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Betún

El betún o bitumen o asfalto es una mezcla de sustancias orgánicas altamente viscosa, negra, de alta densidad completamente soluble en disulfuro de carbono y compuesta principalmente por hidrocarburos aromáticos policíclicos.[1]​ Es un nombre genérico de varias sustancias, compuestas principalmente de carbono e hidrógeno, que se encuentran en la naturaleza y arden con llama, humo espeso y olor peculiar. La mayoría de los betunes contienen azufre y varios metales pesados como níquel, vanadio, plomo, cromo, mercurio y también arsénico, selenio y otros elementos tóxicos.[2]​ Los betunes pueden lograr una buena conservación de plantas y animales, que forman fósiles en las rocas. El betún también se halla en los meteoritos, rocas arcaicas, mineralizaciones de cobre y zinc, y en cuevas. Es posible que el betún sea el principal material formado durante la acreción de la tierra y fuera procesado por las bacterias que consumen hidrocarburos.

Bitumen natural.
Bitumen

Se encuentra a veces en grandes depósitos naturales, como en el lago Asfaltites o mar Muerto (al que a veces se llama betún de Judea o «judaico», pero que es una mezcla de minerales y betún).

Composición

Composición normal

Los componentes del bitumen incluyen cuatro clases principales de compuestos:

Los aromáticos nafténicos y los aromáticos polares suelen ser los componentes mayoritarios. La mayoría de los betunes naturales también contienen compuestos organoazufrados, lo que da lugar a un contenido global de azufre de hasta el 4%. El níquel y el vanadio se encuentran en <10 partes por millón, como es típico de algunos petróleos.

La sustancia es soluble en disulfuro de carbono. Se suele modelar como un coloide, con asfaltenoss como fase dispersa y maltenos como fase continua.[3]​ "Es casi imposible separar e identificar todas las diferentes moléculas del asfalto, porque el número de moléculas con diferente estructura química es extremadamente grande".[4]

El asfalto puede confundirse con el alquitrán de hulla, que es un material negro y termoplástico visualmente similar producido por la destilación destructiva del carbón. A principios y mediados del siglo XX, cuando se producía gas de ciudad, el alquitrán de hulla era un subproducto fácilmente disponible y muy utilizado como aglutinante de los áridos de las carreteras. La adición de alquitrán de hulla a las carreteras de macadam dio lugar a la palabra "tarmac", que ahora se utiliza en el lenguaje común para referirse a los materiales de construcción de carreteras. Sin embargo, desde la década de 1970, cuando el gas natural sucedió al gas ciudad, el asfalto ha superado por completo el uso del alquitrán de hulla en estas aplicaciones. Otros ejemplos de esta confusión son las fosas de alquitrán de La Brea y las arenas petrolíferas canadienses, que en realidad contienen betún natural y no alquitrán. "Brea" es otro término que a veces se utiliza informalmente para referirse al asfalto, como en Pitch Lake.

Aditivos, mezclas y contaminantes

Por razones económicas y de otro tipo, el asfalto se vende a veces combinado con otros materiales, a menudo sin ser etiquetado como algo más que simplemente "asfalto".[5]​.

Cabe destacar el uso del residuo de aceite de motor de automóvil reciclado recogido de los fondos de las torres de destilación al vacío, en la fabricación de asfalto. El REOB contiene varios elementos y compuestos que se encuentran en el aceite de motor reciclado: aditivos del aceite original y materiales acumulados por su circulación en el motor (normalmente hierro y cobre). Algunas investigaciones han indicado una correlación entre esta adulteración del asfalto y un pavimento de peor rendimiento.[5]

Historia

Antiguos tiempos

El uso del betún natural para la impermeabilización, y como adhesivo data al menos del quinto milenio a. C. A.C., con una cesta de almacenamiento de cosechas descubierta en Mehrgarh, de la civilización del Valle del Indo, forrada con él.[6]​ En el tercer milenio a. C. el asfalto de roca refinado ya se utilizaba en la región, y se empleó para impermeabilizar el Great Bath en Mohenjo-daro.

En el antiguo Oriente Medio, los Sumerianos utilizaban los depósitos de betún natural para mortero entre ladrillos y piedras, para cimentar partes de tallas, como los ojos, en su lugar, para el calafateo de barcos y para impermeabilizar.[7]​ El historiador griego Heródoto dijo que el betún caliente se utilizaba como mortero en las murallas de Babilonia.[8]

El 1 kilómetro (0,6 mi) de longitud del túnel del Éufrates bajo el río Éufrates en Babilonia en la época de la reina Semiramis (c. 800 a. C.) se construyó, según se dice, con ladrillos quemados cubiertos de betún como impermeabilizante.[7]

El betún era utilizado por los antiguos egipcios para embalsamar las momias.[7][9]​ La palabra Persa para asfalto es moom, que está relacionada con la palabra inglesa mummy. La principal fuente de betún de los egipcios era el Mar Muerto, que la Romana conocía como Palus Asphaltites (Lago de Asfalto).

Aproximadamente en el año 40 d. C., Dioscórides describió el material del Mar Muerto como betún judaico, y señaló otros lugares de la región donde podía encontrarse.[10]​ Se cree que el betún de Sidón se refiere al material encontrado en Hasbeya en el Líbano. [11]Pliny también se refiere al betún que se encuentra en Epirus. El betún era un valioso recurso estratégico. Fue objeto de la primera batalla conocida por un yacimiento de hidrocarburos - entre los seléucidas y los nabateos en el 312 a.C.[12]

En el antiguo Lejano Oriente, el betún natural se hervía lentamente para deshacerse de las fracciones más altas, dejando un material termoplástico de mayor peso molecular que, al colocarse en capas sobre los objetos, se volvía duro al enfriarse. Se utilizaba para cubrir objetos que necesitaban impermeabilización,[7]​ como las vainas y otros objetos. Las estatuillas de deidades domésticas también se fundían con este tipo de material en Japón, y probablemente también en China.

En América del Norte, la recuperación arqueológica ha indicado que el betún se utilizaba a veces para adherir puntas de proyectil de piedra a fustes de madera.[13]​ En Canadá, los aborígenes utilizaban el betún que se filtraba de las orillas del Athabasca y de otros ríos para impermeabilizar las canoas de corteza de abedul, y también lo calentaban en ollas para ahuyentar a los mosquitos en verano.[14]

Europa continental

En 1553, Pierre Belon describió en su obra Observaciones que el pissasphalto, una mezcla de brea y betún, se utilizaba en la República de Ragusa (actual Dubrovnik, Croacia) para alquitranar los barcos. [15]​.

Una edición de 1838 de Mechanics Magazine cita un uso temprano del asfalto en Francia. Un panfleto fechado en 1621, de "un tal Monsieur d'Eyrinys, afirma que había descubierto la existencia (del asfalto) en grandes cantidades en las cercanías de Neufchatel", y que se proponía utilizarlo de diversas maneras - "principalmente en la construcción de graneros a prueba de aire, y en la protección, por medio de los arcos, de los cursos de agua de la ciudad de París de la intrusión de la suciedad y de la mugre", que en aquella época inutilizaban el agua. "Expresa también la excelencia de este material para formar terrazas planas y duraderas" en los palacios, "la noción de formar tales terrazas en las calles no es probable que pase por el cerebro de un parisino de esa generación". [16]

Pero la sustancia fue generalmente descuidada en Francia hasta la revolución de 1830. En la década de 1830 se produjo un aumento del interés, y el asfalto se utilizó ampliamente "para pavimentos, tejados planos y el revestimiento de cisternas, y en Inglaterra se había hecho algún uso de él para fines similares". Su auge en Europa fue "un fenómeno repentino", después de que se encontraran yacimientos naturales "en Francia en Osbann (Bajo Rin), el Parc (Ain) y el Puy-de-la-Poix (Puy-de-Dôme)", aunque también podía fabricarse artificialmente.[17]​ Uno de los primeros usos en Francia fue la colocación de unas 24.000 yardas cuadradas de asfalto Seyssel en la Place de la Concorde en 1835. [18]

Reino Unido

Uno de los primeros usos del betún en el Reino Unido fue el grabado. El libro Polygraphice (1673) de William Salmon proporciona una receta para el barniz utilizado en el grabado, que consiste en tres onzas de cera virgen, dos onzas de mastic, y una onza de asfalto.[19]​ Para la quinta edición en 1685, había incluido más recetas de asfalto de otras fuentes. [20]

La primera patente británica para el uso del asfalto fue "Cassell's patent asphalte or bitumen" en 1834.[17]​ Luego, el 25 de noviembre de 1837, Richard Tappin Claridge patentó el uso del asfalto Seyssel (patente #7849), para su uso en pavimentos de asfalto,[21][22]​ habiendo visto cómo se empleaba en Francia y Bélgica cuando estaba de visita con Frederick Walter Simms, que trabajó con él en la introducción del asfalto en Gran Bretaña. [23][24]​ El Dr. T. Lamb Phipson escribe que su padre, Samuel Ryland Phipson, amigo de Claridge, también fue "decisivo en la introducción del pavimento de asfalto (en 1836)".[25]

Claridge obtuvo una patente en Escocia el 27 de marzo de 1838, y obtuvo una patente en Irlanda el 23 de abril de 1838. En 1851, los fideicomisarios de una empresa formada previamente por Claridge solicitaron prórrogas para la patente de 1837 y para las dos patentes de 1838.[17][26][27][28]Claridge's Patent Asphalte Company – formada en 1838 con el propósito de introducir en Gran Bretaña "Asfalto en su estado natural procedente de la mina de Pyrimont Seysell en Francia", [29]​ – "colocó uno de los primeros pavimentos de asfalto en Whitehall".[30]​ En 1838 se hicieron pruebas con el pavimento en la calzada de Whitehall, en el establo del cuartel de Knightsbridge,[29][31]​ "y posteriormente en el espacio al pie de la escalinata que lleva de Waterloo Place a St. James Park". [31]​ "La formación en 1838 de la Claridge's Patent Asphalte Company (con una distinguida lista de mecenas aristocráticos, y Marc e Isambard Brunel como, respectivamente, fideicomisario e ingeniero consultor), dio un enorme impulso al desarrollo de una industria británica del asfalto". [27]​ "A finales de 1838, al menos otras dos empresas, Robinson's y la compañía Bastenne, estaban en producción",[32]​ con el asfalto colocado como pavimento en Brighton, Herne Bay, Canterbury, Kensington, el Strand, y una gran área de suelo en Bunhill-row, mientras que mientras tanto el pavimento de Claridge's Whitehall "continuaba(n) en buen estado". [33]​ La Bonnington Chemical Works fabricaba asfalto utilizando alquitrán de hulla y en 1839 lo había instalado en Bonnington. [34]

En 1838, se produjo una oleada de actividad empresarial relacionada con el asfalto, que tenía usos más allá de la pavimentación. Por ejemplo, el asfalto también se podía utilizar para pavimentar, impermeabilizar edificios y para impermeabilizar varios tipos de piscinas y baños, que también proliferaban en el siglo XIX.[7][17][35]​ Uno de los primeros ejemplos que se conservan de su uso puede verse en el Cementerio de Highgate, donde se utilizó en 1839 para sellar el techo de las catacumbas de la terraza. En el mercado de valores londinense, hubo varias reivindicaciones sobre la exclusividad de la calidad del asfalto procedentes de Francia, Alemania e Inglaterra. Y se concedieron numerosas patentes en Francia, con un número similar de solicitudes de patentes denegadas en Inglaterra debido a su similitud. En Inglaterra, "Claridge's fue el tipo más utilizado en los años 1840 y 50".[36]

En 1914, Claridge's Company entró en una empresa conjunta para producir Macadam ligado al alquitrán,[37]​ con materiales fabricados a través de una empresa subsidiaria llamada Clarmac Roads Ltd.[38]​ Se obtuvieron dos productos, a saber, Clarmac, y Clarphalte, siendo el primero fabricado por Clarmac Roads y el segundo por Claridge's Patent Asphalte Co, aunque Clarmac era más utilizado.[39]​{refn|The Building News and Engineering Journal contiene fotografías de las siguientes carreteras en las que se utilizó Clarmac, siendo "algunas de las muchas colocadas con 'ClarmacPlantilla:'": Scott's Lane, Beckenham; Dorset Street, Marylebone; Lordswood Road, Birmingham; Hearsall Lane, Coventry; Valkyrie Avenue, Westcliff-on-Sea; y Lennard Road, Penge.[40]​|group="note"}} Sin embargo, la Primera Guerra Mundial arruinó a la empresa Clarmac, que entró en liquidación en 1915.[41][42]​ La quiebra de Clarmac Roads Ltd tuvo un efecto de arrastre sobre Claridge's Company, que fue a su vez liquidada obligatoriamente,[43]​ cesando sus operaciones en 1917,[44]​ habiendo invertido una cantidad sustancial de fondos en la nueva empresa, tanto al principio[43]​ como en un intento posterior de salvar la empresa Clarmac.[41]

En el siglo XIX se pensaba que el betún contenía sustancias químicas con propiedades medicinales. Los extractos del betún se utilizaban para tratar el catarro y algunas formas de asma y como remedio contra los gusanos, especialmente la lombriz solitaria.[45]

Estados Unidos

El primer uso del betún en el Nuevo Mundo fue el de los pueblos indígenas. En la costa oeste, ya en el siglo XIII, los pueblos Tongva, Luiseño y Chumash recogían el betún natural que se filtraba a la superficie por encima de los depósitos de petróleo subyacentes. Los tres grupos utilizaban esta sustancia como adhesivo. Se encuentra en muchos artefactos diferentes de herramientas y artículos ceremoniales. Por ejemplo, se utilizaba en sonajeros para adherir calabazas o caparazones de tortuga a los mangos de los sonajeros. También se utilizaba en la decoración. Las pequeñas cuentas de concha redondas se colocaban a menudo en asfalto para decorar. Se utilizaba como sellador en los cestos para hacerlos herméticos para transportar agua, lo que posiblemente envenenaba a los que bebían el agua.[46]​ El asfalto también se utilizaba para sellar las tablas de las canoas que navegaban por el océano.

El asfalto se utilizó por primera vez para pavimentar calles en la década de 1870. Al principio se utilizó "roca bituminosa" de origen natural, como en las minas de Ritchie en Macfarlan, en el condado de Ritchie, Virginia Occidental desde 1852 hasta 1873. En 1876, se utilizó el pavimento a base de asfalto para pavimentar la Avenida Pennsylvania en Washington DC, a tiempo para la celebración del centenario nacional.[47]

En la época de la tracción a caballo, las calles estadounidenses estaban en su mayoría sin pavimentar y cubiertas de tierra o grava. Especialmente cuando el barro o las zanjas dificultaban el paso por las calles, las aceras se hacían a veces de diversos materiales, como tablones de madera, adoquines u otros bloques de piedra, o ladrillos. Las calles sin pavimentar producían un desgaste desigual y suponían un peligro para los peatones. A finales del siglo XIX, con el auge de la popularidad de la bicicleta, los clubes de ciclistas fueron importantes a la hora de impulsar la pavimentación general de las calles.[48]​ La defensa del pavimento aumentó a principios del siglo XX con el auge del automóvil. El asfalto se convirtió gradualmente en un método de pavimentación cada vez más común. La avenida St. Charles de Nueva Orleans estaba pavimentada en toda su longitud con asfalto en 1889.[49]

En 1900, sólo en Manhattan había 130.000 caballos, que tiraban de tranvías, vagones y carruajes, y dejaban sus residuos. No eran rápidos, y los peatones podían esquivar y abrirse paso a través de las atestadas calles. Los pueblos pequeños seguían confiando en la tierra y la grava, pero las ciudades más grandes querían calles mucho mejores. En la década de 1850, se recurrió a los bloques de madera o granito.[50]​ En 1890, un tercio de las 2.000 millas de calles de Chicago estaban pavimentadas, principalmente con bloques de madera, que daban mejor tracción que el barro. El pavimento de ladrillo era un buen compromiso, pero aún mejor era el asfalto, que era fácil de instalar y de cortar para llegar a las alcantarillas. Con Londres y París como modelos, Washington instaló 400.000 metros cuadrados de pavimento asfáltico en 1882, y se convirtió en el modelo para Buffalo, Filadelfia y otros lugares. A finales de siglo, las ciudades estadounidenses contaban con 30 millones de yardas cuadradas de pavimento de asfalto, muy por delante del ladrillo.[51]​ Las calles se volvieron más rápidas y peligrosas, por lo que se instalaron semáforos eléctricos. Los trolebuses eléctricos (a 12 millas por hora) se convirtieron en el principal servicio de transporte para los compradores y oficinistas de clase media hasta que compraron automóviles después de 1945 y se desplazaron desde los suburbios más lejanos con privacidad y comodidad en las carreteras asfaltadas.[52]

Canadá

Canadá cuenta con el mayor yacimiento de betún natural del mundo en las arenas petrolíferas de Athabasca, y las Primeras Naciones canadienses a lo largo del río Athabasca lo habían utilizado durante mucho tiempo para impermeabilizar sus canoas. En 1719, un Cree llamado Wa-Pa-Su llevó una muestra para el comercio a Henry Kelsey de la Compañía de la Bahía de Hudson, que fue el primer europeo registrado que lo vio. Sin embargo, no fue hasta 1787 cuando el comerciante de pieles y explorador Alexander MacKenzie vio las arenas petrolíferas de Athabasca y dijo: "A unas 24 millas de la bifurcación (de los ríos Athabasca y Clearwater) hay unas fuentes bituminosas en las que se puede introducir una pértiga de 20 pies de largo sin la menor resistencia"[14]​.

El valor del yacimiento era obvio desde el principio, pero los medios para extraer el betún no lo eran. La ciudad más cercana, Fort McMurray, Alberta, era un pequeño puesto de comercio de pieles, otros mercados estaban muy lejos y los costes de transporte eran demasiado altos para enviar la arena bituminosa en bruto para la pavimentación. En 1915, Sidney Ells, de la Oficina Federal de Minas, experimentó con técnicas de separación y utilizó el producto para pavimentar 600 pies de carretera en Edmonton, Alberta. Otras carreteras de Alberta se pavimentaron con material extraído de las arenas bituminosas, pero en general no resultaba económico. Durante la década de 1920 Dr. Karl A. Clark del Consejo de Investigación de Alberta patentó un proceso de separación del petróleo con agua caliente y el empresario Robert C. Fitzsimmons[53]​ construyó la planta de separación de petróleo Bitumount, que entre 1925 y 1958 produjo hasta 50m3 por día de betún utilizando el método del Dr. Clark. La mayor parte del betún se utilizaba para la impermeabilización de tejados, pero otros usos incluían combustibles, aceites lubricantes, tinta para impresoras, medicamentos, pinturas resistentes al óxido y al ácido, techos ignífugos, pavimentación de calles, charol y conservantes para postes de vallas.[14]​ Finalmente, Fitzsimmons se quedó sin dinero y la planta fue adquirida por el gobierno de Alberta. Hoy en día la planta de Bitumount es un Sitio histórico provincial.[54]

Fotografía y arte

El betún se utilizó en la primera tecnología fotográfica. En 1826, o 1827, fue utilizado por el científico francés Joseph Nicéphore Niépce para hacer la fotografía más antigua que se conserva del natural. El betún se cubría finamente sobre una placa de estaño que luego se exponía en una cámara. La exposición a la luz endurecía el betún y lo hacía insoluble, de modo que cuando se aclaraba posteriormente con un disolvente sólo quedaban las zonas suficientemente iluminadas. Se requerían muchas horas de exposición en la cámara, lo que hacía que el betún fuera poco práctico para la fotografía ordinaria, pero desde la década de 1850 hasta la de 1920 fue de uso común como fotorresistente en la producción de planchas de impresión para diversos procesos de impresión fotomecánica.[55][56]

El betún fue la némesis de muchos artistas durante el siglo XIX. Aunque se utilizó ampliamente durante un tiempo, al final resultó ser inestable para su uso en la pintura al óleo, especialmente cuando se mezclaba con los diluyentes más comunes, como el aceite de linaza, el barniz y la trementina. A menos que se diluya completamente, el betún nunca se solidifica del todo y, con el tiempo, corrompe los demás pigmentos con los que entra en contacto. El uso del betún como barniz para fijar la sombra o mezclado con otros colores para dar un tono más oscuro provocó el deterioro final de muchos cuadros, por ejemplo los de Delacroix. Quizá el ejemplo más famoso de la destructividad del betún sea la Balsa de la Medusa de Théodore Géricault (1818-1819), donde su uso del betún hizo que los colores brillantes degeneraran en verdes y negros oscuros y que la pintura y el lienzo se doblaran. [57]

Producción

En la historia fue producido por Finlandia desde el siglo XVII hasta el siglo XX, mientras los barcos se realizaban con madera. Lo producían los finlandeses por la destilación seca de los pinos muy viejos.

También es una mezcla de estopa, cal, aceite y escorias o vidrios molidos, utilizada para tapar las juntas de los cangilones en las cañerías de aguas y para otras obras hidráulicas.

Es la principal materia prima obtenida en la explotación petrolera de las arenas bituminosas actualmente bajo desarrollo en Alberta (Canadá).

Usos

Se utiliza mezclado con arena o gravilla para pavimentar caminos y como revestimiento impermeable de muros, tejados y albañilería desde los tiempos de Mesopotamia y el Valle del Indo. En la actualidad se usa en forma de hormigón asfáltico.

En Egipto, el bitumen fue empleado en momificaciones, hasta el año 3000 a. C.

Sus otros usos son en productos para impermeabilizar como botas de vino, incluyendo el papel alquitranado para el sellado de techos y tejados, impermeabilización de obras con el objeto de prevenir la acción del desplazamiento del agua, impermeabilización de edificios, de canales, de presas de tierra, etc.

En el pasado, el betún se usó para impermeabilizar barcos (brea), e incluso como un recubrimiento en construcción. Es posible que la ciudad de Cartago ardiera fácilmente debido al extensivo uso del betún en su construcción.[cita requerida]

Aplicaciones en el cambio climático

Debido a la cada vez mayor preocupación por el cambio climático provocado por la contaminación atmosférica, debida en su mayor parte a la quema de combustibles fósiles,[cita requerida] se ha impulsado la introducción de alternativas al betún que sean más respetuosas con el medio ambiente y menos tóxicas. El betún puede actualmente fabricarse a partir de fuentes renovables no basadas en el petróleo (biobetún), como azúcar, melaza, arroz, maíz y papa. También puede elaborarse a partir de materiales de desechos procedentes de la destilación fraccionada de aceite de motor usado (aceite mineral), que a veces simplemente se quema o se deposita en vertederos.

El betún así elaborado puede fabricarse con colores claros, lo que ayuda a reducir las temperaturas de las superficies que de otro modo serían hechas a base de asfalto.

Referencias

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Bibliografía

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Véase también

Enlaces externos


  •   Datos: Q167510
  •   Multimedia: Bitumen / Q167510

betún, para, otros, usos, este, término, véase, desambiguación, betún, bitumen, asfalto, mezcla, sustancias, orgánicas, altamente, viscosa, negra, alta, densidad, completamente, soluble, disulfuro, carbono, compuesta, principalmente, hidrocarburos, aromáticos,. Para otros usos de este termino vease Betun desambiguacion El betun o bitumen o asfalto es una mezcla de sustancias organicas altamente viscosa negra de alta densidad completamente soluble en disulfuro de carbono y compuesta principalmente por hidrocarburos aromaticos policiclicos 1 Es un nombre generico de varias sustancias compuestas principalmente de carbono e hidrogeno que se encuentran en la naturaleza y arden con llama humo espeso y olor peculiar La mayoria de los betunes contienen azufre y varios metales pesados como niquel vanadio plomo cromo mercurio y tambien arsenico selenio y otros elementos toxicos 2 Los betunes pueden lograr una buena conservacion de plantas y animales que forman fosiles en las rocas El betun tambien se halla en los meteoritos rocas arcaicas mineralizaciones de cobre y zinc y en cuevas Es posible que el betun sea el principal material formado durante la acrecion de la tierra y fuera procesado por las bacterias que consumen hidrocarburos Bitumen natural Bitumen Se encuentra a veces en grandes depositos naturales como en el lago Asfaltites o mar Muerto al que a veces se llama betun de Judea o judaico pero que es una mezcla de minerales y betun Indice 1 Composicion 1 1 Composicion normal 1 2 Aditivos mezclas y contaminantes 2 Historia 2 1 Antiguos tiempos 2 2 Europa continental 2 3 Reino Unido 2 4 Estados Unidos 2 5 Canada 2 6 Fotografia y arte 3 Produccion 4 Usos 5 Aplicaciones en el cambio climatico 6 Referencias 7 Bibliografia 8 Vease tambien 9 Enlaces externosComposicion EditarComposicion normal Editar Los componentes del bitumen incluyen cuatro clases principales de compuestos Aromaticos naftenicos naftaleno formados por compuestos aromaticos policiclicos parcialmente hidrogenados Aromaticos polares que consisten en peso molecular alto fenoles y acido carboxilico producidos por la oxidacion parcial del material Hidrocarburos saturados el porcentaje de compuestos saturados en el asfalto se correlaciona con su punto de ablandamiento Asfaltenos formados por fenoles de alto peso molecular y compuestos heterociclicos Los aromaticos naftenicos y los aromaticos polares suelen ser los componentes mayoritarios La mayoria de los betunes naturales tambien contienen compuestos organoazufrados lo que da lugar a un contenido global de azufre de hasta el 4 El niquel y el vanadio se encuentran en lt 10 partes por millon como es tipico de algunos petroleos La sustancia es soluble en disulfuro de carbono Se suele modelar como un coloide con asfaltenoss como fase dispersa y maltenos como fase continua 3 Es casi imposible separar e identificar todas las diferentes moleculas del asfalto porque el numero de moleculas con diferente estructura quimica es extremadamente grande 4 El asfalto puede confundirse con el alquitran de hulla que es un material negro y termoplastico visualmente similar producido por la destilacion destructiva del carbon A principios y mediados del siglo XX cuando se producia gas de ciudad el alquitran de hulla era un subproducto facilmente disponible y muy utilizado como aglutinante de los aridos de las carreteras La adicion de alquitran de hulla a las carreteras de macadam dio lugar a la palabra tarmac que ahora se utiliza en el lenguaje comun para referirse a los materiales de construccion de carreteras Sin embargo desde la decada de 1970 cuando el gas natural sucedio al gas ciudad el asfalto ha superado por completo el uso del alquitran de hulla en estas aplicaciones Otros ejemplos de esta confusion son las fosas de alquitran de La Brea y las arenas petroliferas canadienses que en realidad contienen betun natural y no alquitran Brea es otro termino que a veces se utiliza informalmente para referirse al asfalto como en Pitch Lake Aditivos mezclas y contaminantes Editar Por razones economicas y de otro tipo el asfalto se vende a veces combinado con otros materiales a menudo sin ser etiquetado como algo mas que simplemente asfalto 5 Cabe destacar el uso del residuo de aceite de motor de automovil reciclado recogido de los fondos de las torres de destilacion al vacio en la fabricacion de asfalto El REOB contiene varios elementos y compuestos que se encuentran en el aceite de motor reciclado aditivos del aceite original y materiales acumulados por su circulacion en el motor normalmente hierro y cobre Algunas investigaciones han indicado una correlacion entre esta adulteracion del asfalto y un pavimento de peor rendimiento 5 Historia EditarAntiguos tiempos Editar El uso del betun natural para la impermeabilizacion y como adhesivo data al menos del quinto milenio a C A C con una cesta de almacenamiento de cosechas descubierta en Mehrgarh de la civilizacion del Valle del Indo forrada con el 6 En el tercer milenio a C el asfalto de roca refinado ya se utilizaba en la region y se empleo para impermeabilizar el Great Bath en Mohenjo daro En el antiguo Oriente Medio los Sumerianos utilizaban los depositos de betun natural para mortero entre ladrillos y piedras para cimentar partes de tallas como los ojos en su lugar para el calafateo de barcos y para impermeabilizar 7 El historiador griego Herodoto dijo que el betun caliente se utilizaba como mortero en las murallas de Babilonia 8 El 1 kilometro 0 6 mi de longitud del tunel del Eufrates bajo el rio Eufrates en Babilonia en la epoca de la reina Semiramis c 800 a C se construyo segun se dice con ladrillos quemados cubiertos de betun como impermeabilizante 7 El betun era utilizado por los antiguos egipcios para embalsamar las momias 7 9 La palabra Persa para asfalto es moom que esta relacionada con la palabra inglesa mummy La principal fuente de betun de los egipcios era el Mar Muerto que la Romana conocia como Palus Asphaltites Lago de Asfalto Aproximadamente en el ano 40 d C Dioscorides describio el material del Mar Muerto como betun judaico y senalo otros lugares de la region donde podia encontrarse 10 Se cree que el betun de Sidon se refiere al material encontrado en Hasbeya en el Libano 11 Pliny tambien se refiere al betun que se encuentra en Epirus El betun era un valioso recurso estrategico Fue objeto de la primera batalla conocida por un yacimiento de hidrocarburos entre los seleucidas y los nabateos en el 312 a C 12 En el antiguo Lejano Oriente el betun natural se hervia lentamente para deshacerse de las fracciones mas altas dejando un material termoplastico de mayor peso molecular que al colocarse en capas sobre los objetos se volvia duro al enfriarse Se utilizaba para cubrir objetos que necesitaban impermeabilizacion 7 como las vainas y otros objetos Las estatuillas de deidades domesticas tambien se fundian con este tipo de material en Japon y probablemente tambien en China En America del Norte la recuperacion arqueologica ha indicado que el betun se utilizaba a veces para adherir puntas de proyectil de piedra a fustes de madera 13 En Canada los aborigenes utilizaban el betun que se filtraba de las orillas del Athabasca y de otros rios para impermeabilizar las canoas de corteza de abedul y tambien lo calentaban en ollas para ahuyentar a los mosquitos en verano 14 Europa continental Editar En 1553 Pierre Belon describio en su obra Observaciones que el pissasphalto una mezcla de brea y betun se utilizaba en la Republica de Ragusa actual Dubrovnik Croacia para alquitranar los barcos 15 Una edicion de 1838 de Mechanics Magazine cita un uso temprano del asfalto en Francia Un panfleto fechado en 1621 de un tal Monsieur d Eyrinys afirma que habia descubierto la existencia del asfalto en grandes cantidades en las cercanias de Neufchatel y que se proponia utilizarlo de diversas maneras principalmente en la construccion de graneros a prueba de aire y en la proteccion por medio de los arcos de los cursos de agua de la ciudad de Paris de la intrusion de la suciedad y de la mugre que en aquella epoca inutilizaban el agua Expresa tambien la excelencia de este material para formar terrazas planas y duraderas en los palacios la nocion de formar tales terrazas en las calles no es probable que pase por el cerebro de un parisino de esa generacion 16 Pero la sustancia fue generalmente descuidada en Francia hasta la revolucion de 1830 En la decada de 1830 se produjo un aumento del interes y el asfalto se utilizo ampliamente para pavimentos tejados planos y el revestimiento de cisternas y en Inglaterra se habia hecho algun uso de el para fines similares Su auge en Europa fue un fenomeno repentino despues de que se encontraran yacimientos naturales en Francia en Osbann Bajo Rin el Parc Ain y el Puy de la Poix Puy de Dome aunque tambien podia fabricarse artificialmente 17 Uno de los primeros usos en Francia fue la colocacion de unas 24 000 yardas cuadradas de asfalto Seyssel en la Place de la Concorde en 1835 18 Reino Unido Editar Uno de los primeros usos del betun en el Reino Unido fue el grabado El libro Polygraphice 1673 de William Salmon proporciona una receta para el barniz utilizado en el grabado que consiste en tres onzas de cera virgen dos onzas de mastic y una onza de asfalto 19 Para la quinta edicion en 1685 habia incluido mas recetas de asfalto de otras fuentes 20 La primera patente britanica para el uso del asfalto fue Cassell s patent asphalte or bitumen en 1834 17 Luego el 25 de noviembre de 1837 Richard Tappin Claridge patento el uso del asfalto Seyssel patente 7849 para su uso en pavimentos de asfalto 21 22 habiendo visto como se empleaba en Francia y Belgica cuando estaba de visita con Frederick Walter Simms que trabajo con el en la introduccion del asfalto en Gran Bretana 23 24 El Dr T Lamb Phipson escribe que su padre Samuel Ryland Phipson amigo de Claridge tambien fue decisivo en la introduccion del pavimento de asfalto en 1836 25 Claridge obtuvo una patente en Escocia el 27 de marzo de 1838 y obtuvo una patente en Irlanda el 23 de abril de 1838 En 1851 los fideicomisarios de una empresa formada previamente por Claridge solicitaron prorrogas para la patente de 1837 y para las dos patentes de 1838 17 26 27 28 Claridge s Patent Asphalte Company formada en 1838 con el proposito de introducir en Gran Bretana Asfalto en su estado natural procedente de la mina de Pyrimont Seysell en Francia 29 coloco uno de los primeros pavimentos de asfalto en Whitehall 30 En 1838 se hicieron pruebas con el pavimento en la calzada de Whitehall en el establo del cuartel de Knightsbridge 29 31 y posteriormente en el espacio al pie de la escalinata que lleva de Waterloo Place a St James Park 31 La formacion en 1838 de la Claridge s Patent Asphalte Company con una distinguida lista de mecenas aristocraticos y Marc e Isambard Brunel como respectivamente fideicomisario e ingeniero consultor dio un enorme impulso al desarrollo de una industria britanica del asfalto 27 A finales de 1838 al menos otras dos empresas Robinson s y la compania Bastenne estaban en produccion 32 con el asfalto colocado como pavimento en Brighton Herne Bay Canterbury Kensington el Strand y una gran area de suelo en Bunhill row mientras que mientras tanto el pavimento de Claridge s Whitehall continuaba n en buen estado 33 La Bonnington Chemical Works fabricaba asfalto utilizando alquitran de hulla y en 1839 lo habia instalado en Bonnington 34 En 1838 se produjo una oleada de actividad empresarial relacionada con el asfalto que tenia usos mas alla de la pavimentacion Por ejemplo el asfalto tambien se podia utilizar para pavimentar impermeabilizar edificios y para impermeabilizar varios tipos de piscinas y banos que tambien proliferaban en el siglo XIX 7 17 35 Uno de los primeros ejemplos que se conservan de su uso puede verse en el Cementerio de Highgate donde se utilizo en 1839 para sellar el techo de las catacumbas de la terraza En el mercado de valores londinense hubo varias reivindicaciones sobre la exclusividad de la calidad del asfalto procedentes de Francia Alemania e Inglaterra Y se concedieron numerosas patentes en Francia con un numero similar de solicitudes de patentes denegadas en Inglaterra debido a su similitud En Inglaterra Claridge s fue el tipo mas utilizado en los anos 1840 y 50 36 En 1914 Claridge s Company entro en una empresa conjunta para producir Macadam ligado al alquitran 37 con materiales fabricados a traves de una empresa subsidiaria llamada Clarmac Roads Ltd 38 Se obtuvieron dos productos a saber Clarmac y Clarphalte siendo el primero fabricado por Clarmac Roads y el segundo por Claridge s Patent Asphalte Co aunque Clarmac era mas utilizado 39 refn The Building News and Engineering Journal contiene fotografias de las siguientes carreteras en las que se utilizo Clarmac siendo algunas de las muchas colocadas con ClarmacPlantilla Scott s Lane Beckenham Dorset Street Marylebone Lordswood Road Birmingham Hearsall Lane Coventry Valkyrie Avenue Westcliff on Sea y Lennard Road Penge 40 group note Sin embargo la Primera Guerra Mundial arruino a la empresa Clarmac que entro en liquidacion en 1915 41 42 La quiebra de Clarmac Roads Ltd tuvo un efecto de arrastre sobre Claridge s Company que fue a su vez liquidada obligatoriamente 43 cesando sus operaciones en 1917 44 habiendo invertido una cantidad sustancial de fondos en la nueva empresa tanto al principio 43 como en un intento posterior de salvar la empresa Clarmac 41 En el siglo XIX se pensaba que el betun contenia sustancias quimicas con propiedades medicinales Los extractos del betun se utilizaban para tratar el catarro y algunas formas de asma y como remedio contra los gusanos especialmente la lombriz solitaria 45 Estados Unidos Editar El primer uso del betun en el Nuevo Mundo fue el de los pueblos indigenas En la costa oeste ya en el siglo XIII los pueblos Tongva Luiseno y Chumash recogian el betun natural que se filtraba a la superficie por encima de los depositos de petroleo subyacentes Los tres grupos utilizaban esta sustancia como adhesivo Se encuentra en muchos artefactos diferentes de herramientas y articulos ceremoniales Por ejemplo se utilizaba en sonajeros para adherir calabazas o caparazones de tortuga a los mangos de los sonajeros Tambien se utilizaba en la decoracion Las pequenas cuentas de concha redondas se colocaban a menudo en asfalto para decorar Se utilizaba como sellador en los cestos para hacerlos hermeticos para transportar agua lo que posiblemente envenenaba a los que bebian el agua 46 El asfalto tambien se utilizaba para sellar las tablas de las canoas que navegaban por el oceano El asfalto se utilizo por primera vez para pavimentar calles en la decada de 1870 Al principio se utilizo roca bituminosa de origen natural como en las minas de Ritchie en Macfarlan en el condado de Ritchie Virginia Occidental desde 1852 hasta 1873 En 1876 se utilizo el pavimento a base de asfalto para pavimentar la Avenida Pennsylvania en Washington DC a tiempo para la celebracion del centenario nacional 47 En la epoca de la traccion a caballo las calles estadounidenses estaban en su mayoria sin pavimentar y cubiertas de tierra o grava Especialmente cuando el barro o las zanjas dificultaban el paso por las calles las aceras se hacian a veces de diversos materiales como tablones de madera adoquines u otros bloques de piedra o ladrillos Las calles sin pavimentar producian un desgaste desigual y suponian un peligro para los peatones A finales del siglo XIX con el auge de la popularidad de la bicicleta los clubes de ciclistas fueron importantes a la hora de impulsar la pavimentacion general de las calles 48 La defensa del pavimento aumento a principios del siglo XX con el auge del automovil El asfalto se convirtio gradualmente en un metodo de pavimentacion cada vez mas comun La avenida St Charles de Nueva Orleans estaba pavimentada en toda su longitud con asfalto en 1889 49 En 1900 solo en Manhattan habia 130 000 caballos que tiraban de tranvias vagones y carruajes y dejaban sus residuos No eran rapidos y los peatones podian esquivar y abrirse paso a traves de las atestadas calles Los pueblos pequenos seguian confiando en la tierra y la grava pero las ciudades mas grandes querian calles mucho mejores En la decada de 1850 se recurrio a los bloques de madera o granito 50 En 1890 un tercio de las 2 000 millas de calles de Chicago estaban pavimentadas principalmente con bloques de madera que daban mejor traccion que el barro El pavimento de ladrillo era un buen compromiso pero aun mejor era el asfalto que era facil de instalar y de cortar para llegar a las alcantarillas Con Londres y Paris como modelos Washington instalo 400 000 metros cuadrados de pavimento asfaltico en 1882 y se convirtio en el modelo para Buffalo Filadelfia y otros lugares A finales de siglo las ciudades estadounidenses contaban con 30 millones de yardas cuadradas de pavimento de asfalto muy por delante del ladrillo 51 Las calles se volvieron mas rapidas y peligrosas por lo que se instalaron semaforos electricos Los trolebuses electricos a 12 millas por hora se convirtieron en el principal servicio de transporte para los compradores y oficinistas de clase media hasta que compraron automoviles despues de 1945 y se desplazaron desde los suburbios mas lejanos con privacidad y comodidad en las carreteras asfaltadas 52 Canada Editar Canada cuenta con el mayor yacimiento de betun natural del mundo en las arenas petroliferas de Athabasca y las Primeras Naciones canadienses a lo largo del rio Athabasca lo habian utilizado durante mucho tiempo para impermeabilizar sus canoas En 1719 un Cree llamado Wa Pa Su llevo una muestra para el comercio a Henry Kelsey de la Compania de la Bahia de Hudson que fue el primer europeo registrado que lo vio Sin embargo no fue hasta 1787 cuando el comerciante de pieles y explorador Alexander MacKenzie vio las arenas petroliferas de Athabasca y dijo A unas 24 millas de la bifurcacion de los rios Athabasca y Clearwater hay unas fuentes bituminosas en las que se puede introducir una pertiga de 20 pies de largo sin la menor resistencia 14 El valor del yacimiento era obvio desde el principio pero los medios para extraer el betun no lo eran La ciudad mas cercana Fort McMurray Alberta era un pequeno puesto de comercio de pieles otros mercados estaban muy lejos y los costes de transporte eran demasiado altos para enviar la arena bituminosa en bruto para la pavimentacion En 1915 Sidney Ells de la Oficina Federal de Minas experimento con tecnicas de separacion y utilizo el producto para pavimentar 600 pies de carretera en Edmonton Alberta Otras carreteras de Alberta se pavimentaron con material extraido de las arenas bituminosas pero en general no resultaba economico Durante la decada de 1920 Dr Karl A Clark del Consejo de Investigacion de Alberta patento un proceso de separacion del petroleo con agua caliente y el empresario Robert C Fitzsimmons 53 construyo la planta de separacion de petroleo Bitumount que entre 1925 y 1958 produjo hasta 50m3 por dia de betun utilizando el metodo del Dr Clark La mayor parte del betun se utilizaba para la impermeabilizacion de tejados pero otros usos incluian combustibles aceites lubricantes tinta para impresoras medicamentos pinturas resistentes al oxido y al acido techos ignifugos pavimentacion de calles charol y conservantes para postes de vallas 14 Finalmente Fitzsimmons se quedo sin dinero y la planta fue adquirida por el gobierno de Alberta Hoy en dia la planta de Bitumount es un Sitio historico provincial 54 Fotografia y arte Editar El betun se utilizo en la primera tecnologia fotografica En 1826 o 1827 fue utilizado por el cientifico frances Joseph Nicephore Niepce para hacer la fotografia mas antigua que se conserva del natural El betun se cubria finamente sobre una placa de estano que luego se exponia en una camara La exposicion a la luz endurecia el betun y lo hacia insoluble de modo que cuando se aclaraba posteriormente con un disolvente solo quedaban las zonas suficientemente iluminadas Se requerian muchas horas de exposicion en la camara lo que hacia que el betun fuera poco practico para la fotografia ordinaria pero desde la decada de 1850 hasta la de 1920 fue de uso comun como fotorresistente en la produccion de planchas de impresion para diversos procesos de impresion fotomecanica 55 56 El betun fue la nemesis de muchos artistas durante el siglo XIX Aunque se utilizo ampliamente durante un tiempo al final resulto ser inestable para su uso en la pintura al oleo especialmente cuando se mezclaba con los diluyentes mas comunes como el aceite de linaza el barniz y la trementina A menos que se diluya completamente el betun nunca se solidifica del todo y con el tiempo corrompe los demas pigmentos con los que entra en contacto El uso del betun como barniz para fijar la sombra o mezclado con otros colores para dar un tono mas oscuro provoco el deterioro final de muchos cuadros por ejemplo los de Delacroix Quiza el ejemplo mas famoso de la destructividad del betun sea la Balsa de la Medusa de Theodore Gericault 1818 1819 donde su uso del betun hizo que los colores brillantes degeneraran en verdes y negros oscuros y que la pintura y el lienzo se doblaran 57 Produccion EditarEn la historia fue producido por Finlandia desde el siglo XVII hasta el siglo XX mientras los barcos se realizaban con madera Lo producian los finlandeses por la destilacion seca de los pinos muy viejos Tambien es una mezcla de estopa cal aceite y escorias o vidrios molidos utilizada para tapar las juntas de los cangilones en las canerias de aguas y para otras obras hidraulicas Es la principal materia prima obtenida en la explotacion petrolera de las arenas bituminosas actualmente bajo desarrollo en Alberta Canada Usos EditarSe utiliza mezclado con arena o gravilla para pavimentar caminos y como revestimiento impermeable de muros tejados y albanileria desde los tiempos de Mesopotamia y el Valle del Indo En la actualidad se usa en forma de hormigon asfaltico En Egipto el bitumen fue empleado en momificaciones hasta el ano 3000 a C Sus otros usos son en productos para impermeabilizar como botas de vino incluyendo el papel alquitranado para el sellado de techos y tejados impermeabilizacion de obras con el objeto de prevenir la accion del desplazamiento del agua impermeabilizacion de edificios de canales de presas de tierra etc En el pasado el betun se uso para impermeabilizar barcos brea e incluso como un recubrimiento en construccion Es posible que la ciudad de Cartago ardiera facilmente debido al extensivo uso del betun en su construccion cita requerida Aplicaciones en el cambio climatico EditarDebido a la cada vez mayor preocupacion por el cambio climatico provocado por la contaminacion atmosferica debida en su mayor parte a la quema de combustibles fosiles cita requerida se ha impulsado la introduccion de alternativas al betun que sean mas respetuosas con el medio ambiente y menos toxicas El betun puede actualmente fabricarse a partir de fuentes renovables no basadas en el petroleo biobetun como azucar melaza arroz maiz y papa Tambien puede elaborarse a partir de materiales de desechos procedentes de la destilacion fraccionada de aceite de motor usado aceite mineral que a veces simplemente se quema o se deposita en vertederos El betun asi elaborado puede fabricarse con colores claros lo que ayuda a reducir las temperaturas de las superficies que de otro modo serian hechas a base de asfalto Referencias Editar Abraham Herbert 1938 Asphalts and Allied Substances Their Occurrence Modes of Production Uses in the Arts and Methods of Testing 4th ed New York D Van Nostrand Co Inc Sorensen Anja Wichert Bodo 2009 Asphalt and Bitumen Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry ISBN 9783527306732 Muhammad Abdul Quddus 1992 Oxidacion catalitica del asfalto Tesis presentada al Departamento de Quimica Aplicada Universidad de Karachi Pakistan Comision de Educacion Superior de Pakistan Pakistan Research Repository p 6 en el cap 2 pdf Archivado desde el original el 5 de febrero de 2011 Muhammad Abdul Quddus 1992 p 99 en el cap 5 pdf a b Arnold Terence S quimico investigador senior Equipo de Materiales de Pavimentos Oficina de 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busqueda para ver la lista de paginas que tratan el tema Miles Lewis 2000 pp 10 06 1 2 Claridge s Patent Asphalte Co se aventura en el macadam de escoria alquitranada Concrete and Constructional Engineering London IX 1 Enero de 1914 760 Registration of Clarmac Roads The Law Reports Chancery Division 1 1921 544 547 Clarmac y Clarphalte The Building News and Engineering Journal 109 July to December 1915 3157 7 de julio de 1915 2 4 n 13 15 en el campo de la pagina electronica Roads laid with Clarmac The Building News and Engineering Journal 1915 109 3157 p 3 n14 en campo electronico a b dificultades financieras de Clarmac debido a la Primera Guerra Mundial depositadas The Law Reports Chancery Division 1921 Vol 1 p 545 Recuperado el 17 de junio de 2010 Notice of the Winding up of Clarmac Roads The London Gazette 29340 26 de octubre de 1915 10568 a b google com books id TiYyAAAAIAAJ amp q claridge 22compulsorily wound up 22 Claridge s Patent Asphalte Co compulsorily wound up Archivado el 31 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