DEFINICINEn general, una emulsin es una dispersin de dos elementos insolubles uno en el otro.

Existen diversos tipos de emulsificados que se usan cotidianamente, por ejemplo la mayonesa, las pinturas, los tintes para el cabello y los helados. En cada caso estn involucrados ciertos procesos mecnicos y qumicos que permiten la combinacin de dos o ms materiales que no se mezclaran bajo condiciones normales. Ms all de la complejidad qumica de las emulsiones asflticas, lo importante es seleccionar la emulsin correcta para el agregado y sistema constructivo utilizados.

Considerando esto, podemos definir una emulsin desde el punto de vista fsico-qumico, como una dispersin fina ms o menos estabilizada de un liquido en otro, no miscibles entre s. La emulsin asfltica es un producto conseguido por la dispersin de una fase asfltica en una base acuosa, donde las partculas quedan electrizadas, por lo tanto los lquidos que la forman constituyen dos partes que se denominan:

- Fase dispersa o discontinua.- Fase dispersante o continua.

Existen dos tipos de emulsiones segn la concentracin de cada una de estas fases: una emulsin directa es aquella en que la fase hidrocarbonada est dispersa en la parte acuosa; en la inversa, la fase acuosa esta dispersa en la parte hidrocarbonada. Las del primer tipo son las que ms se emplean en la industria caminera.

Es preferible el empleo de las emulsiones directas por su baja viscosidad a temperatura ambiente, esto favorece el mojado, reparticin y cohesin con el material ptreo.

COMPOSICIN

Una emulsin tiene tres ingredientes bsicos: asfalto, agua y un agente emulsificante. En algunas ocasiones el agente emulsificante puede contener un estabilizador. En aplicaciones especiales como es el caso del Micropavimento se agrega un ingrediente ms, el polmero.

Es bien sabido que el agua y el asfalto no se mezclan, excepto bajo condiciones cuidadosamente controladas, usando equipo especializado y aditivos qumicos. La mezcla de betn asfltico cemento asfltico y agua es algo anloga al caso de un mecnico de automviles que trata de quitarse la grasa de sus manos con agua. nicamente, hasta cuando use un detergente o agente jabonoso le ser posible remover la grasa con xito.

Las partculas de jabn rodean los glbulos de grasa, rompen la tensin superficial que los une y permite que sean lavados. Se aplican principios fsicos y qumicos similares para la formulacin y produccin de las emulsiones asflticas.

El propsito es conseguir una dispersin de betn asfltico en agua, suficientemente estable para el bombeo, almacenamiento prolongado y mezclado. Adems, la emulsin deber romper rpidamente al entrar en contacto con el agregado en el mezclador o despus de ser esparcida sobre la superficie de la va. Una vez curado, el asfalto residual conserva todas las propiedades de adhesividad, durabilidad y resistencia al agua del betn asfltico usado para producirla.

Para el caso del micropavimento, la emulsin utilizada es la misma, solo que se le aade un polmero, el cual le proporciona sus caractersticas particulares.

A continuacin se presenta una descripcin de los componentes de una emulsin asfltica.

BETN ASFLTICO

El betn asfltico es el ingrediente bsico de una emulsin y en la mayora de los casos, representa del 55 al 70 por ciento de la emulsin.

No existe correlacin exacta entre las propiedades del betn asfltico y la facilidad con la cual el asfalto puede emulsificarse. No obstante que la dureza del betn asfltico puede elegirse a voluntad, la mayor parte de las emulsiones se hacen con asfaltos situados dentro un intervalo de penetracin de 100 a 250. A veces, las condiciones climticas pueden determinar el uso de un asfalto ms blando o ms duro. En cualquier caso, es esencial la compatibilidad del agente emulsificante con el betn asfltico para producir una emulsin estable.

El asfalto es un coloide compuesto de varias fracciones, siendo las principales los asfltenos y los maltenos. La constitucin coloidal del asfalto depende de la naturaleza qumica, el porcentaje de fracciones y sus relaciones entre ellas. Los asfltenos son la fase dispersa del asfalto, mientras que los maltenos son la fase continua. Se ha establecido que los asfltenos suministran la dureza, mientras que los maltenos confieren las propiedades de adhesividad y ductilidad.

AGUA

El segundo ingrediente en cantidad es el agua. No puede restarse importancia a su contribucin para dotar al producto final de propiedades deseables. El agua humedece y disuelve; se adhiere a otras sustancias; y modera las reacciones qumicas; estos factores permiten la produccin de una emulsin satisfactoria. Por otro lado, el agua puede contener minerales u otras sustancias que afecten a las propiedades de la emulsin, son inadecuadas las aguas sin tratar a causa de sus impurezas, especialmente las que tienen iones de calcio y magnesio.

El agua usada para preparar emulsiones deber ser razonablemente pura y libre de materias extraas.

AGENTES EMULSIFICANTES

Las propiedades de una emulsin dependen notablemente del producto qumico usado como emulsificante.

Dicho qumico es un agente con actividad de superficie, comnmente llamado surfactante, que determina si la emulsin se clasificar como aninica, catinica o no inica. El emulsificante, tambin mantiene los glbulos de asfalto en suspensin estable y permite su rotura oportuna. El surfactante cambia la tensin superficial en la interfase, es decir en el rea de contacto entre los glbulos de asfalto y el agua. Hay gran disponibilidad de emulsificantes qumicos. Deben seleccionarse por su compatibilidad con el betn asfltico usado.

Los emulsificantes aninicos ms frecuentemente usados son los cidos grasos derivados de la produccin maderera, tales como aceites de tallos, resinas y ligninas. Los emulsificantes aninicos son saponificados (vueltos jabn) por reaccin con hidrxidos de sodio o potasio.

La mayora de los emulsificantes catinicos son aminas grasas (diaminas, imidazolinas y amidoaminas). Las aminas son convertidas en jabn por reaccin con un cido, generalmente clorhdrico. Otro tipo de agente emulsificante es la sal cuaternaria de amonio, que se usa para producir emulsiones catinicas.

En la mayor parte de los casos, el agente se combina con el agua antes de introducirlo en el molino coloidal. En otros casos puede combinarse con el betn asfltico antes de su ingreso al molino.

A continuacin se muestra una relacin porcentual del contenido aproximado de los distintos ingredientes que componen una emulsin asfltica.

Tabla II.2.Composicin de las emulsiones asflticas

POLMERO

El polmero es un elemento modificador de la emulsin en forma de Ltex, que tiene la propiedad de dar mayor flexibilidad al asfalto, evitar la penetracin de los rayos ultravioletas, retardando su oxidacin, evitando su deterioro prematuro y alargando su vida til. El polmero se agrega a la solucin jabonosa antes de ingresar al molino coloidal, es un material de fcil dispersin en agua.

Que es Emulsiones Asflticas?Lasemulsiones asflticasson micro dispersiones de cemento asfltico en agua, ms un agente emulsificador el cual acta como estabilizador del sistema, otorgndole adems, una polaridad.

Segn la carga elctrica de la emulsin, se clasifican en:-Emulsiones Asflticas Catinicas-Emulsiones Asflticas Aninicas.Lasemulsiones asflticasse desarrollan con el objetivo de cambiar la consistencia del asfalto y darle as una trabajabilidad adecuada para cada tipo de aplicacin sin la necesidad de calentarlo hasta altas temperaturas como es usual en mezclas tradicionales concemento asfltico.Las principales ventajas que caracterizan el uso deemulsiones asflticases la considerable reduccin de costos para la construccin y conservacin de caminos, ya que la adecuada trabajabilidad que presentan a temperaturas menores permiten un ahorro energtico considerable, esto sumado a que las aplicaciones con emulsiones son de espesores mucho menores que los utilizados en mezclas tradicionales, permitiendo ahorro en el uso de material y tiempos de construccin.De acuerdo con el tipo y la cantidad del agente emulsificador empleado, las emulsiones se clasifican en funcin de su tiempo de quiebre en:-Emulsiones de Quiebre Rpido (CRS)-Emulsiones de Quiebre Lento (CSS)-Emulsiones de Quiebre Controlado (CQS)-Emulsiones de Quiebre Medio (CMS)Las emulsiones de quiebre rpido (CRS) se utilizan normalmente en sellos y tratamientos superficiales. Las de quiebre lento (CSS) se utilizan para riegos de liga, riegos neblina (Fog Seal) y lechadas asflticas (slurry seals). Las de quiebre controlado (CQS) se utilizan en lechadas asflticas y microaglomerados en fro (en este ltimo caso deben ser emulsiones de quiebre controlado modificadas con polmeros).