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Asfalto - Historia del Asfalto, Propiedades Mecanicas Basicas, Tipos o clasificación, Asfaltos Derivados de Petróleo



Introducción
El uso moderno del asfalto para carreteras y construcción de calles comenzó afinales del siglo pasado, y creció rapidamente con el surgimiento de la industriaautomotriz. Desde entonces, la tecnología del asfalto ha dado grandes pasos, hoydía, los equipos y los procedimientos usados para construir estructuras depavimentos asfalticos son bastantes sofisticados. Este capítulo trata sobre el asfalto,desde sus antecedentes históricos hasta su composición, propiedades,características, etc.
Historia del Asfalto
El asfalto es un componente natural de la mayor parte de los petróleos. La palabra Asfalto, deriva del acadio, lengua hablada en Asiría, en las orillas del Tigris superior, entre los años 1400 y 600 A.C. En esta zona se encuentra en efecto la palabra 'Sphalto' que significa 'lo que hace caer'.  Luego la palabra fue adoptada por el griego, pasó al latín y, mas adelante, al francés (asphalte), al español (asfalto) y al inglés (asphalt). Estudios arqueológicos, indican que es uno de los materiales constructivos mas antiguos que el hombre ha utilizado.


En el sector de la construcción, la utilización mas antigua se remonta aproximadamente al año 3200 A.C. Excavaciones efectuadas en TellAsmer, a 80 km al noreste de Bagdad, permitieron constatar que los Sumerios habían utilizado un mastic de asfalto para la construcción.  Dicho mastic, compuesto por betún, finos minerales y paja, se utilizaba en la pega de ladrillos o mampuestos, en la realización de pavimentos interiores (de 3 a 6 cm de espesor), para tratamientos superficiales externos de protección y como revestimientoimpermeable en los baños públicos.  Este género de aplicaciones se repite en numerosas regiones de Mesopotamia, al igual que en el Valle del Indo (Mohenjo-Daro).  A la sazón, los Egipcios le habían encontrado otra aplicación al betún, como relleno del cuerpo en trabajos de momificación, practica que se extiende aproximadamente hasta el año 300 A.C.
Teniendo en cuenta el gran número de aplicaciones posibles y conocidas de los ligantes hidrocarbonados, es normal que se encuentren numerosas alusiones en la literatura al respecto.  Es así como en la Biblia, se menciona en varias oportunidades su uso- a propósito del Arca de Noé, de la Torre de Babel, de la Cuna de Moisés, de las Murallas de Jericó, etc.  Numerosas citaciones figuran en casi todos los libros Griegos o Latinos, que según los casos, describen los yacimientos de betún natural o de asfalto, la fabricación del alquitran de madera, los diversos usos o curiosas propiedades de este producto. 



Los Arabes desarrollaron un uso medicinal al asfalto, el cual se extendió hasta nuestra época.  Se utiliza para el tratamiento de enfermedades a la piel y como desinfectante tópico. Dada las propiedades combustibles que presentan los ligantes hidrocarbonados, es que en la antigüedad se utilizaban con fines bélicos o destructivos, en forma de bolas de betún encendidas las cuales eran catapultadas y en forma de baños incandescentes, prolongandose hasta la Edad Media. Por último, cabe destacar el papel desempeñado por los ligantes hidrocarbonados en el calafateo y protección de los cascos de las embarcaciones.  
El betún natural fuedescubierto a mediados del siglo XVI, en la Isla de Trinidad, por Cristóbal Colón.  Un siglo mas tarde, Sir Walter Raleigh quedó asombrado ante este Lago de Betún y tomó posesión de él para la Corona Britanica.
Se puede considerar que el 19 de agosto de 1681, abrió una nueva era para los ligantes hidrocarbonados, dado que los ingleses Joakin Becher y Henry Serie registraron una patente relativa a 'un nuevo método para extraer brea y alquitran del carbón de piedra', que según sus autores permitía obtener un alquitran tan bueno como el de Suecia.
Mientras tanto, en 1712, el griego Eirini D'Eyrinis hizo otro descubrimiento: el yacimiento de asfalto de Va¡ de Travers en Suiza y luego el yacimiento de Seyssel en el Valle del Ródano.  A partir de estos yacimientos se elaboró el 'mastic de asfalto', aplicado a revestimientos de caminos y senderos.  Las primeras aplicaciones tuvieron lugar en las afueras de Burdeos y en Lyon. En el año 1781, Lord Dundonald realiza los primeros estudios relativos a la calidad y utilización de la alquitran de hulla y barniz de hulla.
En 1824, la firma Pillot et Eyquem comenzó a fabricar adoquines se asfalto, que en 1837 se utilizaron para pavimentar la Plaza de la Concordia y los Campos Elíseos en París.En 1852, la construcción de la carretera Paris-Perpiñan utilizó el asfalto de Val Travers, significando el comienzo de una nueva forma de construcción vial. En 1869, se introduce el procedimiento en Londres (con asfalto de Val de Travers), y en 1870 en los Estados Unidos con similar ligante.  Desde esta época, el 'asfalto' se implantó sólidamente en las vías urbanas ypropició significativamente su uso vial.
La construcción del primer pavimento, tipo Sheet Asphalt, ocurre en 1876 en Washington D.C., con asfalto natural importado. En 1900 aparece la primera mezcla asfaltica en caliente, utilizada en la rue du Louvre y en la Avenue Victoria en París, la cual fue confeccionada con asfalto natural de la Isla de Trinidad.
A partir del año 1902, se inicia el empleo de asfaltos destilados de petróleo en los Estados Unidos, que por sus características de pureza y economía en relación a los asfaltos naturales, constituye en la actualidad la principal fuente de abastecimiento.
La aparición y desarrollo de la circulación automovilística en las carreteras de aquel entonces - de macadam a base de agua - provocaban grandes nubarrones de polvo, ello dio origen a los tratamientos superficiales a base de emulsiones en el año 1903, con objeto de enfrentar dicho inconveniente. En 1909 en Versalles, sobre el firme de una carretera con un trafico diario de 5000 vehículos, se construyó una capa de aglomerado bituminoso de 5 cm de espesor. Así pues, en los albores del siglo XX, ya existían los principales componentes de la técnica de revestimientos bituminosos.  Su desarrollo y perfeccionamiento, es tarea que incumbe a los profesionales del asfalto del siglo XX.  


https://proyectos.blogdiario.com/1140707220/
Definiciones y características
El asfalto Fundido es una masa densa compuesta de grava y / o arena, polvo fino calizo molido (Filler), betún natural y / o betún procedente  de la destilación de petróleo
El asfalto fundido se aplica en caliente y no requierecompactación
Es un material completamente impermeable
Es un material ecológico (totalmente insoluble en agua)
Es un material  reciclables
Sus características esenciales son :
1
MASA VOLUMETRICA
r
2 350 kg/m3
2
COEFICIENTE DE DILATACION LINEAL
a
4 / 6 x 10-5 /°C
3
MODULO DE ELASTICIDAD
E
1 000 N/mm2
4
COEFICIENTE DE DIFUSION DE VAPOR
D
1,6 x 10-5 mg/m . h . Pa
5
RESISTENCIA RELATIVA A LA DIFUSION DE VAPOR
m
4,4 x 104
6
COEFICIENTE DE CONDUCTIBILIDAD TERMICA
l
0,7 à 1,15 W/m °C
7
CALOR ESPECIFICO
c
1,01 x 103 J/kg K
8
COEFICIENTE DE ABSORCION DE RAYOS SOLARES
a R
0,90 W/m
9
DISMINUCIÓN DE RUIDOS DE CHOQUE
D L
7 dB (A) (pour ép. 25 mm)
10
RESISTENCIA ESPECÍFICA A LA COND. ELECTRICA :
   A. ANTIESTATICA
   B. ELECTRICA
 
1013 Ohm/cm
104 Ohm/cm
11
COMPORTAMIENTO AL FUEGO
 
CLASE M2
Lugares de utilización :
Estanqueidad :
- Tejados, terrazas (viviendas, jardines, parkings)
- Puentes
- Obras subterraneas
Revestimientos :
- Aceras, calzadas
- Patios, explanadas, plazas
- Suelos interiores (habitaciones, locales industriales)
Obras Hidraulicas :
- Consolidación de taludes, revestimientos, diques
- Pantallas para descarga de residuos industriales peligrosos
https://www.mastic-asphalt.eu/es/asfalto-fundido/definiciones-y-caracteristicas.html
lugares de utilización
https://www.mastic-asphalt.eu/es/asfalto-fundido/lugares-de-utilizacion.html
obtención
https://www.e-asfalto.com/orig_asf/origenasf.htm


Los asfaltos son materiales aglomerantes de color oscuro, constituidos por
complejas cadenas de hidrocarburos no volatiles y de elevadopeso molecular.
El asfalto es ademas un material bituminoso pues contiene betún, el cual es 
un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono (CS2).  El alquitran obtenido de la
destilación destructivo de un carbón graso, también contiene betún, por lo tanto
también es un material bituminoso pero no debe confundirse con el asfalto, ya que
sus propiedades difieren considerablemente.
El asfalto de petróleo moderno, tiene las mismas características de durabilidad
que el asfalto natural, pero tiene la importante ventaja adicional de ser refinado
hasta una condición uniforme, libre de materias organicas y minerales extraños. 
Asfalto, sustancia negra, pegajosa, sólida o semisólida según latemperatura ambiente; a la temperatura de ebullición del agua tiene consistenciapastosa, por lo que se extiende con facilidad.


Propiedades Mecanicas Basicas
Cuando el asfalto es calentado a una temperatura lo suficientemente alta
por encima de su punto de inflamación, este comienza a fluidificarse, a veces
como un fluido Newtoniano y sus propiedades mecanicas pueden definirse por su
viscosidad. A temperaturas mas bajas, el asfalto es un sólido visco-elastico, sus
propiedades mecanicas son mas complejas y se describen por su modulo de
visco-elasticidad, conocido como el modulo de stiffness.
Viscosidad: La viscosidad de un asfalto es usualmente medida en un
viscosímetro capilar en una manera similar a la que se miden los aceites
lubricantes.
El Ensayo Fraass: Es la medida de las propiedades de quiebre del asfalto a bajas
temperaturas. En este ensayo, una lamina metalica es recubiertacon una capa de
0 mm de espesor de asfalto y es movida de una cierta manera. La temperatura
es gradualmente reducida, y el valor al cual se produce la rotura de la capa de
asfalto se denomina Temp. Fraass. El ensayo Fraass nos da una indicación del
riesgo de craqueo del asfalto a bajas temperaturas. Pueden obtenerse variaciones
del resultado de este ensayo dependiendo del origen del crudo de petróleo con
que se obtuvo el asfalto.
Resistividad / Conductividad Eléctrica: El asfalto tiene una alta resistencia (o
una baja conductividad) y es en consecuencia un buen material aislante. La
resistencia de todos grados comerciales decrece con el incremento de la
temperatura
Resistencia Dieléctrica: Asfaltos duros tienen un resistencia dieléctrica mas alta
que la de asfaltos menos viscosos; la resistencia dieléctrica decrece con el
aumento de la temperatura
Constante Dieléctrica: Es alrededor de 2.7 a 20ºC, llegando a 3.0 a 30ºC. La
perdida dieléctrica aumenta con el incremento de la temperatura.
Propiedades Térmicas: El asfalto es moderadamente un buen material aislante
térmico.
https://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_civil/asfalto/default3.asp
Marcas comerciales
EDIL, C.A.
Es la empresa líder del mercado venezolano en la producción de productos
asfalticos, emulsiones, pinturas y compuestos líquidos para impermeabilización y
acabado de techos. La alta calidad de los productos de EDIL, C.A. -fabricados con
tecnología europea- y el estricto control de calidad en la fabricación garantizan
maxima resistencia y durabilidad de las superficies cubiertas, a precioscompetitivos. Adicionalmente, el excelente servicio de la empresa le ha permitido
ganarse una sólida imagen ante el gremio de la construcción en el país.
Entre los productos que EDIL, C.A. ofrece para la exportación se
encuentran: 
Mantos Impermeabilizantes: Fabricados a base de asfalto de óptima calidad y
polímeros plastómeros del etileno y propileno. Reforzados con lamina integral de
fibra de vidrio, poliéster o celulósica; lo que le otorga mayor resistencia a los
esfuerzos. Los mantos impermeabilizantes EDIL pueden ser aplicados sobre
cualquier superficie y todo tipo de pendiente, no se descomponen ni se cristalizan
y son faciles de mantener y reparar. Existen modelos aplicables con llama de gas
en frío o de forma autoadhesiva. 
Tejas Asfalticas: Las tejas EDIL son faciles de instalar sobre cualquier superficie
y brindan una excelente protección contra los elementos. De gran belleza y
disponibles en una amplia variedad de colores y en formato rectangular o
hexagonal, las tejas se adhieren con llama a gas, lo que evita que se desprendan
o levanten con el paso del tiempo. 
Emulsiones Asfalticas Y Productos Liquidos: EDIL, C.A. produce una amplia
gama de productos líquidos y emulsiones fabricados con las mas estrictas normas
de calidad para todas las aplicaciones de impermeabilización, acabado
imprimación y sellado


Tipos o clasificación

Los asfaltos naturales, se han producido a partir del petróleo, pero por un proceso
natural de evaporación de las fracciones volatiles, dejando las asfalticas
solamente. 
Estos pueden encontrarse como escurrimientos superficialesen
depresiones terrestres, dando origen a lagos de asfalto, como los de las islas
Trinidad y Bermudas.  También aparecen impregnando los poros de algunas
rocas, denominandose rocas asfalticas, como la gilsonita.  Así también se
encuentran mezclados con elementos minerales, como pueden ser arenas y
arcillas en cantidades variables, debiendo someterse a posteriores procesos de
purificación, para luego poder ser utilizadas en pavimentación. En la actualidad, no
es muy utilizado este tipo de asfalto por cuanto adolece de uniformidad y pureza.
            Estos asfaltos pueden clasificarse como
Asfaltos Nativos, sólidos o semisólidos
1) Puros o casi puros.
Asfalto del lago Bermúdez.

2) Asociados con materia mineral
Asfaltos del lago Trinidad.Asfaltos del lraq, Boeton y Selenitza.Asfaltos de roca europeos y americanos.

3) Asfaltitas duras
GilsonitaGrahamitaPez lustrosa, Manjak

El asfalto del lago Bermúdez se presenta en el lago del mismo nombre, en Venezuela. Este se haempleado en la fabricación de asfalto emulsificado para carreteras y calles, en tejados y comoimpermeabilizante. Aún en nuestros días se usa como aglutinante para pisos de carreteras y comomaterial para pavimentos. El asfalto del lago Bermúdez se refina al vapor igual que el del lagoTrinidad, proceso que se analizara mas adelante.
El asfalto del lago Trinidad se presenta en ellago de asfalto del lago de la isla Trinidad y es considerado como el depósito mas importante deasfalto natural en todo el mundo. Este asfalto es bastante duro y hay que extraerlo usandomaquinaria especial para dicho fin, tantoasí que resulta apto para soportar el ferrocarril quesirve como medio de transporte en la zona. El asfalto del lago Trinidad contiene bastantemateria mineral, algunas facilmente visibles al microscopio, que se depositan cuando se altera laviscosidad con calor y la viscosidad de sedimentación sigue aproximadamente la ley de Stoke.En la refinería, se calienta el asfalto crudo en grandes calderas abiertas provistas de serpentinasde vapor para expulsar el agua, y después se cuela. Este producto se conoce con el nombre deAsfalto Trinidad Refinado. El asfalto refinado se reblandece mezclandolo con un residuo líquidode petróleo que sirve de fúndente, y el producto se llama cemento asfaltico o cemento de asfaltodel lago Trinidad.

El asfalto del lago Trinidad se adapta bien a las mezclas con alquitran de hulla para disminuir lavolatilidad de éste y hacerlo mas consistente y mas estable a los aumentos de temperatura. Esteasfalto es miscible con casi todos los demas asfaltos y betúmenes naturales, aceites vegetales yminerales, ceras, breas y alquitran de hulla. Casi todos los usos de éste asfalto exigen unamanipulación a temperatura elevada, y las mezclas con materiales bituminosos mas blandos o masduros suelen hacerse a temperaturas comprendidas entre 107 y 204
°
C. Este asfalto se empleacomo material de pavimentación, y en la fabricación de materiales asfalticos para tejados,materiales impermeabilizantes, mastic asfaltico, revestimiento para tuberías y conductos, y paraotros usos especializados.Los principales yacimientos de roca asfaltica estan en Europa y Norteamérica, pero haydepósitosen todo el mundo. Los asfaltos de roca norteamericanos suelen componerse de arenisca o calizao una mezcla de ambas, impregnadas con betún; los calizos se diferencian por su estructura físicade los que contienen arenisca.Los asfaltos de roca se usan para pavimentar calles. Se mezclan uno o varios asfaltos de rocapulverizados para obtener una composición media, se extiende la mezcla, se aplica calor si esnecesario, y por medio de presión se iguala la superficie. La roca pulverizada se mezcla conasfalto del lago Trinidad u otros asfaltos para obtener un mastique que es mucho mas rico en betúnque las mezclas de rocas. Este mastic, aplicado a una base de hormigón o de madera a unatemperatura de 177 a 232 ºC, se utiliza en la fabricación de materiales para tejados, pisos yrevestimientos impermeabilizadores para estanques y depósitos. Una buena parte del masticutilizado en Estados Unidos para hacer revestimientos o pisos impermeabilizados o resistentes alos acidos no contiene asfalto nativo de roca, sino mezclas de otros asfaltos con polvo de piedra,rocas trituradas, arena o grava.
La gilsonita o caucho mineral, sólo se presenta naturalmente en la cuenca del río Uintah, en Utahy Colorado, Estados Unidos. Es uno de los bitúmenes naturales mas puros que se conocen y sedistingue facilmente de las demas asfaltitas por su color pardo, su peso específico mas bajo, sucontenido fijo de carbono y poco azufre. Las calidades comerciales son; selecto, segundo(corriente) y azabache. Se distinguen por el punto de reblandecimiento y el comportamiento enlos solventes derivados de petróleo.La gilsonita seemplea mucho en la fabricación de barnices negros mezclandola con aceitessecantes y resinas, residuos de petróleo y otros asfaltos, con todos los cuales es miscible entodas proporciones. Se emplea también mucho en la fabricación de artículos moldeadostermoplasticos, revestimientos para frenos, pisos de mastique, losetas asfalticas, compuestossaturantes para alambres aislados, bandas de transmisión, tejidos impregnados, pinturas paramaderas y revestimientos de oleoductos. En virtud de su elevada resistencia dieléctrica, se usaen muchos compuestos eléctricos, y su color pardo hace que se utilice en tintas de imprenta,especialmente en los tipos pardos para rotograbado.A diferencia de casi todos los demas asfaltos naturales o de petróleos, la gilsonita se mezcla encasi todas las proporciones con ceras para formar compuestos estables. Cuando se emplea enproporciones pequeñas en mezclas de cera-asfaltos, actúa como portador e impide la separaciónde la cera y el asfalto. Añadiendo una pequeña proporción de gilsonita al fúndente antes desoplar el asfalto, el producto es menos grasiento o aceitoso. Cuando se añade a un asfaltooxidado, de temperatura de reblandecimiento elevada, la gilsonita reduce la penetración y elpunto de reblandecimiento; pero cuando se añade a un asfalto oxidado de temperatura dereblandecimiento baja, reduce la penetración y eleva el punto de reblandecimiento.La grahamita es una asfaltita que se encuentra en diversos lugares de los Estados Unidos, Cubay Sudamérica. Los yacimientos de Oklahoma se explotaron bastante durante algunos años, peroen la actualidad casi toda lagrahamita empleada procede de las minas de Cuba. La grahamita sediferencia de la gilsonita y pez lustrosa en su contenido mas alto de carbono fijo y en que sehincha pero no se funde, cuando se calienta. Su coloración es mas negra que la gilsonita y la pezlustrosa.

Asfaltos Derivados de Petróleo 
Los asfaltos mas utilizados en el mundo hoy en día, son los derivados de
petróleo, los cuales se obtienen por medio de un proceso de destilación industrial
del crudo.  Representan mas del 90 % de la producción total de asfaltos. La
mayoría de los petróleos crudos contienen algo de asfalto y a veces casi en su
totalidad.  Sin embargo existen algunos petróleos crudos, que no contienen
asfalto.  En base a la proporción de asfalto que poseen, los petróleos se clasifican
en
Petróleos crudos de base asfaltica.
Petróleos crudos de base parafínica.
Petróleos crudos de base mixta (contiene parafina y asfalto). 

El asfalto procedente de ciertos crudos ricos en parafina no es apto para fines
viales, por cuanto precipita a temperaturas bajas, formando una segunda fase
discontinua, lo que da como resultado propiedades indeseables, tal como la
pérdida de ductilidad.  Con los crudos asfalticos esto no sucede, dada su
composición. 
El petróleo crudo extraído de los pozos, es sometido a un proceso de
destilación en el cual se separan las fracciones livianas como la nafta y kerosén de
la base asfaltica mediante la vaporización, fraccionamiento y condensación de las
mismas.
El asfalto es ademas un material bituminoso pues contiene betún, el cual es 
un hidrocarburo soluble en bisulfuro decarbono (CS2).  El alquitran obtenido de la
destilación destructivo de un carbón graso, también contiene betún, por lo tanto
también es un material bituminoso pero no debe confundirse con el asfalto, ya que
sus propiedades difieren considerablemente.
El asfalto de petróleo moderno, tiene las mismas características de durabilidad
que el asfalto natural, pero tiene la importante ventaja adicional de ser refinado
hasta una condición uniforme, libre de materias organicas y minerales extraños. 

Métodos de obtención
Obtención de Asfaltos en Refinerias
El crudo de petroleo es una mezcla de distintos hidrocarburos que incluyendesde gases muy livianos como el metano hasta compuestos semisólidos muycomplejos, los componentes del asfalto. Para obtener este debe separarseentonces las distintas fracciones del crudo de petróleo por destilaciones quese realizan en las refinerias de petróleo.
Destilación Primaria
Es la primera operación a que se somete el crudo. Consiste en calentar elcrudo en hornos tubulares hasta aproximadamente 375ºC. Los componenteslivianos (nafta, kerosene, gas oil), hierven a esta temperatura y setransforman en vapor. La mezcla de vapores y líquido caliente pasa a unacolumna fraccionadora. El líquido o residuo de destilación primaria se juntatodo en el fondo de la columna y de ahí se bombea a otras unidades de larefinería.


Destilación al Vacio
Para separar el fondo de la destilación primaria, otra fracción libre de asfaltenosy la otra con el concentrado de ellos, se recurre comunmente a la destilación alvacio. Difiere de la destilación primaria, en que medianteequipos especiales sebaja la presión (aumenta el vacio) en la columna fraccionadora, lograndose asíque las fracciones pesadas hiervan a menor temperatura que aquella a la quehervían a la presión atmosférica. El producto del fondo de la columna, unresiduo asfaltico mas o menos duro a temperatura ambiente, se denominaresiduo de vacio. De acuerdo a la cantidad de vacio que se practica en lacolumna de destilación, se obtendran distintos cortes de asfaltos que ya puedenser utilizados como cementos asfalticos.

Desasfaltización con propano o butano
El residuo de vacio obtenido por destilación al vacio, contiene los asfaltenosdispersos en un aceite muy pesado, que, a la baja presión (alto vacio) y altatemperatura de la columna de vacio, no hierve (se destila). Una forma deseparar el aceite de los asfaltenos es disolver (extraer) este aceite en gaslicuado de petroleo. El proceso se denomina 'desasfaltización' y el aceite muypesado obtenido, aceite desasfaltizado. Se utiliza como solvente propano obutano líquido, a presión alta y temperaturas relativamente moderadas (70 a120 ºC). El gas licuado extrae el aceite y queda un residuo semisólido llamado'bitumen'.

Conclusión
El asfalto derivado de la materia prima masutilizada actualmente o de forma natural lopodemos utilizar en forma convencional paranuestro propio beneficio, dado que alrevestir los caminos y en las construccionespor sus mismas propiedades nos permiteutilizarlo como protector de viviendas o delos caminos sin que los factores ambientalesno lo afecten de manera destructiva.
https://es.scribd.com/doc/84433928/Asfalto





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