Planteamiento del Problema

El asfalto es uno de los materiales mas importante que se utiliza en la construccin de autopistas, autovas y carreteras del mundo. Este material es muy viscoso y pegajoso y su utilidad o funcin es como un aglomerante en mezcla asfltica, es decir, que contiene en su composicin agregados minerales ptreos en proporciones iguales que ayudan al mismo a resistir la accin mecnica de disgregacin producida por las cargas de los vehculos. En Venezuela en lo que respecta a sus calles y avenida, el asfaltado en estos puntos nombrados, se encuentran en deterioro. En estados como Yaracuy, Aragua, barinas y Carabobo se realizan trabajos de repavimentacin en aquellas zonas donde las condiciones del asfaltado de sus vas son graves. En valencia la alcalda ha colocado mil500 toneladas de asfalto a 16 comunidades, as como el reacondicionamiento de sus principales arterias del municipio. Pero hay zonas de otras comunidades del municipio que sus calles y avenidas seencuentran en completo abandono y que, aun no se le han realizado trabajo de asfaltado por primera vez es decir, donde aun sus calles son de tierra y no se ha solucionado este problema. En la comunidad del barrio la monumental en calles como xxxxxxxxxxxxxxxx se encuentra en un estado avanzado de deterioro observndose el pavimento quebradizo y/o agrietamiento, parchos mal realizados provocando o dando lugar a ondulaciones en la superficie y se espera darle solucin a este inconveniente que afecta a esta comunidad.

Accidentes vehiculares.Ondulaciones en la superficie

Agrietamiento o desintegracin de la superficieCalles colapsadas por brotes de aguas blancas y/o negras.

El Asfaltado

Contenido insuficiente de asfaltoPavimento inadecuado para el trfico existenteCompactacin insuficiente durante su proceso.Mal reacondicionamiento de las zonas antes de asfaltar.Exceso de parcheo en la superficieExceso de asfalto, especialmente en su mezclaPavimentos muy antiguos, y mal dre

EL ASFALTO Y SU INVESTIGACIN EN LAS CARRETERAS EN COSTA RICA

Ing. Jos R. Navarro S.

En Costa Rica y en general en Latinoamrica, hasta ahora, uno de los problemas ms comunes es el estado de los caminos y vas de comunicacin, esto por dos razones fundamentales: El costo inicial de las obras y la poca duracin de las mismas.Definitivamente los factores de esta situacin son mltiples, tales como diseos econmicos para trnsito limitado, el ambiente tropical de mucha lluvia, el tipo de agregado, falta de drenajes o el descuido en el mantenimiento preventivo etc.Es muy comn que se le adjudique la culpa, tanto por las constructoras de caminos como por los usuarios de las fallas de carretera, al asfalto que, en Costa Rica, por Ley suple Recope S.A.Es relevante comentar que el asfalto, para una carpeta asfltica es nicamente entre el 5 y el 7% de esa carpeta y el resto lo constituye los agregados ptreos.Desde el punto de vista estructural el agregado ptreo constituye la estructura que da resistencia a la carretera y por eso es tan importante tanto el tipo de agregado como su granulometra, como sus caras quebradas, ya que si se mezcla piedra o arena sin caras quebradas estaramos agregando balines a la estructura que reducen la resistencia estructural del agregado.Desde el punto de vista del adhesivo para la estructura que lo constituye el asfalto, vamos a comentar dos aspectos que son muy importantes desde el punto de vista del aporte profesional que podemos efectuar nosotros como profesionales en fisicoqumica, que tiene que ver con la tecnologa del uso eficiente del asfalto y en este numero y el prximo hablaremos un poco sobre los conocimientos actuales sobre el tema:

1.1 Antecedentes GeneralesEn las ltimas dos dcadas, en los pases desarrollados, se ha hecho mucho esfuerzo cientfico y tecnolgico dedicado al desarrollo y mejora 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.En el caso particular de Costa Rica, el esfuerzo para el desarrollo y mejoras de los materiales asflticos a sido mnimo o nulo, ya sea en Recope S.A., el Ministerio de Obras Publicas y sus dependencias o bien en las compaas constructoras y prcticamente seguimos usando el mismo asfalto de hace 30 aos, con nicamente cambios de viscosidad del asfalto.Existen, bsicamente, dos formas de mejorar la calidad del asfalto: Mejorar las propiedades del asfalto ( mayor adherencia, resistencia el agua, resistencia al envejecimiento etc.) sin modificar propiamente el asfalto; y la otra forma es modificar el asfalto, mejorando su desempeo.La mejora de las propiedades del asfalto se logra con aditivos especficos, normalmente aminas orgnicas y estabilizadores que mejoran las propiedades del mismo (polaridad especifica, resistencia al agua, estabilidad etc.).La modificacin del asfalto se logra mediante la adicin, generalmente de polmeros de diversos tipos, obteniendo resultados diversos.El asfalto modificado se ha convertido ltimamente en una buena 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, por lo cual el problema fundamental es controlar la compatibilidad 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 normalice la mezcla.

1.2 Planteamiento del ProblemaComo 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, 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 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.

2.1 El AsfaltoComo ya mencionamos anteriormente, el asfalto es un material de los llamados termoplsticos, el cual es complejo desde el punto de vista qumico ya que es obtenido como el residuo en el proceso de refinacin del petrleo crudo. Esto hace que el control de calidad de este material sea pobre, adems de que sea una mezcla muy compleja de estructuras qumicas complicadas. Sin embargo, este es un material de suma importancia para la industria de la construccin por sus propiedades de consistencia, adhesividad, impermeabilidad y durabilidad, y sobre todo por el bajo costo ya que, como mencionamos, es el residuo en el proceso de refinacin del petrleo.El asfalto tiene varios nombres como: asfalto o bitumen, nafta-betunes, betn, cemento asfltico, chapopote. Este producto fue conocido alrededor del ao 2500 a. C. en Egipto, aunque en esa poca no se usaba en la construccin de caminos.El asfalto tiene una gran variedad de aplicaciones; las que podemos mencionar: carpetas asflticas, adhesivos, sellantes, impermeabilizantes, mastiques, etc. Los volmenes de uso del asfalto son muy grandes, sobre todo en lo referente a la fabricacin de carpetas asflticas en donde es, sin duda, el material ms importante. El amplio uso del asfalto en la construccin de carreteras es debido, en gran medida, a su bajo costo y a sus propiedades de hidrofobicidad y una relativa resistencia al intemperismo.Como se ha mencionado, el asfalto puede ser descrito como una mezcla compleja de hidrocarburos, por lo que su anlisis qumico se reporta en trminos de dos fracciones principales; la primera se refiere a la fraccin pesada, denominada asfltenos cuyo peso molecular se encuentra entre 4000 y 7000, y la fraccin ligera denominada como maltenos con pesosmoleculares de 700 a 4000. A su vez la parte maltnica puede subdividirse en tres fracciones principales siendo stas las siguientes: parafinas con pesos moleculares de 600 a 1000, resinas de 1000 a 2000 y aceites aromticos de 2000a 4000. Los constituyentes del asfalto interactan entre s formando un fluido complejo, el cual exhibe un complicado comportamiento viscoelstico. El comportamiento del asfalto depende de su composicin qumica, la cual depende su vez de la fuente de procedencia y del proceso de refinacin.El asfalto es un material anisotrpico, discontinuo e inhomogneo; este material es considerado como un material coloidal, formado por micelas de tamaos cercanos a la micra (fase asfaltnica), las cuales estn suspendidas en una fase aceitosa de alta viscosidad (fase maltnica).La micro-estructura del asfalto queda definida por la cantidad de micelas (o sea la fraccin de asfltenos respecto a los maltenos), la distribucin de tamaos de las partculas que forman la fase discreta y por las interacciones fsicas y qumicas entre ellas. Estas interacciones son las responsables de que el asfalto forme una red tridimensional ms o menos desarrollada, la cual determina tanto su naturaleza elstica como viscosa.El asfalto es muy susceptible a los cambios de temperatura y sufre envejecimiento por intemperismo para largos tiempos de exposicin; es tambin afectado por la oxidacin y la foto-degradacin. Respecto a sus propiedades mecnicas stas son muy pobres ya que es quebradizo a bajas temperaturas y fluye a temperaturas un poco arriba de la temperatura ambiente; tiene adems una baja recuperacin elstica. Todos estos factores limitan ampliamente su rango de utilidad.Por estas razones este material tiene que ser mejorado o modificado con aditivos para mejorar substancialmente sus propiedades. Una de las formas de mejorar las propiedades del asfalto es oxidndolo, ya que este procedimiento aumenta su peso molecular y su viscosidad, reduciendo sus propiedades de flujo; sin embargo, estudios diversos han mostrado que la el mejor servicio con aditivos mejoradotes de adherencia o con aditivos modificadores con polmero es conveniente si se quieren mejorar substancialmente sus propiedades mecnicas, en especial su recuperacin elstica, aunque el costo de estos procedimientos se incrementa del uso de aditivos mejoradores o modificadores, siendo este ultimo considerablemente mayor.

Descripcin del asfalto mejorado o modificadoEn las prximas entregas de NOTI-INGENIEROS escribiremos brevemente las propiedades tanto del material compuesto asfalto-polmero, como de los materiales constituyentes: el asfalto y el polmero.Con el mismo propsito haremos nfasis en los requerimientos que tiene que cumplir la emulsin asfltica para que el sistema, una vez aplicado, tenga un buen desempeo.Tambin hablaremos de sustituir la mezcla asflticas calientes por mezclas asflticas tibias.

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Los accidentes de trnsito son considerados el sida del asfalto

Segn datos de Seguridad en las Rutas (SER), los percances automovilsticos matan ms que una epidemia. El Estado gasta el 4% de su PIB en la atencin de los accidentados. La cifra de muertes sigue en aumento.

[pic]Un flagelo que mata ms que cualquier epidemia, y que debido a la inaccin de las autoridades aumenta considerablemente cada ao el nmero de vctimas, lo constituyen los accidentes de trnsito, de acuerdo a las alarmantes estadsticas manejadas por Seguridad en las Rutas (SER).

Tal situacin lleva a considerar los percances automovilsticos como el sida del asfalto, segn seal ayer dgar Soloaga, sndico de la referida organizacin, que recibi el premio a la Juventud, instituido por la Junta Municipal de Asuncin, en el rubro Mrito Cvico.

En ese sentido, precis que solo en el 2008 se perdi la vida de 1.096 conductores, el equivalente a un promedio de tres personas por da, en solo un ao. Los datos indican que en esa poca 18.099 personas quedaron con lesiones y que el 80% de ellas tienen entre 15 y 39 aos de edad.

Recordque del 2006 al 2007 hubo un incremento del 74% en materia de accidentes, donde el 49% de los casos involucraron a motociclistas, que para el 2008 ya elevaron las cifras a un 60% de vctimas atendidas en Emergencias Mdicas.

Soloaga resalt que, de enero a junio del presente ao, haciendo un cuadro comparativo entre lo que dej la pandemia A H1N1 y las colisiones de vehculos y motos, se tiene que el citado mal mat a 13 individuos; en tanto que los accidentes malograron la existencia de 521 personas.

GRAVEDAD. En otro momento, dgar Soloaga manifest que el 90% de los hechos ocurridos en la va pblica se dan por el excesivo consumo de alcohol por parte de los que estn al mando de sus rodados y biciclos.

Puntualiz que lo grave se plantea en que esos datos no figuran en una estadstica, que es de donde las autoridades deben tomar las acciones paliativas, sino que se desprenden del testimonio de bomberos, policas, mdicos y paramdicos intervinientes.

Finalmente, pidi al presidente de la Repblica dar atencin prioritaria a este tema y de- clarar estado de emergencia nacional. Para los municipiosy Obras Pblicas, sugiere mante- ner rutas y calles en buen estado y construirlas con materiales de primera calidad; ejercer controles efectivos con policas idneos y honestos, y disponer sealizaciones adecuadas.

La recomendacin para la cartera de Educacin es introducir la seguridad vial como materia directa y no transversal, al tiempo de reclamar a los legisladores la aprobacin de la Ley de Trnsito y Seguridad.

Finalmente, pide a las empresas de transporte contar con buses en buen estado y choferes profesionales; y a las firmas privadas, la venta de motos seguras y cascos homologados.

4% DEL PIB VA A LOS ACCIDENTADOS

De acuerdo con un estudio del investigador espaol Luis Montoro en 2006, cada accidentado le cuesta al Estado, por su atencin en Emergencias Mdicas, US$ 673 por una internacin de siete das.

La totalidad de accidentes que se tuvieron en ese tiempo motiv una erogacin de US$ 6.303.000, que representa el 4% del Producto Interno Bruto (PIB).

En este punto se tiene en cuenta la vida til malograda de los individuos que pierden la vida en este tipo de percances automovilsticos

1.1 Construccin en suelos desrticos

Se entiende por suelo desrtico aquel, en el cual el terreno es rido y seco con un ecosistema que recibe pocas precipitaciones, a causa de esto el suelo tiene un problema de compactacin con un suelo friccionante y de muy baja o nula cohesin. Una de las caractersticas principales de la superficie es que su material es de areno limoso muy fino, a causa de esto es muy difcil transitar sobre l.

PROBLEMA AL COMPACTAR

La dificultad al construir, es como compactar el suelo que recibe toda la carga de la estructura y el tipo de material adecuada que deberamos tener y tambin como emplear y distribuirlo ya que el terreno es de difcil transitar.

SOLUCION EN LA COMPACTACION EN SUELOS ARIDOSEse tipo de suelo requiere agua, mucho agua para su acomodo. Si se tiene forma de acceso de vehculos cerca de l, se puede probar llevar un camin grande, con esparcidor de agua delantero, a fin de que transite sobre el suelo previamentehumedecido. Se requiera aplicar una cantidad apreciable de agua durante varios das, pero notar que la superficie suelta comienza a bajar de nivel en forma apreciable. Una vez que la humedad haya penetrado un mnimo de 30 40 cm. de profundidad, la cota original de la superficie del suelo deber bajar sensiblemente, luego de esto se lograra ver la zona mas compacta, pero sobre esta capa de material una vez compactado, deber tenderse una capa de un material granular tipo base de pavimento, y compactarla a no menos de un 98% de su P.V.S.M., a fin de que el material quede confinado.

1.2 BALDOSAS DE SUELOS EN BAOS

Suele suceder que en el revestimiento de los baos se produce condensacin, ya que en algunos casos las baldosas del suelo como las de las paredes tienen agua por el interior, provocando que las baldosas se levanten, teniendo en cuenta que la instalacin de la ducha no es un causante de aquello, ni tampoco una mala colocacin del material.

Una solucin al problema se debe tratar aislando el suelo y lasparedes hasta un metro de altura. Existen multitud de materiales que pueden solucionar esto, pero se necesita aplicar al suelo y paredes un mineralizador.

1.3 NAPAS SUBTERRANEAS Se forman a partir de la infiltracin de las lluvias y por aportes de los cursos superficiales, en general son aguas subterrneas, Viajan en forma vertical por la fuerza de la gravedad, generalmente hasta encontrar un piso impermeable, y luego discurren horizontalmente hasta desaguar en los colectores mayores que la llevaran al mar para reiniciar su ciclo. En este trnsito se alojan en los espacios intersticiales de los sedimentos del subsuelo y formar los yacimientos de agua subterrnea o acuferos. Su existencia y comportamiento depende de factores como el clima, el relieve, la red de avenamiento, la naturaleza de los suelos, la estratigrafa, etc. Este recurso de fundamental importancia est ausente en buena parte del pas y, en los lugares donde se lo explota, no se observan fielmente los principios del desarrollo sustentable.