Científicos panameños buscan hacer del asfalto una opción más sostenible con polvo de caucho reciclado

Ciudad de Panamá, Panamá/El asfalto es un subproducto de la refinación del crudo de petróleo, resultante de la extracción de componentes como la gasolina, el keroseno y la nafta, entre otros. Uno de sus usos más comunes es en la construcción de carreteras, autovías y autopistas. Sin embargo, con el paso del tiempo, puede generar emisiones de contaminantes del aire que son peligrosos para el medio ambiente y la salud humana. No obstante, un proyecto desarrollado por científicos panameños podría hacer del asfalto una opción más sostenible.

Este proyecto, denominado "Uso del polvo de caucho de llantas recicladas como modificador sostenible de asfalto en Panamá", liderado por la docente e investigadora de la Facultad de Ingeniería Civil en la Universidad Tecnológica de Panamá (UTP), Ka Lai Ng Puga. Su objetivo es evaluar la incorporación de polvo de caucho de llanta reciclada en el cemento asfáltico utilizado en el país para fabricar mezclas de este tipo. Se busca estimar las mejoras que se pueden obtener en el comportamiento de este cemento modificado en comparación con el no modificado que se importa en Panamá.

En estos momentos, el estudio se encuentra en plena ejecución, y según la Dra. Ng, uno de los próximos pasos es analizar el desempeño de las mezclas asfálticas fabricadas con el cemento asfáltico modificado con polvo de caucho reciclado. El objetivo es evaluar cuánto mejora el comportamiento de estas mezclas en comparación con las mezclas asfálticas convencionales que se fabrican en el país.

En la actualidad, el proyecto está en plena ejecución. Según la Dra. Ng, se espera posteriormente analizar el desempeño de las mezclas fabricadas con el cemento asfáltico modificado con polvo de caucho reciclado. El objetivo es determinar cuánto mejora el comportamiento de estas mezclas en comparación con las convencionales utilizadas en el país.

La investigadora destacó que el estudio ha sido llevado a cabo con la colaboración conjunta de la UTP, el Instituto Panameño del Asfalto y empresas privadas del sector asfáltico en Panamá.

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Características reológicas

“Para el estudio se adquirió un reómetro de corte dinámico (DSR, por sus siglas en inglés) con fondos financiados por la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Senacyt) a través del programa FIED. Este equipo se ha utilizado para evaluar las características reológicas del cemento asfáltico modificado, siguiendo las normas de ensayo estándar ASTM”, señaló la Dra. Ng.

Ng explicó que las características reológicas son las propiedades que describen el flujo y la deformación de los materiales cuando están sometidos a fuerzas y deformaciones a lo largo del tiempo. Por ejemplo, el cemento asfáltico fluye a altas temperaturas, lo que requiere que se caliente para mezclarlo con los agregados y producir las mezclas asfálticas. En cambio, a temperatura ambiente, el cemento asfáltico exhibe un comportamiento más similar al de un sólido que al de un líquido.

Estudiar estas propiedades en los cementos asfálticos es crucial porque, dependiendo del origen del crudo de petróleo del que se refinó, algunos cementos asfálticos se comportan mejor en temperaturas ambientales altas, mientras que otros son más adecuados para climas templados. Evaluar estas propiedades reológicas es fundamental para garantizar que el material de construcción sea el adecuado para la región climática en la que se utilizará, y esto solo se puede determinar utilizando un reómetro de corte dinámico.

Indicó que, mediante el uso de polímeros u otros agentes modificadores, es posible mejorar las propiedades del cemento o de las mezclas asfálticas en caso de que no alcancen el desempeño deseado. Estos cementos tienen diversas especificaciones y métodos de clasificación.

De acuerdo con las normas ASTM, en Panamá se utiliza la clasificación por viscosidad para importar cemento asfáltico. Sin embargo, manifestó que se han realizado grandes esfuerzos para incluir en las clasificaciones del país no solo la clasificación por grado de desempeño (PG, por sus siglas en inglés), sino también la clasificación por grado de desempeño mediante recuperación y creep repetitivo (MSCR, por sus siglas en inglés).

"De hecho, estas clasificaciones han sido incluidas en la actualización del capítulo 24 de las especificaciones técnicas del Ministerio de Obras Públicas (MOP) del 2017. Lo que se ha estado trabajando en conjunto con el Ministerio de Comercio e Industrias (MICI), el MOP y la empresa privada es actualizar la norma técnica DGNTI-COPANIT 85-2005 que se utiliza para la importación de cemento asfáltico que incluya las nuevas clasificaciones, las cuales utilizan las propiedades reológicas para caracterizar las propiedades de los cementos asfálticos", añadió.

Resultados preliminares

Con respecto a los avances obtenidos, dio a conocer que en el estudio se evaluaron las propiedades reológicas relacionadas con daños por fatiga y deformaciones permanentes, conforme a las normas ASTM D8239, que especifican el asfalto por grado de desempeño mediante el ensayo de recuperación y creep repetitivo (MSCR) utilizando el reómetro de corte dinámico.

Agregó que los resultados preliminares obtenidos con la modificación del cemento asfáltico con polvo de caucho reciclado han sido muy prometedores, logrando un cemento asfáltico clasificado como PG76E-22, según la especificación ASTM D8239.

Este tipo de cemento asfáltico está diseñado para ofrecer un buen desempeño en condiciones de tráfico extremo, como es el caso de los tranques en nuestro país. Sin embargo, manifestó que aún queda por evaluar el comportamiento de las mezclas fabricadas con este cemento asfáltico modificado con polvo de caucho reciclado.

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Pavimentos asfálticos más duraderos

Sobre los próximos pasos a seguir, la investigadora reveló que se planea continuar evaluando diversas tecnologías de asfalto para mejorar su desempeño y prevenir daños prematuros por fatiga, deformaciones permanentes y susceptibilidad a la humedad, con el objetivo de obtener pavimentos asfálticos más duraderos.

Añadió que su línea de investigación no se limita únicamente a materiales asfálticos, sino que también abarca materiales como el cemento y el concreto hidráulico. En este contexto, están realizando estudios utilizando materiales alternativos.

En palabras de la docente, “Creemos que para promover el uso de tecnologías sostenibles es fundamental seguir invirtiendo en investigación científica rigurosa, que permita evaluar su viabilidad. Esta inversión debe provenir no solo del Estado, sino también del sector industrial, para apoyar la investigación. Los resultados de estos estudios nos ayudan a desarrollar políticas públicas, normas técnicas y especificaciones que fomenten el uso de tecnologías sostenibles basadas en evidencia científica".