Este documento describe las emulsiones asfálticas como una alternativa ecológica para los sistemas de caminos. Explica que las emulsiones asfálticas reducen el consumo energético y las emisiones de carbono en comparación con los métodos tradicionales, al mismo tiempo que minimizan los riesgos para los trabajadores. Aunque las mezclas asfálticas calientes tienen mejores propiedades mecánicas, las emulsiones asfálticas tienen muchas aplicaciones útiles como el reciclaje de pavimentos y

1. EMULSIONES ASFÁLTICAS: Una alternativa
verde para los sistemas de caminos
L.Q.I. Sergio Serment Moreno
sergio.sermentmr@uanl.edu.mx

2. 2
“No es nuestra riqueza la que construye nuestros caminos.
Son nuestros caminos los que construyen nuestra riqueza.”
John F. Kennedy

3. No es lo mismo
3
Asfalto (ligante)
Mezcla o concreto
asfáltico
Pavimento

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. 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. Composición química
6

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. ¿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. 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
Comportamiento
mecánico
Tg
Frágil
-T +T
Elástico Viscoso

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. 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. 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. Emulsiones modificadas
14
EMULSIÓN DE ASFALTO
MODIFICADO
EMULSIÓN EN LÁTEX
SBS, SB, EVA, SBR, Caucho, Elvaloy, PE, PP, EMA, entre otros.

15. Clasificación
15
Carga
Aniónica Catiónica
Rapidas Medias Lentas
Velocidad de ruptura
Superestables

16. Nomenclatura
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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. Fabricación
17

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. Pruebas limitadas
19
Índice de
rompimiento
Viscosidad
Penetración Destilación
¡¡¡ÁREA DE
OPORTUNIDAD!!!

20. Aplicaciones
20
Fabricación de
mezclas (ECM,
ECL y ECS)
Tratamientos
superficiales
(ECR y ECM)
Bacheo (ECL y
ECS)

21. Reciclado
21

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
Consumo Energético

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
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
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
México
Año 2009

28. Aplicaciones en México
28

29. 29
Aplicaciones en México

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
Investigación en México
Actualmente es escasa la investigación sobre el
tema en México.

32. 32
Investigación en Francia
Actualmente Francia representa la punta de la lanza
en emulsiones asfálticas.

33. 33
Investigación en EEUU
Solamente en el estado de Texas se realizan más
investigaciones en emulsiones asfálticas que en
todo México.

34. 34
Enfoque
No se trata de ser malinchista si no de cambiar el
enfoque.

35. 35
Nuevo enfoque
Adoptar un enfoque multidisciplinario. Tomando
como ejemplo nuestra amada UANL…

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
¿Preguntas?