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El uso moderno del asfalto para carreteras y construcción de calles comenzó a finales del siglo pasado, y creció rápidamente con el surgimiento de la industria automotriz, desde entonces la tecnología del asfalto ha avanzado en aras al mejoramiento de este.
El asfalto es un material negro, cementante, que varía ampliamente en consistencia, entre sólido y semisólido (Sólido blando), a temperaturas ambientales normales. Básicamente, el asfalto se compone por varias cadenas de hidrocarburos, y algunos residuos de azufre, oxígeno, nitrógeno, entre otros. Entre las cadenas de hidrocarburos se encuentran los asfaltenos y maltenos; estos últimos se pueden clasificar en cadenas de aromáticos, saturados y resinas.
El ensayo de separación del bitumen por medio de cromatografía líquida en columna, separa el asfalto en las cuatro fracciones anteriormente descritas. Este ensayo se utiliza con el fin de evaluar la composición del asfalto.
En este contexto, el objetivo principal es separar las distintas fracciones del asfalto en función de sus características químicas y su solubilidad en diferentes disolventes. A través de la cromatografía líquida en columna y el uso de solventes con diferentes polaridades, se logra una separación eficaz de las fracciones.
Las cuatro fracciones fundamentales del asfalto que mencionas son:
Saturados: Son compuestos químicos que no interactúan con la fase estacionaria de la cromatografía cuando se eluyen con n-heptano. Esto significa que son solubles en n-heptano y forman parte de la fracción más «hidrocarbonada» del asfalto, es decir, compuestos sin enlaces insaturados ni anillos aromáticos.
Aromáticos: Compuestos químicos que son adsorbidos por la fase estacionaria en presencia de n-heptano, pero se desorben y se eluyen con tolueno. Esto indica que contienen anillos aromáticos, lo que les otorga una mayor afinidad con la fase estacionaria en comparación con los saturados.
Resinas: Estos compuestos químicos se eluyen después de los saturados y los aromáticos utilizando una mezcla de tolueno y tricloroetileno. Las resinas son más polares que los saturados y los aromáticos, lo que les permite ser separadas con disolventes más polares.
Asfáltenos: Son los compuestos más pesados e insolubles en n-heptano. Se encuentran en la fracción más pesada del asfalto y son los responsables de la rigidez y la viscosidad del asfalto. Se separan por digestión, normalmente en condiciones más agresivas.
Este método, al proporcionar una separación detallada de las fracciones del asfalto, ayuda a entender mejor las propiedades físicas y químicas del material, lo que es fundamental para su aplicación en ingeniería civil, especialmente en la fabricación de pavimentos y la caracterización de asfaltos para su uso en diversas condiciones ambientales y de tráfico.
El fraccionamiento S.A.R.A se realizó en diferentes etapas:
Etapa 1: Digestión en n-heptano.
Etapa 2: Separación de asfaltenos por filtración al vacío.
Etapa 3: El fraccionamiento de los maltenos se efectúa por cromatografía líquida en columna.
El análisis de fraccionamiento S.A.R.A. constituye una herramienta fundamental para la caracterización del asfalto, ya que permite separar y cuantificar sus componentes principales: saturados, aromáticos, resinas y asfáltenos. Mediante el uso de la cromatografía líquida en columna y la aplicación de solventes con polaridades crecientes, se logra una separación precisa de cada fracción según su solubilidad y afinidad química.
Esta metodología no solo permite conocer la proporción relativa de cada componente, sino que también proporciona información clave sobre el comportamiento del asfalto frente a distintas condiciones de uso, como la temperatura, la oxidación y la carga vehicular. Comprender la composición del asfalto es esencial para seleccionar y diseñar materiales bituminosos más duraderos, estables y adaptados a los requerimientos específicos de cada proyecto vial.
En resumen, el fraccionamiento S.A.R.A. es una técnica analítica valiosa que contribuye al avance tecnológico y a la mejora continua en la industria de la construcción de pavimentos y carreteras.
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