Cuando escuchas la palabra asfalto, probablemente te imaginas el alquitrán negro en las carreteras y autopistas, ¿verdad? Pero eso no es exactamente correcto.
"El asfalto es el líquido que hay en la carretera", dice J. Richard Willis, Ph.D., vicepresidente de ingeniería, investigación y tecnología de la Asociación Nacional de Pavimentos Asfálticos (NAPA), que tiene un doctorado en diseño y construcción de asfalto. . "Es el agente aglutinante el que mantiene unidas las rocas".
Entonces, ¿de qué está hecho el asfalto? El asfalto proviene del petróleo crudo, mientras que el alquitrán proviene del carbón.
ContenidoEl asfalto también se encuentra naturalmente en la tierra, y hay lagos donde el petróleo del subsuelo ha subido a la superficie, como La Brea Tar Pits en Los Ángeles y Pitch Lake en Trinidad, que es el depósito natural de asfalto más grande del mundo. mundo.
Pero la forma más común de fabricar el aglutinante hoy en día es mediante el proceso de refinación de petróleo. El asfalto es el material más pesado en un barril de petróleo; es básicamente el producto de desecho.
"El asfalto es el residuo pesado que se deposita en el fondo", dice Willis. No se puede utilizar como energía, por lo que adquiere nueva vida como la sustancia pegajosa que mantiene unidos los materiales. Combinado con diversas cantidades y tipos de rocas y otras sustancias, eventualmente se convierte en la mezcla sobre la que conducimos. La carretera es en realidad una mezcla asfáltica o mejor llamada "pavimento asfáltico".
Todo lo que se habla de refinación de petróleo puede hacer que el asfalto parezca un invento relativamente moderno, pero el primer uso registrado de asfalto en una carretera fue en Babilonia en el año 615 a.E.C.; Según la NAPA, se utilizó asfalto y ladrillos cocidos para pavimentar una calle de procesión durante el reinado del rey Nabopolasar. Los romanos lo usaban para sellar estructuras como baños y acueductos. Cuando el explorador inglés Sir Walter Raleigh apareció en el lago Pitch en Trinidad en 1595, utilizó el asfalto para calafatear sus barcos.
"Se ha utilizado en otras funciones no viales a lo largo de la historia", dice Willis. Su uso como aglutinante en las carreteras se volvió más común en el siglo XIX. John Loudon McAdam, que construyó la autopista de peaje escocesa, añadió alquitrán caliente para reducir el polvo y el mantenimiento de las carreteras. Este método también mejoró las condiciones de conducción.
En los Estados Unidos, las mezclas bituminosas (hormigón asfáltico) aparecieron por primera vez en la década de 1860, y el primer "verdadero pavimento asfáltico" fue colocado en Newark en 1870 por Edmund J. DeSmedt, un belga, según NAPA. Fue modelado a partir de una carretera de pavimento natural en Francia. Luego, DeSmedt pavimentó la avenida Pensilvania de Washington, D.C. con asfalto de Trinidad, demostrando aún más su durabilidad.
Pronto, químicos e inventores emprendedores presentaron patentes para diferentes mezclas de mezclas de pavimento asfáltico, que aparecieron con diversos nombres. A medida que la industria creció, las ciudades comenzaron a exigir garantías de mano de obra y materiales. Hasta principios del siglo XX, casi todo el asfalto procedía de fuentes naturales, pero con la puesta en marcha de la primera planta moderna de asfalto en East Cambridge, Massachusetts, en 1901 y el aumento de la producción de automóviles, las solicitudes de mejores carreteras vigorizaron la industria del asfalto. En 1907, la producción de asfalto natural fue superada por el asfalto refinado de petróleo.
"La gente empezó a exigir mejores modos de transporte", explica Willis. "Los caminos donde la gente empezó a usar asfalto para mantener unidas las rocas resistieron más que los caminos de tierra convencionales a los que la gente estaba acostumbrada". Conducir por un camino de grava versus uno pavimentado ofreció una experiencia significativamente diferente. Finalmente, la Ley de Carreteras de Ayuda Federal de 1956 ayudó a transformar las carreteras en los Estados Unidos que aún estaban hechas de tierra apisonada y creó el Sistema Interestatal de 48,876 millas (78,658 kilómetros) en los EE.UU.
Aunque se asocia con mayor frecuencia con las carreteras, el asfalto se utiliza para muchos propósitos, aunque las carreteras representan su uso más extenso. De los más de 4,3 millones de kilómetros (2,7 millones de millas) de carreteras pavimentadas en los EE. UU., el 94 por ciento están recubiertas con asfalto, según NAPA.
Curiosamente, todo eso incluye una mezcla de aproximadamente un 95 por ciento de piedra, arena y grava, y sólo un 5 por ciento de cemento asfáltico. El asfalto también se utiliza para estacionamientos, pistas de aeropuertos y circuitos de carreras.
"El asfalto es un producto realmente flexible y versátil", explica Willis. Se puede utilizar para revestir estanques de peces y depósitos de agua o con fines deportivos como canchas de tenis. Hace un par de años, fue elegida como superficie base para el campo del estadio de los Minnesota Vikings en Minneapolis.
Según Willis, desde los primeros días de la producción de asfalto, la industria ha seguido innovando con nuevos productos, volviéndose más científica y rigurosa.
"Hemos cambiado la forma en que diseñamos las mezclas", dice. "Hoy estamos en una era en la que se está viendo un cambio gigante en la forma en que funcionan la industria y los estados". Utilizando métodos de prueba avanzados, los investigadores del asfalto han intentado mejorar el rendimiento. Al incorporar nuevos materiales, aditivos y tecnologías, buscan aprender cómo funcionarán varias recetas en diferentes temperaturas y climas.
Una actualización importante ha sido la creación de mezcla asfáltica tibia (WMA), que reduce la temperatura de producción del asfalto en una planta, reduciendo así el uso de energía y ahorrando tiempo tanto en la producción como en el pavimentación de las carreteras. WMA también mejora las condiciones de trabajo con una menor exposición a las emisiones de combustible, humos y olores, según la Administración Federal de Carreteras del Departamento de Transporte de EE. UU.
Asfalto de mezcla en caliente versus asfalto de mezcla en calienteLa Mezcla Asfáltica en Caliente (HMA) se produce a altas temperaturas, lo que la hace duradera y resistente a la intemperie, pero tiene un mayor consumo de energía y emisiones de gases de efecto invernadero. Warm Mix Asphalt (WMA), por otro lado, se fabrica a temperaturas más bajas utilizando aditivos especiales, lo que reduce su impacto ambiental. Sin embargo, es posible que WMA no funcione tan bien como HMA en condiciones climáticas extremas.
El asfalto probablemente no sea algo que usted considere ecológico; podría ser en parte culpa por asociación porque el asfalto está naturalmente alineado con los principales contaminantes:los automóviles y la producción de petróleo. Y parte de la negatividad está justificada:debido a que el asfalto tiene baja reflectividad, se ha determinado que contribuye significativamente al efecto de isla de calor urbana (UHI), escribieron Abbas Mohajerani, Jason Bakaric y Tristan Jeffrey-Bailey en un artículo de 2017 en el "Revista de Gestión Ambiental". Cualquiera que se haya sentado en un atasco de tráfico en una autopista en un caluroso día de verano puede dar fe de ello.
En cuanto a las contribuciones del asfalto al UHI, la Agencia de Protección Ambiental afirma que los pavimentos asfálticos convencionales pueden modificarse con materiales o tratarse después de la instalación para aumentar la reflectancia. Durante décadas, esto se ha implementado en ocasiones en superficies como estacionamientos y autopistas. La EPA incluye el asfalto poroso y el asfalto cauchutado como ejemplos de pavimentos permeables.
El asfalto también ha obtenido malas calificaciones por ser impermeable, por los gases que produce cuando se derrite y los vapores a los que expone a los trabajadores mientras pavimentan carreteras y techan. La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) dice que esos vapores pueden provocar dolores de cabeza, erupciones cutáneas, fatiga e incluso cáncer de piel. Si bien las normas de OSHA no abordan específicamente los vapores de asfalto, la administración recomienda que el control de la exposición se puede realizar mediante "controles de ingeniería, acciones administrativas y equipo de protección personal".
Y, por supuesto, también está el hecho de que el asfalto se fabrica a partir del petróleo. Pero el asfalto también tiene cualidades ecológicas positivas.
"Lo que mucha gente no sabe es todas las cosas respetuosas con el medio ambiente que la industria del asfalto está haciendo", dice Willis. Para empezar, el asfalto puede ser 100 por ciento reciclable y, lo que es más importante, en realidad se recicla. En 2018, 82,2 millones de toneladas (74,5 millones de toneladas métricas) de pavimento asfáltico recuperado (RAP) se volvieron a utilizar en nuevas mezclas. Eso significa que cada mezcla asfáltica colocada en los EE. UU. incluía alrededor del 21 por ciento de RAP. De hecho, el peso combinado de todos los artículos que la gente recicla anualmente en los EE. UU. (papel, plástico y aluminio) totalizó una fracción (alrededor del 68 por ciento) del peso del RAP que la industria del asfalto recicla anualmente.
"Ese es sólo un material que reciclamos", dice Willis. "Somos la industria de reciclaje más activa del país". También es uno de los mayores recicladores de caucho de neumáticos, que se utiliza como modificador de mezclas en algunos estados. Las tejas también se reciclan para obtener nuevas mezclas asfálticas, y la industria está estudiando cómo el plástico podría convertirse en parte del debate. "Cuando la gente nos plantea esas preguntas, intentamos encontrar soluciones".
Se necesita mucha ingeniería y ciencia de materiales para construir una carretera. Hoy en día, las carreteras asfaltadas se diseñan en torno al concepto de "pavimento perpetuo", o al menos para que dure 40 años o más. El mantenimiento de rutina consiste en "fresar" la superficie del asfalto (quitar aproximadamente la pulgada superior) cada 12 a 20 años y reemplazarla con una capa nueva. Ese centímetro superior se puede reciclar y las superposiciones periódicas "mejoran significativamente la calidad de conducción y el consumo de combustible de los vehículos que circulan por estas carreteras", según Asphalt Pavement Alliance.
Hasta que llegue el momento de los vehículos flotantes, es probable que las carreteras asfaltadas sigan existiendo. Y la industria planea seguir innovando en productos y producción. Willis describe avances recientes como rodillos y equipos autónomos, así como el mayor uso de la realidad virtual para el entrenamiento.
"Veo la tecnología como una gran parte del futuro de la industria", afirma. A medida que los expertos en asfalto mejoran en el manejo de big data, pueden utilizarlos para la producción y colocación para mejorar la eficiencia en tiempo real. Un día, incluso podrá ver aceras inteligentes con nanosensores en las carreteras que proporcionarán información sobre el comportamiento y la duración del pavimento. "Nuestras carreteras serán mucho más inteligentes. Tenemos la tecnología para mejorar realmente la experiencia del público que viaja".
Ahora eso es interesante
El Aeropuerto Internacional Logan de Boston tiene la primera terminal del mundo en obtener una acreditación de Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental, gracias en parte a su pista pavimentada por la WMA, que se decía que proporcionaba una reducción de 2.000 toneladas (1.814 toneladas métricas) en las emisiones de carbono de la construcción.
