Pasado, presente y futuro del uso de los asfaltos en México

Antecedentes

Por necesidad, los primeros caminos fueron vías
de tipo peatonal (veredas) que las tribus nómadas formaban
al deambular por las regiones en busca de alimentos;
posteriormente, cuando esos grupos se volvieron sedentarios, los
caminos peatonales tuvieron finalidades religiosas, comerciales y
de conquista. En América, y en México en
particular, hubo este tipo de caminos durante el florecimiento de
las civilizaciones maya y azteca. (Olivera, 1996)

Al momento de la conquista, los españoles
llegaron con caballos y carretas, y comenzaron a construir
caminos más amplios, ya que las veredas del imperio azteca
les resultaban insuficientes para sus necesidades. En 1522
Hernán Cortés ordenó que Álvaro
López construyera un camino ancho entre Veracruz y
Tenochtitlan, para poder aprovechar el uso de carretas, bestias
de carga y soldados a caballo. El camino se volvió
carretera en 1531, cuando Sebastián de Aparicio
construyó las primeras carretas de bueyes para mover
mercaderías entre el puerto y la capital. (Breve historia
de los caminos de México, 2011)

LOS ASFALTOS

El asfalto es un producto derivado del petróleo,
se obtiene de la destilación al vacio del crudo
pesado.

El asfalto es uno de los materiales constructivos
más antiguos que el hombre ha utilizado. Estudios
arqueológicos han determinado que el asfalto ha sido usado
como material aglutinante, como impermeabilizantes, además
de otros usos en antiguas civilizaciones. En este apartado se
describirán las aplicaciones que diferentes civilizaciones
le dieron al asfalto.

A lo largo de muchos años se la ha dado diversos
usos, en la actualidad su principal aplicación está
en la construcción de pavimentos.

Los asfaltos se conocen desde el paleolítico,
hace aproximadamente 40000 años, los primeros vestigios
del asfalto están adheridos a las herramientas de los
Neandertales. Cuando apareció el Homo Sapiens, lo
utilizó como material de construcción para edificar
los zigurats y como material de calafateo en la
construcción de los barcos en Sumeria (6000 AC). Los
egipcios en el 2600 AC lo utilizaron como material momificante.
(Cremades, 2010)

En nuestro país, la existencia de la piedra
aceitosa, petróleo de base asfáltica, ya era
conocida por los pobladores del México
prehispánico; diversas culturas usaban el asfalto como
pegamento, como medicina y como sacrificio religioso, ya que lo
quemaban delante de sus ídolos. (Amor, paz y… asfalto,
datos históricos., 2012)

La palabra ASFALTO, se cree que proviene del
término Akadio, asfáltico, los griegos de los
tiempos de Homero adoptaron el término en la forma
ASFALTOS, que significa "hacer firme o estable" este
término evolucionó a "asfaltum" de los romanos,
"asphalte" del francés y "asphalt" del inglés.
(Cremades, 2010)

La utilización del asfalto como material de
construcción se remonta en la historia de la humanidad a
tiempos muy anteriores a la era cristiana. En la época de
los reyes de babilónicos encontramos ya testimonios
históricos de la utilización del asfalto como
elemento para la construcción de carreteras. (Xarxa
Telemática Educativa de Catalunya: XTEC)

El primer pavimento construido con rocas
asfálticas en la forma de asfalto fundido fue dado al
tránsito en Paris en 1854. Pocos años
después se generalizo su empleo en la forma poco
más o menos en que se utiliza en la actualidad. La
construcción de los pavimentos de asfalto se desarrollo
pronto en América. (XTEC, op.cit.)

El enorme incremento adquirido en el primer decenio del
siglo actual por las industrias petroleras y las enormes
cantidades de asfalto obtenidas como subproducto de la
destilación del petróleo bruto dio gran impulso a
los estudios para buscarles aplicación, y pronto lo
encontraron en la construcción de carreteras. (XTEC,
op.cit.)

El asfalto
natural

Se encuentra en forma de yacimientos que pueden ser
explotados, prácticamente sin proceso alguno, se ha
formado a partir del petróleo por evaporación
natural de los elementos volátiles. Este tipo de asfalto
generalmente es conocido como "asfalto de lago".
(Arizpe)

Este tipo de asfaltos puede usarse para la carpeta de
los caminos, después que el material extraído o
minado ha sido procesado adecuadamente. Este proceso incluye la
adición de agregados minerales adecuados, cementante
asfáltico y aceite, lo que facilita el flujo del material.
El asfalto mineral no se usa ampliamente debido a su elevado
costo de transporte. (Nicholas & A., 2005)

El asfalto
artificial o procesado.

Se obtiene por medio de la refinación del
petróleo, que consta de la separación de los
diferentes materiales en el petróleo crudo sin cambios
significativos en la composición química de cada
material. (op.cit).

En la siguiente figura se encuentra un diagrama de flujo
que muestra las diferentes interrelaciones de los diferentes
materiales que pueden obtenerse de la destilación
fraccionada del petróleo crudo. (op.cit).

FUENTE: Introducción al asfalto, Manual
seriado No. 5, 8ª. Edición, Instituto del Asfalto,
Lexington, Ky., 1993.

Emulsiones
asfálticas

En nuestra vida diaria, utilizamos muchos productos que
son emulsiones. El café, la mayonesa, las pinturas, los
refrescos son algunas de las emulsiones más comunes. Una
emulsión es una dispersión fina o más o
menos estabilizada de un liquido en otro los cuales son no
miscibles entre si y están unidos por un emulsificante,
emulgente o emulsionante. en cada caso, se requieren ciertos
procesos mecánico y químicos para combinar dos o
más materiales que no se mezclan en condiciones normales.
Hay todo un campo científico dedicado al estudio de las
emulsiones. Del mismo modo que no es necesario comprender como
funciona un motor para conducir un automóvil, tampoco es
necesario entender la compleja química de las emulsiones
para construir un buen pavimento con una emulsión
asfáltica. La clave es escoger la emulsión correcta
para el agregado y el sistema constructivo a utilizar.

CLASIFICACIÓN DE LAS EMULSIONES
ASFÁLTICAS

Las Emulsiones Asfálticas se dividen en tres
categorías:

• Aniónicas

• Catiónicas

• No Iónicas

Las dos primeras se utilizan en la construcción y
mantenimiento de carreteras. Las del tipo aniónico fueron
las primeras emulsiones creadas por 1920. Las catiónicas
son las emulsiones "modernas" que se utilizan actualmente con
excelentes resultados en todo el mundo. En este trabajo nos
referiremos únicamente a las emulsiones del tipo
catiónico, las cuales se utilizan con prácticamente
cualquier tipo de agregado. (Chávez, Información
Técnica, 2012)

Las Emulsiones asfálticas se empezaron a usar
desde el año 1,920. Primero fueron las de tipo
aniónico, que permitían un resultado satisfactorio
con áridos calizos, y desde hace más de medio
siglo, las de tipo catiónico, que amplían el campo
de aplicación a todo tipo de áridos. Actualmente
las emulsiones se diseñan, es decir, se produce una
emulsión adecuada para un árido determinado, unas
condiciones climatológicas y un sistema de puesta en obra.
(Chávez, Las Emulsiones Asfálticas,
2012)

Las emulsiones asfálticas se clasifican de
acuerdo a la rapidez en que el asfalto se separe del agua
(coalescencia o rotura; cambio de color de marrón a negro)
(op.cit):

Catiónica de Rotura Rápida CRS

Catiónica de Rotura Media CMS

Catiónica de Rotura Lenta CSS

Catiónica de Rotura Lenta del tipo Superestable
CS

Fuente: (Chávez, Información
Técnica, 2012)

USO DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

Cada grado de emulsión está
diseñado para usos específicos, algunos de los
cuales se describen a continuación.

FUENTE: (Chávez, Información
Técnica, 2012)

El asfalto en la
actualidad

Actualmente en el mundo se producen alrededor de 115
millones de toneladas de asfalto de los cuales más del 85%
se emplean en la pavimentación de caminos y el 15%
restante se emplea en aplicaciones industriales e
impermeabilizantes domésticos (Cremades, 2010).

Europa y Estados Unidos tienen por mucho las más
extensas redes viales, en Europa alrededor de 5,2 millones de km
de los cuales más del 90% están pavimentadas con
asfalto y de los 4,0 millones de km estimados en Estados Unidos
más del 92% están pavimentadas con asfalto.
Canadá tiene alrededor de 415,000 km pavimentados con 90%
de asfalto y México tiene 371,936 km con el 96%
pavimentado con asfalto. (Cremades, 2010) (Breve historia de los
caminos de México, 2011)

FUENTE: (Breve historia de los caminos de México,
2011)

La durabilidad del pavimento asfáltico
evidentemente está ligada a una serie de factores
económicos y sociales del propio camino, también
hay que tomar en cuenta el efecto del clima y del
tránsito, de manera que la vida del pavimento no puede
definirse con exactitud. Los pavimentos pueden estar expuestos
durante su vida útil a circunstancias de orden
extraordinario, tales como lluvias ciclónicas,
nundaciones, terremotos, etcétera. (Rico & Del
Castillo, 2006)

El asfalto ha entrado en el mundo desarrollado en un
dinamismo acelerado, desde el punto de vista técnico, que
tiene como objetivo incrementar la certidumbre en cuanto al
desempeño de los pavimentos asfálticos y aumentar
la durabilidad de los mismos. Una vida promedio de un pavimento
asfáltico de 9 años sin tratamientos mayores, de 20
años con tratamientos superficiales y de 40 años
con reposición de capas de rodadura es el objetivo
perseguido y logrado en otros países. (Cremades,
2010)

El asfalto, un
vistazo al futuro

Un nuevo reporte del Grupo Freedonia, publicado en la
revista World Highways de junio, estima que la demanda mundial
del asfalto crecerá a partir de la baja del 2008, 2,1%
anual hasta 108 millones de toneladas en 2013. En los mercados
desarrollados del asfalto en Norteamérica, Europa
Occidental y Japón, la demanda de asfalto fue golpeada
duramente por la recesión en 2008, pero parecen estar
listos a las ganancias moderadas en 2013. (El asfalto demanda
crecer, 2010)

En cuanto al futuro, lo único que se
tendrá que hacer es utilizar una terminología algo
diferente, pues los pavimentos flexibles sustituirán el
ligante asfáltico por uno de origen vegetal o animal, como
ya se está haciendo en la actualidad en algunos tramos de
prueba en Europa, que sea más ecológico, más
sustentable y más acorde a las exigencias del momento,
pero la tecnología de diseño, fabricación y
aplicación de estos productos será similar a lo que
se está haciendo en la actualidad. (Cremades,
2010)

Trabajos
citados

Amor, paz y… asfalto, datos
históricos. (Octubre de 2012). Asfáltica
Revista Técnica.

Arizpe, G. (s.f.). Blog de
Ingeniería Civil. Recuperado el 24 de Octubre de
2012, de
http://www.rentauningeniero.com/que-son-y-en-que-se-aplican-los-asfaltos.html

Breve historia de los caminos de
México. (26 de Septiembre de 2011). Los caminos de
México en el XXIV congreso mundial de carreteras,
2.

Chávez, I. (2012).
Información Técnica. Recuperado el 2 de
Noviembre de 2012, de
http://www.camohesa.com/informaciontecnica.html

Chávez, I. (2012). Las
Emulsiones Asfálticas. Recuperado el 2 de Octubre de
2012, de
http://www.camohesa.com/las_emulsiones_asfalticas.html

Cremades, I. (Octubre de 2010). Los
asfaltos, pasado, presente y futuro. Asfáltica Revista
Técnica, 23.

El asfalto demanda crecer. (Octubre de
2010). Asfáltica Revista técnica,
31.

Nicholas, J., & A., L. (2005).
Ingeniería de Tránsito y Carreteras
(Tercera ed.). México: Thomson.

Olivera, F. (1996).
Estructuración De Vías Terrestres (Segunda
ed.). México: CECSA.

Rico, A., & Del Castillo, H. (2006).
La Ingeniería De Suelos En Las Vias Terrestres
(Vol. II). México, D.F., México: Editorial Limusa
S.A. de C.V.

Xarxa Telemática Educativa de
Catalunya: XTEC. (s.f.). Recuperado el 7 de Octubre de 2012,
de XTEC:
http://www.xtec.cat/~cgarci38/ceta/historia/asfalto.htm

Autor:

Ing. Luis Eduardo Rembis
León

Maestría en
Ingeniería

Primer Semestre

Grupo Único

Metodología de la
Investigación

Prof. Dr. Guadalupe Cú
Balán

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CAMPECHE

Facultad de Ingeniería

San Francisco de Campeche, Campeche;
Noviembre de 2012