Volumen 4Enero - Diciembre 2014

La caracterización de las emulsiones asfálticas incluye el ensayo de destilación para cuantificar el contenido de asfalto. Este ensayo se realiza desde hace mucho tiempo, tanto en Costa Rica como en otros países. Es un método tradicional y preciso, que ha representado una muy buena opción para la recuperación del asfalto residual de una emulsión asfáltica, pero consume mucho tiempo y  requiere de la pericia del analista para identificar  momentos clave de la separación.

En vista de que se pueden utilizar las nuevas tecnologías para la cuantificación de la composición de las emulsiones asfálticas, se propone aplicar técnicas de análisis termogravimétricos instrumentales.

La primera fase del proyecto consiste en determinar los parámetros que se deben utilizar en un analizador termogravimétrico (TGA, por sus siglas en inglés) para obtener resultados comparables con el método de destilación. Para lo cual se varían las rampas de temperatura y la velocidad de calentamiento en cada una de las muestras analizadas.

A pesar de que los resultados no presentan diferencias estadísticamente significativas, se percibe el efecto que tienen los cambios de parámetros en el análisis termogravimétricos en los resultados.

Los resultados obtenidos muestran que es posible utilizar los análisis termogravimétricos instrumentales para determinar el porcentaje de residuo asfáltico en la emulsión, pero además permite establecer las condiciones que deben definirse como parte de un procedimiento de análisis, según los resultados debe seleccionarse tasas de calentamiento de 10 °C/min o menores a 5° C/min. Asimismo se determina que las tasas de calentamiento moduladas no arrojan buenos resultados.

En la siguiente fase se compararán los métodos mencionados utilizando emulsiones fabricadas en el laboratorio, considerando los parámetros definidos en esta fase.

Para el año 2004 no se contaba con métodos de reducción de muestra para mezcla asfáltica en caliente estandarizados y se tomaban como referencia los métodos de cuarteo para agregados pero estos no indicaban obviamente la temperatura a la cual se debía calentar la muestra para asegurar su trabajabilidad y que no afectara las propiedades de la mezcla entre otros detalles. Es por esta razón que, el LanammeUCR implementó un método totalmente nuevo para poder certificar el muestreo de mezcla asfáltica en caliente en vagoneta, por lo que se aprovechó este estudio para incluir el método de cuarteo para demostrar que las submuestras son representativas del lote de muestra.

Se realizó un diseño experimental el cual incluía la realización del método de cuarteo para varias cajas de mezcla y luego medir la granulometría y el contenido de asfalto con el ensayo de ignición para cada submuestra así como el ensayo de gravedad específica máxima teórica, se demostró que con este método sí es posible obtener submuestras representativas del lote con buena repetibilidad y además se comprobó que la segregación de la mezcla se eliminó con el uso de la canaleta además de que se obtienen las submuestras deseadas en un solo paso.

Este método tiene 11 años de implementado y las ventajas sobre el método estándar AASHTO R 47 publicado en el año 2008 es que, en este método se detallan los cuidados que se tienen que tomar en cuenta a la hora de manipular la mezcla asfáltica en caliente, tales como las temperaturas a las que se tiene que calentar la muestra y los tiempos de calentamiento pues esto afecta de manera significativa las propiedades del material. Además se incluye el uso de herramientas manuales muy simples que son de fácil fabricación y económicas que tomaron en cuenta el criterio de ergonomía para asegurar que el procedimiento fuese seguro y práctico.

Debido a los problemas generados por el agua en muchos de los pavimentos alrededor del mundo se ha buscado una forma de mejorar los materiales que componen las mezclas asfálticas. Con este fin se han desarrollado diferentes métodos para poder medir las propiedades de los materiales que se relacionen con el daño por humedad. Los métodos que se describen son conocidos como ensayos de goniometría y ensayos de resistencia a la tracción de asfaltos (ABS).

Parte de las investigaciones en este campo están enfocadas en las propiedades físico-químicas de los asfaltos relacionadas con falla por adhesión. Este artículo pretende describir dos de los principales métodos de ensayo utilizados en laboratorios para medir el trabajo de adhesión en los ligantes asfálticos y emulsiones. Los procedimientos aquí descritos pueden ser de interés para los ingenieros y profesionales que trabajan en el diseño de pavimentos y en áreas afines.

En esta investigación se presenta el estudio de 16 alambres de acero, a los cuales se les aplicó un ensayo de tensión utilizando dos tipos de extensómetro: láser y axial. El objetivo principal del análisis es definir si los resultados recuperados del extensómetro láser presentan la suficiente precisión como para determinar propiedades mecánicas adecuadamente, es decir validar el uso del extensómetro láser en el ensayo de tensión; así como generar una metodología de estudio para materiales con región de fluencia no definida. A partir de los resultados obtenidos, se concluye que el extensómetro láser reproduce datos cualitativamente similares a los del axial, por lo que se valida el uso del equipo para el ensayo de tensión; además se confirma que la metodología desarrollada permite calcular óptimamente propiedades mecánicas para materiales con región de fluencia no definida.

Se propone un diseño de bajo costo de un túnel de viento con vórtice variable, que mediante la inyección controlada de flujos cruzados direccionales, permite variar el tamaño y velocidad de rotación de los vórtices independientemente de la velocidad promedio del flujo. Se evita con ello la reconfiguración de la sección de estabilización, comúnmente utilizado en los túneles de capa limite. El uso de este túnel de viento en la escala y velocidad indicada serían para pruebas prácticas usando modelos a escala para cuantificar la interacción del viento atmosférico con construcciones civiles, caracterizar patrones de erosión de terrenos y transporte de sedimentos, y determinar los patrones generales de dispersión de contaminantes atmosféricos en ciertas escalas de terreno; podría utilizarse también para definir parámetros de calibración en modelos numéricos de flujo de fluidos a baja velocidad en dos dimensiones.