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Evolución del comportamiento viscoelástico lineal de fracciones pesadas del petróleo sometidas a envejecimiento acelerado

Resumen

Los materiales asfálticos son mezclas complejas de hidrocarburos, y su comportamiento macroscópico bajo diferentes condiciones de servicio muestra relación con la composición química, estructura y funcionalidad a nivel molecular. En este trabajo se analizó la evolución de parámetros reológicos, químicos y térmicos de los asfaltos Barrancabermeja, Apiay y Boscán, cada uno en su estado inicial y envejecido según los procedimientos RTFOT (envejecimiento en película fina rotatoria) y PAV (envejecimiento en un vaso a presión). Inicialmente se clasificaron los asfaltos según su grado de desempeño (PG). El análisis reológico permitió obtener las curvas maestras a partir de ensayos dinámicos oscilatorios (DSR). Posteriormente, se obtuvieron mediante regresión no lineal los parámetros reológicos de cada asfalto según los modelos propuestos por Christensen-Anderson y Stastna-Zanzotto-Kennepohl. Los parámetros químicos se obtuvieron con base en la composición genérica de los asfaltos iniciales y envejecidos, y los análisis de espectroscopía de infrarrojo (FTIR). A partir del análisis de calorimetría diferencial de barrido modulado (MDSC) se determinaron los parámetros de la región de transición vítrea de los asfaltos. También se evaluó la estabilidad de los ligantes mediante termogravimetría (TGA). Con base en los resultados se presenta una metodología para la estimación de parámetros reológicos y térmicos a partir de parámetros químicos, usando correlaciones estadísticas obtenidas por regresión múltiple. Se concluyó que el comportamiento reológico de los asfaltos industriales colombianos puede ser descrito mediante los modelos evaluados, y a su vez, es posible correlacionar los parámetros reológicos con los parámetros químicos para los asfaltos estudiados.