Expociencias 2025 - 2026

Resumen

El asfalto es una mezcla de agregados, como piedras y arena, con betún (subproducto del refinado del petróleo), que actúa como un pegamento para mantener la mezcla unida. En México, el asfalto que se utiliza para crear nuestras calles y carreteras tiende a sufrir problemas como el agrietamiento y desgaste a causas del constante flujo del tráfico, las temperaturas intensas y las lluvias e inundaciones. Asph-Alt, es un proyecto que busca mejorar las propiedades de un asfalto comercial, modificando su estructura básica con caucho reciclado (con el fin de brindarle mayor elasticidad) y aceite de motor usado (buscando disminuir la permeabilidad). Para determinar la funcionalidad de las mezclas, se realizaron pruebas de desempeño según las normas ASTM D, para ello, se elaboraron diferentes mezclas variando el % de estos agregados, se elaboraron especímenes cilíndricos de las mezclas compactadas (tipo tabletas), sometiéndolos a pruebas tales como: observación microscópica, densidad, susceptibilidad del daño inducido por agua, prueba de deformación permanente por rodera o “ahuellamiento” y la prueba de tolerancia a temperatura. Los resultados mostraron que la mezcla con mejores resultados fue aquella que contiene 90% Asfalto, 8% Caucho y 2% Aceite ya que presentó una menor porosidad, mayor resistencia a las temperaturas y menor daño inducido por agua, Si bien la prueba de ahuellamiento está en proceso, se espera obtener buenos resultados al finalizar el tiempo determinado para su evaluación. En conclusión, Asph-alt, promete ser una buena opción como propuesta base de un asfalto modificado usando materiales reciclados.

Abstract

Asphalt is a mix of aggregates like stones and sand with betumen (a subproduct of
petrol refinement) that acts as a glue for keeping the mix together. In Mexico, the asphalt
used for creating our roads and highways tends to suffer problems like cracking or
decay because of constant traffic flow, intense temperatures, as well as rain and
floods. Asph-Alt is a project that seeks to improve the properties of commercial
asphalt, modifying its basic structure with recycled rubber (with the goal of
providing higher elasticity) and used motor oil (looking to diminish permeability). To
determine the mixes’ functionality, performance tests were made in accordance to
ASTM D norms. For this, different mixes that varied the % of these aggregates
were made, as well as cylindrical specimens of the compacted mixes, (tablets),
submitting them to tests such as: microscopic observation, density, water-induced
damage susceptibility, permanent deformity by rutting and temperature tolerance.
Results showed that the mix with best results was the one containing 90% asphalt,
8% rubber and 2% oil, since it presented less porosity, higher resistance to
temperature and less water-induced damage, While the rutting test is underway
currently,good results are anticipated after its conclusion and evaluation. In
conclusion, Asph-alt, shows promise as a good option for a base proposal for a
modified asphalt using recycled materials.

Sinopsis Náhuatl

Asph-Alt se tlachihualiztli, ic tlen mochiuh in tlalpan México, ica asfalto cecnixtli ica caucho huan aceite in carro. Tlen ticnequi, in asfalto ma elhuicac amo tlazohcamati huan ma mochihua ocachi cuali que in comerciante tlachihualiztli. Axcan, in tlachihualiztli yohuatzin ompa itech omehuan tlamantli.

Introducción

En México, el asfalto enfrenta problemas como agrietamiento y desgaste por el tráfico y el clima, lo que causa accidentes debido a hoyos y desniveles en las carreteras. Hay 836,603 km de caminos en el año 2023, según el Instituto mexicano del transporte, y mejorar la mezcla asfáltica podría reforzar la red y la calidad del transporte terrestre.

Justificación

El pavimento de las calles de México no aguanta el peso de los cargamentos, lo que provoca baches y accidentes como choques y atropellos. Además, el aceite de motor y el caucho de llantas se desechan y contaminan el ambiente. Se propone usar aceite reutilizado y caucho para mejorar el pavimento.

Planteamiento del Problema

En México, los caminos se dañan con el tiempo por vehículos y factores naturales, creando baches que causan embotellamientos y accidentes, como llantas ponchadas y volcaduras. Se pueden reutilizar materiales contaminantes como caucho y aceite de motor para mejorar el asfalto.

Hipótesis

Al mezclar diferentes cantidades de aceite de motor usado y caucho reciclado con asfalto comercial, se afectarán, para bien, sus propiedades y resistencia al desgaste. Una mezcla con mejor rendimiento será más efectiva en superficies grandes. Si se realizan pruebas de desempeño correctamente, se podrá obtener asfalto eficaz para rellenar baches, disminuyendo costos con materiales reciclados.

Objetivo General

Elaborar una mezcla asfáltica para mejorar la calidad del transporte sobre tierra en las calles y caminos de México.

Objetivos particulares

Elaborar una mezcla asfáltica con materiales reciclados.
Desarrollar mezclas con diferentes porcentajes de materiales agregados, para determinar su desempeño, y hacer bacheos prueba para probar su rendimiento.

Objetivos de Desarrollo Sostenible

9. Industria, Innovación e infraestructuras.

El Objetivo 9 pretende construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización sostenible y fomentar la innovación.

11. Ciudades y Comunidades Sostenibles.

El Objetivo 11 pretende lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles.

Estado de la técnica

La brecha tecnológica que el proyecto Asph-Alt aborda es la necesidad de un modificador de asfalto sostenible y económicamente viable que resuelva múltiples problemas de desempeño de manera simultánea.

La técnica actual a menudo se enfoca en un solo modificador. Asph-Alt propone una estrategia de modificación dual sinérgica que utiliza materiales de desecho disponibles localmente (caucho reciclado y aceite de motor usado) para:

Aportar Elasticidad y resistencia a la temperatura (función del caucho).
Reducir la Permeabilidad y mejorar la durabilidad (función del aceite).

El proyecto se justifica al demostrar, bajo normativas $ASTM D$ , que una mezcla optimizada puede superar las deficiencias de porosidad, susceptibilidad al agua y resistencia térmica del asfalto comercial, ofreciendo una solución de alto desempeño con un impacto ambiental reducido.

Proceso Metodológico

Materiales

Aceite de coche usado
Asfalto
Pisón
Madera
Martillo
Botes de gerber (5)
Cubetas (2)
Espátula
Tableteadora
Durómetro
Microscopio

Prototipo:

Colocar diferentes cantidades de aceite en 4 botes con 51 g de asfalto , 5 ml , 10 ml , 15 ml y 20 ml respectivamente
Esperar una semana
Verter en los orificios seleccionados para la experimentación.
Aplanar con placa de madera
Registrar observaciones por 3 semanas
Someter la muestra más prominente a una temperatura de 60.2 C° por una semana.
Realizar un bacheo inicial
Aplicar la muestra modificada junto con la original en un hoyo de 10 cm x 30 cm x 1 m.
Aplanar las mezclas con un pisón y dejar reposar
Realizar inspecciones semi regulares a las muestras y registrar reacción a la temperatura y desgaste

Fase 2

Elaborar tabletas de asfalto con una tableteadora con cantidades distintas de asfalto, caucho y aceite de motor, y con el mismo peso.
Medir las dimensiones de cada tableta y calcular su densidad para su registro.
Colocar cada tableta debajo del microscopio y analizar su porosidad
Seleccionar algunas tabletas y sumergirlas en agua por 24 horas.
Pasadas las 24 horas, medir la dureza de las tabletas con un durómetro. Comparar las durezas de las tabletas secas con las sumergidas en agua.
Registrar resultados y seleccionar una muestra para el bacheo.

Resultados

Se recopilaron fotos e imágenes de las muestras puestas a prueba. Entre los resultados obtenidos sé encuentran su reacción al calor, su dureza, porosidad, impermeabilidad, etc.

Para su consulta, favor de consultar el enlace a la carpeta de imágenes.

Conclusiones

La mezcla modificada tuvo cambios mayormente negativos, superando a los positivos. En cuanto a la segunda fase, algunas mostraron una consistencia diferente al observarse en el microscopio. Se puede concluir que la muestra de 90% Asfalto, 8% Caucho y 2% Aceite es la más apta para el bacheo, debido a su rendimiento general.