LA TECNOLOGÍA AVANZADA PARA LA PRODUCCIÓN DE ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS SBS

En un asfalto convencional, los asfaltenos están dispersos en una fase de maltenos (saturados, aromáticos y resinas). Las resinas, ricas en compuestos polares (NSO: nitrógeno, azufre, oxígeno), actúan como interfase que estabiliza a los asfaltenos y evita su floculación. Cuando se añade SBS, no solo se incorpora un polímero: (a) se cambia el balance de solubilidad de la fase malténica, (b) se modifica cómo se reparten aromáticos y resinas entre el asfalto y el polímero, y (c) se puede estabilizar o romper el equilibrio coloidal original.

Si la composición de la base ya está cerca del límite de estabilidad (por ejemplo, con muchos asfaltenos y una cantidad de resinas “justa”), el polímero puede atrapar parte de los aromáticos y resinas, necesarios para peptizar a los asfaltenos. Entonces, por más que haya resinas, ya no alcanzan para estabilizar el sistema: los asfaltenos floculan y aparecen fenómenos de separación de fases, sedimentos y un comportamiento errático del ligante. Por eso, antes de hablar de porcentajes de SBS o de temperaturas de mezclado, hay que entender la base asfáltica que se quiere modificar.

Modificar un asfalto con polímeros SBS, entonces, no es como preparar “café con leche”, aunque muchos lo asumen de ese modo. No se trata de “asfalto + SBS + mezclador = asfalto modificado”, sino de establecer las condiciones precisas para intervenir un sistema coloidal complejo.

Por lo tanto, cuando se plantea modificar un asfalto convencional con polímeros SBS en planta, el primer paso no debe ser encender el tanque mezclador, el molino coloidal ni pesar el polímero, sino conocer la naturaleza de la base asfáltica que se desea modificar mediante un estudio técnico en laboratorio. Esto es aún más importante cuando se emplean bases asfálticas provenientes de mezclas de crudos de diversa procedencia y de variabilidad permanente.

1. Punto de partida: el ensayo SARA

Para empezar, lo correcto es determinar las fracciones constitutivas del asfalto mediante un análisis SARA (Saturados, Aromáticos, Resinas/NSO, Asfaltenos). Esto puede realizarse, por ejemplo, mediante cromatografía en capa fina con detección por ionización de llama (TLC–FID) empleando un equipo IATROSCAN, cuyos resultados se ilustran en la figura adjunta.

A partir del ensayo SARA podemos definir si la base asfáltica que se desea modificar es predominantemente parafínica (alto contenido de saturados) o predominantemente aromática (alto contenido de aromáticos y resinas). Esta distinción no es un detalle académico: es la diferencia entre un asfalto que se modificará fácilmente y otro que solo causará problemas. Dicho de otro modo, es la diferencia entre un sistema en el que el polímero desarrolla plenamente sus efectos y otro en el que no se alcanza el desempeño esperado.

2. ¿Qué necesita el SBS para trabajar bien?

Para obtener una modificación verdaderamente efectiva, la base asfáltica debe poseer una fracción aromática suficiente. En términos prácticos:

1. Los aromáticos y, en buena medida, las resinas actúan como medio disolvente del polímero SBS.
2. Si el polímero se disuelve y se hincha adecuadamente, se genera una red polímero–asfalto continua y estable, que se traduce en:
   • Mejoramiento real en módulo y comportamiento elástico,
   • Mayor resistencia al ahuellamiento,
   • Mejor desempeño a fatiga, y
   • Estabilidad al almacenamiento en tanque.

Sin esta base aromática adecuada, el SBS se convierte en una solución antieconómica con resultados pobres e impredecibles.

3. ¿Qué ocurre si la base es parafínica? (caso de la muestra “Standard”)

Cuando la base asfáltica presenta poca fracción aromática y predominio de saturados, como sucede con la muestra Standard de la figura, se observan típicamente los siguientes efectos al intentar modificarla directamente con SBS:

1. Solubilidad limitada del polímero: el SBS no se dispersa ni se hincha completamente.
2. Separación de fases en almacenamiento: aparición de bandas o capas de polímero en los tanques, aun con agitación.
3. Viscosidades de laboratorio engañosas: resultados Brookfield que no representan el comportamiento real a alta tasa de corte en planta.
4. Mejoras mecánicas marginales: se incrementa la viscosidad, pero sin la ganancia esperada en desempeño (rutting, fatiga, fisuración térmica).
5. Mayor riesgo de problemas operativos en mezclado y compactación: temperaturas de trabajo excesivas, mezcla poco trabajable, variabilidad entre tandas.

En resumen: mucho esfuerzo y costo, para una “modificación” que en realidad no lo es.

4. ¿Cuál es la solución si solo tengo un asfalto tipo Standard?

Si por razones de suministro solo se dispone de un asfalto de base parafínica tipo Standard,como el de la muestra de la figura 1, la ruta técnica razonable es preparar primero la base y recién luego incorporar el polímero:

a) Ajustar la composición maltenos–aromáticos

1. Incorporar aceites malteno–aromáticos o extractos aromáticos específicos, en proporciones controladas, para:
   • Reducir la fracción de saturados “efectiva”,
   • Incrementar la fracción aromática disponible para solubilizar el SBS.
2. Este ajuste debe ir acompañado de control de:
   • Penetración / grado PG,
   • Viscosidad a 135–165 °C, y, de ser posible,
   • Un nuevo SARA.

b) Usar compatibilizantes con criterio, no como “receta mágica”

1. En algunos casos se emplean pequeñas dosis de ácido polifosfórico (PPA) o azufre para mejorar la compatibilidad y estabilizar la red.
2. Las dosificaciones deben ser bajas y cuidadosamente evaluadas; un exceso de PPA, por ejemplo, puede llevar a un comportamiento más cercano a un plastómero que a un elastómero modificado.

c) Optimizar el tipo y contenido de SBS

1. Seleccionar el tipo de SBS adecuado a la base ajustada (lineal, radial, etc.).
2. Iniciar con contenidos moderados en laboratorio (3–4 %) verificando:
   • Desempeño reológico (DSR, BBR según corresponda),
   • Estabilidad al almacenamiento, y
   • Factibilidad de procesamiento industrial.

5. Lo que nunca se debe hacer

Lo más riesgoso, pero lamentablemente frecuente, es ignorar todo lo anterior y proceder a “modificar” de manera empírica:

1. Tomar un asfalto base cualquiera y agregarle SBS “al tanteo” hasta que la viscosidad suba.
2. Tratar de compensar la mala compatibilidad subiendo aún más el porcentaje de polímero.
3. Usar combustibles ligeros (diésel, fuel oil) como “aceites reductores” sin control ni ensayos.

Y, peor aún, modificar un asfalto base sin haber realizado previamente el estudio de sus fracciones SARA, como se indicó al inicio. En ese escenario, el éxito depende más de la suerte que del diseño.

Una demostración palpable de la utilidad del ensayo SARA es que permite conocer la composición global real de la base asfáltica. Como se observa en la figura 1, el contenido de asfaltenos de la muestra Standard es ínfimo. Este solo dato cambia radicalmente el panorama: con una base tan deasfaltada, la solución técnicamente más sólida ya no sería insistir en modificarla directamente con SBS, sino plantear una mezcla de asfaltos con otro ligante más aromático y asfalténico, si ello es posible, o descartar de plano esa base y optar por otra más adecuada.

En síntesis, modificar con SBS no es solo «añadir polímero», sino diseñar un sistema polímero–asfalto coherente con la química del asfalto base. Para un manejo profesional de excelencia, el ensayo SARA no es un análisis opcional de laboratorio, sino una herramienta clave e imprescindible que define si la modificación constituye una inversión inteligente en el desempeño del pavimento o, por el contrario, implica un sobrecosto trasladado al cliente y al proyecto, sin beneficio real de retorno.