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La nanotecnología puede minimizar las deformaciones asfálticas

La deformación permanente de la mezcla asfáltica es uno de los principales defectos de los revestimientos asfálticos de las carreteras brasileñas. Resulta del comportamiento visco-plástico al que la mezcla asfáltica es sometida en condiciones de temperaturas superiores a los 30°C y condiciones de circulación lenta de carga (los terceros carriles de las carreteras). Esta deformación plástica (no recuperable) se va cumulando con la circulación de los camiones, dando lugar a las roderas (ahuellamiento). 
La formación de roderas, además de ser un indicador de daño estructural de la carretera, es un factor de reducción de la condición funcional de la vía, disminuyendo la comodidad y la seguridad de los usuarios, especialmente en días lluviosos, debido a la posibilidad de que ocurra el fenómeno de aquaplaning.
El proyectista puede hacer un arreglo granulométrico de la matriz de agregados y del tipo de ligante asfáltico que constituyen las mezclas asfálticas, para aumentar la resistencia a la deformación permanente de la mezcla y, por lo tanto, minimizar la formación de roderas. 
En la búsqueda por un mejor rendimiento de los revestimientos de asfalto en lo tocante a la formación de roderas, además de una mayor resistencia para reducir otros defectos, el uso de mezclas de asfalto modificado es una de las opciones disponibles. En este contexto, las mezclas asfálticas modificadas con polímeros se han aplicado con éxito en la ingeniería vial desde 1970, cuando se utilizaron por primera vez en Europa.
En los últimos años, con el advenimiento de la nanotecnología, la modificación mediante el uso de nanomateriales también ha ganado la atención de la comunidad científica. Aunque la nanotecnología es una ciencia reciente, los estudios llevados a cabo con los más diversos materiales han demostrado el gran potencial de aplicar esta ciencia a diferentes áreas del conocimiento y ámbitos de la formación humana. En el campo de la ingeniería vial, las investigaciones desarrolladas recientemente también han demostrado los efectos beneficiosos provenientes de la utilización de nanomateriales como agentes modificadores de los ligantes asfálticos.
En Brasil, las investigaciones pioneras realizadas en la Universidad Federal de Santa Catarina a partir de 2014, demostraron que la modificación del ligante con nanoarcilla y nonotubos de carbono mejoró significativamente el rendimiento de las mezclas asfálticas en lo que atañe a resistencia a la deformación permanente, evaluada en el simulador de tráfico francés, así como la resistencia a la fatiga.
En relación con la deformación permanente, la incorporación del 3% de  nanoarcilla al ligante dio lugar a una mayor resistencia de las mezclas estudiadas. Mientras las mezclas convencionales hechas con aglutinante convencional no cumplen con los criterios de deformación permanente requeridos por la especificación francesa para carreteras con tráfico pesado (menos del 5% de deformación en relación con el espesor de la capa), las mezclas asfálticas elaboradas con ligante modificado con nanoarcilla satisfacen ampliamente ese criterio, es decir, estas mezclas podrían utilizarse en carreteras de tráfico pesado en los terceros carriles (tráfico lento) y en vías urbanas en las zonas de semáforos y en los carriles exclusivos para corredores de autobuses.
Esta mejora de rendimiento se debe a que al modificar el ligante con nanoarcilla, esta última se incorpora a la estructura del asfalto y cambia su comportamiento reológico, aumentando la rigidez del módulo complejo y  reduciendo significativamente su ángulo de fase, o sea, se produce un aumento de la porción elástica y una reducción de la porción viscosa. Este cambio en el comportamiento del ligante se transfiere a la mezcla asfáltica, haciéndola más resistente a la deformación permanente, tanto a altas temperaturas como también a bajas velocidades de circulación de tráfico.
A partir de los estudios realizados, inclusive en Brasil, el uso de la nanotecnología en el procesamiento de las mezclas asfálticas se presenta como un gran potencial para minimizar la formación de roderas en las carreteras, al aumentar la vida útil de los revestimientos asfálticos y la seguridad del usuario, colaborando para la reducción en el costo del ciclo de vida de la implantación, el mantenimiento/restauración y la operación de proyectos viales. Además de la posible aplicación de nanotecnología a las mezclas asfálticas, esta tecnología abre un nuevo frente de investigación y la necesidad de construir carreteras con vida más larga se presenta como un gran mercado para el desarrollo tecnológico en el sector de los productos asfálticos.







Este artículo fue producido sobre la base de pesquisa realizada en los principales canales de información del mercado de transporte. Las afirmaciones aquí contenidas no representan el posicionamento de Volvo.

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