema es mediante el uso de las llamadas emulsiones asflticas. Este tema de las emulsiones asflticas ha cobrado mucho inters en los ltimos aos debido a las ventajas que tiene este tipo de emulsiones para resolver los problemas anteriormente planteados, ya que permite la aplicacin de los asfaltos (modificados o no) sobre el substrato ptreo a bajas temperaturas, con un control amplio en el tiempo de rompimiento de la emulsin.

Las primeras emulsiones asflticas en salir al mercado fueron aquellas que slo contenan asfalto puro, o sea asfalto sin modificar con hule. Estas emulsiones presentan ventajas importantes sobre el uso de asfalto puro usado en fundido (en caliente), siendo la principal la baja temperatura de aplicacin, ya que se aplican a temperatura ambiente no requiriendo de calor para fundir el asfalto antes de aplicarlo.

2.3. Objetivo General

El objetivo de este trabajo es el estudio de las caractersticas importantes para la produccin de las emulsiones asflticas en agua que presenten una fcil aplicacin y una mejor adhesin con el material ptreo que sirve de substrato.

3. MARCO TEORICO

EMULSIONES ASFLTICAS

COMPONENTES DE UNA EMULSION ASFLTICA

LOS EMULSIFICANTES

Podemos definir una emulsin como una dispersin fina ms o menos estabilizada de un lquido en otro, los cuales son no miscibles entre s y estn unidos por un emulsificante, emulsionante o emulgente. Las emulsiones son sistemas formados por dos fases parcial o totalmente inmiscibles, en donde una forma la llamada fase continua (o dispersante) y la otra la fase discreta (o dispersa). Esto puede apreciarse en la Figura 4, en donde se muestra un dibujo esquemtico de una emulsin.

Generalmente el tamao de la fase discreta tiene alguna dimensin lineal entre 1 nanmetro y 1 micra. Son estos tamaos tan pequeos los que le dan a las emulsiones sus importantes e interesantes propiedades. La ciencia que trata con las emulsiones es multidiciplinaria, ya que involucra fsica, qumica, biologa, etc.

Existen varios tipos de dispersiones de partculas de diferentes tamaos en diferentes tipos de medios; entre estas dispersiones se encuentran las emulsiones, las cuales son dispersiones de un lquido en otro. En la siguiente Tabla se muestran los diferentes tipos de suspensiones que existen:

TABLA I

Diferentes Tipos de Suspensiones

FaseFaseSistema

ContinuaDiscreta

GasLquidoAerosoles, Niebla, Roco

GasSlidoSmoke, Aerosol

LquidoGasEspuma

LquidoLquidoEmulsin, Solucin Coloidal

LquidoSlidoSol, Solucin Coloidal, Gel, Suspensin

SlidoGasEspumas Slidas (piedra poma), Zeolitas

SlidoLquidoGel, Emulsin Slida

SlidoSlidoAleacin

Lo importante de las emulsiones no es la composicin qumica de la muestra (ya sea orgnica o inorgnica), ni su origen (mineral o biolgico), ni su estado fsico (una fase o ms); es su tamao la caracterstica importante. Consecuentemente, podemos decir que a la ciencia de las emulsiones le interesan las molculas grandes y los sistemas macroscpicos subdivididos muy finamente, ya sea mono- o multi-fsicos.

TIPOS DE EMULSIONES ASFLTICAS

Las emulsiones asflticas pueden ser clasificadas de acuerdo al tipo de emulgente usado. En este caso podemos hablar de dos tipos, aninicas y catinicas:

Emulsiones Aninicas:En este tipo de emulsiones el agente emulsificante le confiere una polaridadnegativa a los glbulos, o sea que stos adquieren una carga negativa.

Emulsiones Catinicas:En este tipo de emulsiones el agente emulsificante le confiere una polaridadpositiva a los glbulos, o sea que stos adquieren una carga positiva.

Respecto a la estabilidad de las emulsiones asflticas, stas se pueden clasificaren los siguientes tipos:

De Rompimiento Rpido:Estas se utilizan para riegos de liga y carpetas por el sistema de riegos (conexcepcin de la emulsin conocida como ECR-60), la cual no se debe utilizar en laelaboracin de estas ltimas. De Rompimiento Medio:Estas normalmente se emplean para carpetas de mezcla en fro elaboradas enplanta, especialmente cuando el contenido de finos es menor o igual al 2%, ascomo en trabajos de conservacin tales como bacheos, renivelaciones ysobrecarpetas.

De Rompimiento Lento:Estas se emplean para carpetas de mezcla en fro elaboradas en planta y paraestabilizaciones asflticas.

Segn su dispersin:

Una emulsin es la dispersin de un lquido en forma de glbulos dentro de otro queno es miscible con el primero, al conjunto de estos microscpicos glbulos se denomina fase discontinua o dispersada, y al medio en donde se encuentran dispersos, fase continua o dispersante.

En base a la concentracin de cada una de estas fases, existen dos tipos de emulsiones: emulsin directa ( O/W ) como se muestra en la Figura No. 2, donde la fase hidrocarbonada est dispersa en la parte acuosa y la inversa (W/O) cuando la fase acuosa est dispersa en la parte hidrocarbonada. Es preferible el empleo de las emulsiones O/W por su baja viscosidad a temperatura ambiente y son las empleadas para la construccin de carreteras.

4. CASO PRCTICO

APLICACIONES DE LAS EMULSIONES ASFLTICASLas emulsiones asflticas fueron desarrolladas por primera vez a comienzos del siglo XX, y su uso fue creciendo de manera re relativamente lenta, limitados por el tipo de emulsin disponible y por la falta de conocimiento sobre su correcta aplicacin.Cabe destacar que, por el desarrollo no interrumpido de nuevos tipos y grados, sumando aequipos de construccin y prcticamente mejorados, ofrece ahora una amplia gama de eleccin. A continuacin se presentan los principales usos de las emulsiones asflticas.

1) Tratamiento Superficial Riego pulverizado Sellado con arena Lechadas Micro aglomerados Capa seal2) Reciclado de asfalto Frio in-situ Full depth Caliente in-situ En planta central3) Otras aplicaciones Estabilizacin Riegos de liga Bacheo de mantenimiento Paliativos de polvo Riego de imprimacin Sellado de fisuras Recubrimiento de proteccin5. CONCLUSIONES

En el presente trabajo se hace una revisin del tema de las emulsiones asflticas, haciendo nfasis en la importancia que stas tienen en la moderna tecnologa del proceso de asfaltado de carreteras. Aqu se muestra la importancia de este tema desde un punto de vista tecnolgico. Estas tienen un sinnmero de ventajas sobre el asfalto caliente o el rebajado. La utilizacin de esta tecnologa no nicamente proporciona un ahorro en el proceso de asfaltado de las carreteras, sino que tambin mejora la adhesin del asfalto con el material ptreo, con un consecuente incremento en el tiempo de vida de la carpeta asfltica y una mayor seguridad para el usuario de las mismas.

6. RECOMENDACIONESLas recomendaciones ms generales para el uso de las emulsiones asflticas son las que se describen a continuacin:

1) Si el depsito se us para almacenar emulsiones aninicas y se van a almacenar emulsiones catinicas, es necesario neutralizar la accin de aquella lavando el tanque, primero con agua y posteriormente con cido clorhdrico diluido al uno por ciento.

2) Por el contrario, si el depsito se us para almacenar emulsiones catinicas y se quiere almacenar emulsiones aninicas, se tendr que lavar con agua y neutralizarlo con sosa custica al 0.3 por ciento.

3) Para descargar ms emulsin sobre la ya almacenada, es necesario que el tubo de descarga llegue al fondo para no romper la nata de la superficie, de otra forma, se corre el riesgo de obstruir las bombas.

4) Cuando una fbrica o compaa est establecida permanentemente en una regin donde se registran temperaturas muy bajas, los tanques deben tener un sistema de calentamiento adecuado o estar cubiertos con algn sistema aislante, para evitar la congelacin.

5) Cuando los tanques de almacenamiento sean los que usa una compaa Constructora, los depsitos se protegern con mechones alrededor, lo que ser suficiente para que no baje la temperatura. Si los tanques estn enterrados, no hay necesidad de tomar otra medida para evitar la congelacin.

6) Antes de recibir una emulsin en obra, se recomienda comprobar su calidad y el tipo de emulsin de que se trate, haciendo las pruebas de identificacin que se recomiendan en cada caso.

7) Una emulsin que cumple con las especificaciones de calidad, puede estar almacenada durante ms de un ao, si se recircula sistemticamente para mantenerla homognea.

8) Los tanques de almacenamiento debern tener un sistema de recirculacin, con el objeto de evitar el asentamiento del asfalto contenido en la emulsin.

9) La temperatura ambiente al aplicarse la emulsin, deber ser de 10 C mnimos y en ascenso y nunca debe de hacerse cuando baje la temperatura durante la noche.

10) La emulsin, una vez que es desestabilizada (o sea que ya se produjo el rompimiento), no debe de re-emulsificarse an en presencia de agua y del paso de los vehculos; por este motivo es muy importante que el emulsificante sea el adecuado.