Desgaste de ligantes asfalticos empleando la energía de activación

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I. INTRODUCCIÓN

El flujo de viscosidad en cualquier líquido puede considerarse como un proceso térmico en el cual las moléculas tienen que sobrepasar una barrera de energía para desplazarse a un sitio adyacente. Al incrementarse la temperatura, también se incrementa la energía térmica de las moléculas, así como los sitios vacantes o “huecos” en el líquido. En 1936, Henry Eyring, describió estemodelo de la barrera de energía de activación de flujo. Cuando fluye un líquido, son las capas de moléculas líquidas que resbalan una sobre de otra para sobreponerse a las fuerzas intermoleculares que causan resistencia al flujo. Fue bajo este modelo que Eying afirmó que es posible modelar la relación entre viscosidad y temperatura utilizando la ecuación de Arrhenius:
k=AeEactivaciónRT ; (1)Ec. Arrhenius modificada
Ec. Arrhenius


Donde η es la viscosidad del material (sustituyendo k), T es la temperatura en grados Kelvin, A es el factor pre exponencial, Ef es la energía de activación de flujo, y R es la constante universal de gas [8.314 J.mol-1.K-1]. Pero la ecuación (1) es de mayor utilidad expresarla de forma lineal de la siguiente manera:

Ec. Arrhenius modificada enforma lineal
Ec. Arrhenius en forma lineal
lnk=lnA-EactivaciónR 1T ; lnη=Ef/RT+lnA (2)

Graficando lnη  en relación con 1/T, permite determinar los valores de la pendiente de Ef/R.
En el presente trabajo se muestra la viscosimetría rotacional para determinar la energía de activación de flujo de ligantes asfálticos modificados y sin modificación, provenientes de diferentes crudos. (datosproporcionados por: Estudios de ligantes asfalticos y mezclas asfalticos)

II. ANTECEDENTES

El concepto de energía de activación fue aplicado recientemente al estudio de ligantes asfálticos y mezclas asfálticas (Maze, 1996; Partl y Francken, 1998; Pellinen, Witczak y Bonaquist, 2002).

Otros estudios más recientes sobre este tema se basaron en la relacionar la viscosidad con la ecuaciónempírica de Vogel-Fulcher para correlacionar el contenido de asfáltenos. (Delmar Salomón Coe y Huachun Zhai Cui).

III. JUSTIFICACIÓN

El desgaste continuo que se observa en los asfaltos se deben a un sin número de factores climáticos pero el principal factor es la temperatura.
Existen muchos métodos que determina la utilización de los tipos de asfaltos o mezclas necesarias para laproducción de estos, se cree que el desgate de los asfaltos es provocado por las altas temperaturas al que son sometido causando una alteración térmica en la viscosidad, es por ello que una forma de analizar el alcance de energía que los ligando asfálticos pueden llegar a soportar es a través de la Energía de Activación. Con el fin de determinar la calidad de la mezcla y en consecuencia el tipo deasfalto.

IV. OBJETIVOS:

IV.1. Objetivos General:
IV.1.1. Determinar la importancia de la energía de activación de flujo en ligantes asfálticos empleando la ecuación de Arrhenius para la dependencia térmica relacionada a la viscosidad de los ligantes asfálticos.

IV.2. Objetivos Específicos:
IV.2.1. Explicar la dependencia térmica de la viscosidad de ligantes asfálticos modificado y sinmodificación por medio de la ecuación de Arrhenius.
IV.2.2.Conocer la importancia de la energía de activación de flujo en ligantes asfálticos.

V. MARCO TEÓRICO

V.1. Energía de Activación

La temperatura es un parametro crucial para controlar la velocidad de cualquier proceso quimico y en general, la velocidad de reaccion aumenta a medida que aumenta la temperatura. Esto es así debido ala existencia de una barrera o obstáculo energetico asociado a la formación o ruptura de enlaces químicos, la llamada Energia de Activación (Ea). Esta magnitud energética, propia de la Cinética Química, es muy distinta de la energía de reacción o entlpías de reaccion definidas en la Termodinámica Química.
En algunos casos, como en la combustión, las reacciones se producen de forma rápida. Otras...
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