Cemento asfáltico ac-20 para mezclas asfalticas incluye flete a 10 km, incluye únicamente suministro en obra.

El Pegamento Negro de las Carreteras: Guía Definitiva del Cemento Asfáltico AC-20

El cemento asfáltico AC-20 es el componente esencial, el verdadero pegamento negro que une las carreteras de México. Conocido coloquialmente como "chapopote", este material es mucho más que un simple residuo de petróleo; es un producto de ingeniería de alta precisión, un ligante o aglutinante diseñado para dar cohesión, flexibilidad e impermeabilidad a las mezclas asfálticas en caliente. Su función es crítica: envolver y unir el agregado pétreo (la combinación de grava y arena) para formar la carpeta asfáltica, esa superficie de rodadura sobre la que transitamos todos los días. La importancia del cemento asfáltico AC-20 en la infraestructura vial del país es innegable, siendo el estándar para una gran variedad de proyectos. En esta guía completa, se explorarán a fondo sus especificaciones técnicas, el precio por tonelada estimado para 2025, el proceso de producción de la mezcla y sus aplicaciones clave en el contexto mexicano.

Alternativas de Ligantes Asfálticos

Aunque el AC-20 es un pilar en la pavimentación, no es la única opción disponible. La elección del ligante asfáltico adecuado depende de factores como el clima, el volumen de tráfico y los requerimientos de desempeño del pavimento. A continuación, se comparan las principales alternativas.

Cemento Asfáltico AC-20 (Clasificado por viscosidad)

Este es el ligante convencional por excelencia en México. Su designación "AC-20" se refiere a su clasificación por grado de viscosidad (Asphalt Cement), indicando una viscosidad objetivo de 2000 poises a 60°C. Esta propiedad lo hace ideal para la producción de mezclas asfálticas en caliente en las zonas climáticas 3 de México, que abarcan la mayor parte del territorio con climas templados y cálidos, según la normativa de la SCT N-CMT-4-05-001/05. Es la solución más balanceada en términos de costo y desempeño para carreteras con volúmenes de tráfico medios.

Asfaltos Modificados (con polímeros, para alto desempeño)

Los asfaltos modificados son una versión mejorada del cemento asfáltico convencional. Se producen al añadir polímeros, como el estireno-butadieno-estireno (SBS), a un asfalto base como el AC-20 PEMEX. Esta modificación mejora drásticamente sus propiedades: aumenta su elasticidad, su resistencia a la deformación permanente (ahuellamiento) bajo altas temperaturas y su flexibilidad ante bajas temperaturas, previniendo el agrietamiento. Se clasifican bajo el sistema de Grado de Desempeño (PG), como el PG 76-22, que es más preciso para predecir el comportamiento del pavimento en condiciones climáticas específicas. Su uso se reserva para vías de alto tráfico, como autopistas y vialidades urbanas principales, donde la inversión adicional se justifica por una mayor vida útil.

Emulsiones Asfálticas (Para riegos o mezclas en frío)

Una emulsión es una dispersión estable de pequeñas gotas de cemento asfáltico en agua, con la ayuda de un agente emulsificante. Su principal ventaja es que pueden aplicarse a temperaturas mucho más bajas que las mezclas en caliente, lo que reduce el consumo energético y las emisiones. Se utilizan principalmente para trabajos de mantenimiento y capas de adherencia, como riegos de liga (para unir una capa de asfalto nueva con una existente), riegos de impregnación (para sellar bases granulares) y en la fabricación de mezclas en frío para reparaciones y bacheo.

Asfaltos Rebajados (en desuso por impacto ambiental)

Los asfaltos rebajados son cementos asfálticos cuya viscosidad se reduce mediante la adición de solventes derivados del petróleo (como gasolina o diésel). Esto permite su aplicación en frío. Sin embargo, su uso en México ha disminuido drásticamente debido a su impacto ambiental. La evaporación de los solventes libera compuestos orgánicos volátiles (COV) a la atmósfera, contribuyendo a la contaminación del aire. Por esta razón, las emulsiones asfálticas son la alternativa ecológica preferida para aplicaciones en frío.

Proceso de Producción de Mezcla Asfáltica en Caliente

La transformación del cemento asfáltico AC-20 y los agregados en la carpeta asfáltica que vemos en las carreteras es un proceso industrial de alta precisión que se lleva a cabo en una planta de asfalto. Cada paso es crucial para garantizar la calidad y durabilidad del producto final.

Calentamiento del Cemento Asfáltico AC-20

El asfalto AC-20 llega a la planta en estado semisólido. Para poder utilizarlo, se almacena en tanques de acero aislados térmicamente, donde se calienta de forma controlada a temperaturas que oscilan entre 140°C y 160°C para mantenerlo en estado líquido. Este control de temperatura es vital; un calentamiento insuficiente impediría un mezclado adecuado, mientras que un sobrecalentamiento puede "quemar" el asfalto, oxidándolo prematuramente y haciéndolo frágil, lo que reduce la vida útil del pavimento.

Secado y Calentamiento de los Agregados Pétreos

Paralelamente, los agregados pétreos (una mezcla diseñada de grava y arena de diferentes tamaños) se introducen en un gran cilindro rotatorio llamado secador o "dryer". Dentro del tambor, una potente llama calienta los agregados a temperaturas de entre 150°C y 170°C. El objetivo es doble: eliminar completamente cualquier rastro de humedad, ya que el agua es el enemigo de una buena adherencia con el asfalto, y elevar su temperatura para que, al mezclarse con el asfalto líquido, no provoquen un enfriamiento brusco.

Dosificación y Mezclado en la Planta

Una vez calientes y secos, los agregados se transportan a una torre de mezclado. Allí, un sistema computarizado pesa con precisión las diferentes fracciones de agregados y la cantidad exacta de cemento asfáltico AC-20 líquido, según la fórmula de diseño de la mezcla. Estos componentes se vierten en un mezclador de alta potencia (conocido como "pugmill"), donde paletas giratorias los combinan enérgicamente durante unos 30 a 45 segundos hasta que cada partícula de agregado pétreo queda uniformemente cubierta por una fina película de asfalto.

Transporte de la Mezcla en Caliente

La mezcla asfáltica en caliente recién producida, a una temperatura superior a los 150°C, se descarga desde la torre de mezclado directamente en la caja de camiones de volteo. Para minimizar la pérdida de calor durante el trayecto desde la planta hasta el sitio de la obra, las cajas de los camiones suelen estar aisladas y se cubren con lonas resistentes al calor. El tiempo de transporte es un factor logístico crítico para asegurar que la mezcla llegue con la temperatura adecuada para su colocación.

Tendido y Compactación en Obra

En la obra, el camión de volteo vierte la mezcla caliente en la tolva de una máquina extendedora o pavimentadora. Esta máquina avanza lentamente, distribuyendo la mezcla sobre la superficie en una capa de espesor y ancho uniformes. Inmediatamente detrás de la extendedora, una serie de rodillos compactadores (lisos, de neumáticos o vibratorios) realizan pasadas sucesivas sobre la capa recién tendida. La compactación es el paso final y uno de los más importantes: densifica la mezcla, elimina los vacíos de aire y asegura la trabazón entre los agregados, lo que le confiere al pavimento su resistencia y durabilidad. Este proceso debe completarse antes de que la mezcla se enfríe por debajo de la temperatura de compactación recomendada, típicamente alrededor de 138°C.

Listado de Materiales y Maquinaria

La construcción de un pavimento asfáltico requiere una sinergia precisa entre materiales de calidad y maquinaria especializada. La siguiente tabla resume los elementos clave involucrados en el proceso.

Ficha Técnica y Especificaciones del AC-20

Para garantizar la calidad y el desempeño uniforme de los pavimentos en todo el país, la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) establece especificaciones técnicas rigurosas para el cemento asfáltico AC-20. La siguiente tabla detalla las propiedades más importantes según la normativa mexicana.

Análisis de Precio Unitario (APU) - Ejemplo por Tonelada de Mezcla

El costo de una mezcla asfáltica en caliente es una composición de varios factores, principalmente el costo de los materiales y el costo de producción en planta. A continuación, se presenta un ejemplo de Análisis de Precio Unitario (APU) para una tonelada de mezcla, basado en una estimación o proyección para 2025.

Aviso Importante: Los costos presentados son una proyección ilustrativa para 2025 y no deben considerarse una cotización formal. El precio de cemento asfáltico AC-20 es fijado por PEMEX y es extremadamente volátil, además de estar sujeto a costos de flete. Los precios de los agregados y la operación de la planta varían significativamente entre las distintas regiones de México.

Este costo directo de aproximadamente $760 MXN por tonelada representa únicamente los insumos básicos y la producción. No incluye costos de transporte de la mezcla a la obra, colocación, compactación, mano de obra en sitio, ni los costos indirectos, financiamiento y utilidad del contratista, los cuales se agregarían para obtener el precio final de venta al público.

Normativa, Permisos y Seguridad: Obras Viales

La construcción de obras viales en México está estrictamente regulada para garantizar la calidad, la protección ambiental y la seguridad de los trabajadores.

Normativa de la SCT y PEMEX

La calidad del cemento asfáltico AC-20 está definida por la normativa de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT). La norma N-CMT-4-05-001/05, "Calidad de Materiales Asfálticos", es el documento rector que establece las especificaciones de viscosidad, penetración, ductilidad y otros parámetros que todos los cementos asfálticos deben cumplir para ser utilizados en la red carretera federal. Petróleos Mexicanos (PEMEX), como principal productor nacional, debe suministrar asfalto que cumpla con estas especificaciones, lo cual se acredita mediante un certificado de calidad emitido desde la refinería.

Permisos para Plantas de Asfalto

La operación de una planta de asfalto es considerada una fuente fija de emisiones a la atmósfera, por lo que está sujeta a una estricta regulación ambiental. Antes de poder operar, se debe tramitar y obtener la Licencia Ambiental Única (LAU) ante la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). Este permiso integral regula las emisiones de partículas y gases, el manejo de residuos y el cumplimiento de las normativas ambientales para prevenir la contaminación del aire, suelo y agua.

Seguridad Durante el Manejo (EPP Crítico)

El manejo de asfalto caliente es una de las actividades de mayor riesgo en la pavimentación. El material se encuentra a temperaturas superiores a los 150°C, y cualquier contacto con la piel puede causar quemaduras graves de tercer grado. Por ello, el uso de Equipo de Protección Personal (EPP) es obligatorio e indispensable. El EPP crítico incluye: guantes de carnaza largos o guantes térmicos aislantes que cubran los antebrazos, gafas de seguridad y una careta facial completa, ropa de manga larga y pantalones (preferiblemente de algodón grueso o material ignífugo) y botas de seguridad de cuero de caña alta para proteger contra salpicaduras.

Costos Promedio por Tonelada en México

El precio de los ligantes asfálticos es un componente clave en el presupuesto de cualquier obra de pavimentación. A continuación se presenta una tabla comparativa con los costos de compra estimados para 2025, destacando que son proyecciones sujetas a cambios.

Aviso: Estos valores son estimaciones para 2025 y pueden variar drásticamente según la región, el proveedor, el volumen de compra y la volatilidad de los precios del petróleo.

Usos Comunes del Asfalto AC-20

La versatilidad y el balance costo-beneficio del asfalto AC-20 lo convierten en el material de elección para una amplia gama de aplicaciones en la ingeniería vial de México.

Producción de Mezclas Asfálticas en Caliente para Carreteras

Este es, sin duda, el uso principal y más extendido del cemento asfáltico AC-20. Constituye el ligante en la fabricación de la carpeta asfáltica (la capa de rodadura) y las capas de base asfáltica ("binder") para la gran mayoría de las carreteras federales, estatales, caminos rurales y vialidades urbanas en el país. Su consistencia es ideal para soportar las cargas del tráfico y las condiciones climáticas de la mayor parte de México.

Riegos de Sello (en algunas aplicaciones)

Aunque las emulsiones asfálticas son más comunes para este fin, el asfalto AC-20 caliente también puede ser utilizado en la aplicación de riegos de sello. Este es un tratamiento superficial de mantenimiento que consiste en rociar una capa de asfalto caliente seguida de una capa de agregado fino para rejuvenecer superficies envejecidas, sellar pequeñas fisuras e impermeabilizar el pavimento.

Base para Asfaltos Modificados

El cemento asfáltico AC-20 sirve frecuentemente como el material base para la producción de asfaltos de mayor desempeño. A partir de un asfalto AC-20 de calidad, los fabricantes añaden polímeros y otros aditivos mediante procesos de mezclado de alta cizalla para crear asfalto modificado con propiedades mejoradas, como los clasificados bajo el sistema PG (Performance Grade).

Uso en Climas Templados y Cálidos

La clasificación de viscosidad del AC-20 está optimizada para climas donde las temperaturas no descienden a niveles de congelación extrema de forma prolongada. Según la clasificación de zonas climáticas de la SCT, es el asfalto recomendado para las Zonas 2 y 3, que cubren la mayor parte del centro y sur de México. Su consistencia a 60°C le permite resistir las deformaciones plásticas (ahuellamiento) típicas de climas cálidos.

Errores Frecuentes al Usar Asfalto AC-20 y Cómo Evitarlos

La durabilidad de un pavimento asfáltico depende en gran medida de la correcta ejecución en cada etapa del proceso. Pequeños errores pueden tener consecuencias costosas y reducir drásticamente la vida útil de la carretera.

• Temperatura incorrecta de mezclado o compactación: Este es el error más común y crítico. Si la mezcla se produce a una temperatura demasiado baja en la planta, el asfalto no cubrirá adecuadamente el agregado pétreo, resultando en una mezcla débil y propensa al desgranamiento. Por otro lado, si se compacta en obra cuando ya se ha enfriado demasiado, no se alcanzará la densidad requerida, dejando vacíos que permiten la entrada de agua y aire, lo que acelera el envejecimiento y el deterioro. La solución es un control estricto de temperaturas con termómetros calibrados en la planta, en los camiones y antes de la compactación.

• Dosificación incorrecta (exceso o falta de asfalto): El diseño de la mezcla especifica un contenido óptimo de asfalto. Un exceso de asfalto (mezcla "rica") provoca que el ligante lubrique en exceso los agregados, haciendo que la mezcla sea inestable y se deforme fácilmente bajo el tráfico, generando ahuellamientos y exudación (el asfalto "sangra" a la superficie). Una falta de asfalto (mezcla "pobre") no proporciona suficiente "pegamento" para mantener unidos los agregados, lo que lleva a un pavimento frágil que se desintegra y agrieta prematuramente. La clave es la calibración precisa de las básculas y sistemas de dosificación en la planta de asfalto.

• Contaminación del asfalto con agua: La presencia de agua en cualquier etapa del proceso en caliente es catastrófica. Si los agregados no están completamente secos antes de mezclarse, el agua se convertirá en vapor de forma explosiva al contacto con el asfalto caliente, creando burbujas en la mezcla y problemas de adherencia. De igual forma, si entra agua en los tanques de almacenamiento de asfalto caliente, puede causar una ebullición violenta y peligrosa. La prevención se basa en el correcto funcionamiento del secador de agregados y en asegurar la hermeticidad de los tanques de almacenamiento.

Checklist de Control de Calidad

Un riguroso control de calidad en la recepción del cemento asfáltico AC-20 en la planta es la primera línea de defensa para asegurar una obra durable.

1. Verificación Documental: Al llegar el carrotanque, solicitar y revisar el certificado de calidad del proveedor (ej. PEMEX). Asegurarse de que el lote y las especificaciones corresponden al asfalto AC-20 solicitado y que cumplen con la normativa SCT vigente.

2. Inspección de Temperatura: Medir la temperatura del asfalto dentro del tanque con un termómetro calibrado. Debe estar dentro del rango de bombeo y almacenamiento seguro (generalmente 140°C - 160°C).

3. Muestreo Representativo: Tomar una muestra del producto directamente del carrotanque siguiendo el procedimiento establecido en el manual M-MMP-4-05-001 de la SCT. La muestra debe ser representativa del contenido total.

4. Pruebas de Laboratorio en Planta:

   • Prueba de Viscosidad: Realizar una prueba de viscosidad (generalmente con un viscosímetro rotacional) para confirmar que el material se encuentra dentro del rango de 200±40Pa⋅s a 60°C. Esta es la prueba fundamental para verificar que se trata de un AC-20.

   • Prueba de Penetración: Ejecutar el ensayo de penetración a 25°C para verificar la dureza del asfalto. Esto ayuda a predecir su comportamiento en términos de flexibilidad y resistencia a la fisuración.

5. Revisión Visual: Observar la muestra para detectar cualquier signo de contaminación, como presencia de agua (espuma), partículas extrañas o falta de homogeneidad.

Mantenimiento y Vida Útil: El Ligante Durable

La durabilidad del cemento asfáltico AC-20 no solo depende de su calidad intrínseca, sino también de cómo se maneja, almacena y aplica.

Almacenamiento y Manejo en Planta

Para preservar sus propiedades, el cemento asfáltico debe almacenarse en tanques cilíndricos, verticales u horizontales, que estén completamente aislados térmicamente para minimizar la pérdida de calor. Estos tanques deben contar con un sistema de calentamiento (serpentines de aceite térmico o resistencias eléctricas) con controles termostáticos precisos. Mantener una temperatura constante y evitar el sobrecalentamiento es crucial para prevenir el envejecimiento oxidativo prematuro, un proceso que endurece el asfalto y lo vuelve quebradizo. La recirculación periódica del material dentro del tanque también ayuda a mantener su homogeneidad.

Durabilidad y Vida Útil Esperada del Pavimento

Una carpeta asfáltica bien diseñada y construida con cemento asfáltico AC-20 en México puede tener una vida útil esperada de 8 a 15 años. Sin embargo, esta cifra es una estimación que puede variar significativamente. Los factores que más influyen en la durabilidad real son:

• Volumen y peso del tráfico: Las carreteras con un alto porcentaje de vehículos pesados experimentarán un desgaste más rápido.

• Condiciones climáticas: Las variaciones extremas de temperatura y la exposición a la humedad pueden acelerar el deterioro.

• Calidad de la estructura de soporte: La durabilidad de la carpeta asfáltica depende directamente de la resistencia de las capas inferiores (base y sub-base).

• Mantenimiento preventivo: La aplicación oportuna de sellos y la reparación de baches pueden extender considerablemente la vida útil del pavimento.

Sostenibilidad e Impacto Ambiental

Desde una perspectiva de sostenibilidad, el asfalto presenta un perfil mixto con importantes ventajas y desventajas.

• Reciclabilidad: La ventaja más significativa es que el pavimento asfáltico es un material 100% reciclable. El material fresado de carreteras antiguas, conocido como RAP (Pavimento Asfáltico Reciclado), puede ser procesado y reincorporado en la producción de nuevas mezclas asfálticas en caliente. Esta práctica reduce la necesidad de extraer agregados vírgenes y de producir nuevo cemento asfáltico, lo que se traduce en un ahorro considerable de recursos naturales y energía.

• Impacto Energético: La principal desventaja ambiental es el alto consumo de energía asociado con el proceso de producción en caliente. Calentar los agregados y el asfalto a más de 150°C requiere una cantidad significativa de combustible, lo que genera emisiones de gases de efecto invernadero. La industria está avanzando hacia tecnologías de mezcla tibia (Warm Mix Asphalt) que reducen estas temperaturas y, por ende, el impacto ambiental.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Qué significa AC-20 en el cemento asfáltico?

El acrónimo "AC" significa Asphalt Cement (Cemento Asfáltico). El número "20" se refiere a su grado de viscosidad, indicando una viscosidad objetivo de 2000 poises (o 20 x 100 poises) cuando se mide a una temperatura estándar de 60°C. En resumen, AC-20 es una forma de clasificar la consistencia o resistencia a fluir del asfalto a altas temperaturas.

¿Cuál es la diferencia entre el asfalto AC-20 y el AC-30?

La diferencia fundamental es la viscosidad. El asfalto AC-30 es más viscoso (más "duro" o espeso) a 60°C que el AC-20. Esto significa que el AC-30 ofrece una mayor resistencia a la deformación bajo cargas pesadas y en climas más calurosos. Por su parte, el AC-20 es ligeramente menos viscoso (más "blando"), lo que le confiere una mejor flexibilidad a temperaturas más bajas, siendo ideal para climas templados donde el agrietamiento por frío podría ser una preocupación mayor que el ahuellamiento por calor.

¿Qué es el "material cementante" en una mezcla asfáltica?

El "material cementante" es simplemente otro término técnico para referirse al ligante o aglutinante que une los agregados pétreos. En el contexto de este artículo, el material cementante es el cemento asfáltico AC-20. Su función es "cementar" o pegar las partículas de roca y arena para formar una masa cohesiva y durable.

¿Cuál es la temperatura de aplicación del asfalto AC-20?

Existen dos rangos de temperatura críticos. La temperatura de mezclado en la planta de asfalto, donde se combina con los agregados, debe estar entre 148°C y 154°C. Posteriormente, la temperatura de compactación en el sitio de la obra, cuando los rodillos densifican la mezcla, debe realizarse idealmente entre 138°C y 142°C. Mantenerse dentro de estos rangos es fundamental para garantizar la calidad del pavimento.

¿PEMEX sigue vendiendo asfalto AC-20 en México?

Sí, Petróleos Mexicanos (PEMEX) continúa siendo el principal productor y proveedor de cementos asfálticos convencionales en México, incluyendo el AC-20, a través de sus refinerías. Es común que el producto se comercialice bajo la especificación más moderna de Grado de Desempeño, PG 64-22, ya que un AC-20 convencional generalmente cumple con los requisitos para esta clasificación.

Videos Relacionados y Útiles

Para comprender mejor los procesos descritos, los siguientes videos ofrecen una perspectiva visual y técnica sobre la producción de mezclas asfálticas en México.

Plantas de Asfalto VISE

Un recorrido visual por una planta de asfalto moderna en México, mostrando el proceso desde la trituración de agregados hasta la carga de la mezcla.

Omar Adame: "Agregados pétreos y mezclas asfálticas en caliente"

Conferencia técnica de la Asociación Mexicana del Asfalto (AMAAC) que explica el diseño y control de calidad de las mezclas asfálticas.

PRODUCCION DE MEZCLAS ASFALTICAS, COMO SE HACE...

Video que detalla el proceso paso a paso dentro de una planta de asfalto, desde el almacenamiento del ligante hasta la dosificación y mezclado.

Conclusión

El cemento asfáltico AC-20, también conocido como asfalto AC-20, se consolida como el ligante fundamental para la construcción y mantenimiento de la vasta red de carreteras en México. Su popularidad no es casualidad; se debe a un equilibrio excepcional entre desempeño, versatilidad y costo. El precio competitivo del cemento asfáltico AC-20 y sus propiedades de viscosidad, optimizadas para los climas templados y cálidos que predominan en el país, lo convierten en la opción lógica para la mayoría de los proyectos viales. Sin embargo, la calidad inherente del material es solo una parte de la ecuación. La clave para la durabilidad a largo plazo del pavimento reside en una aplicación meticulosa, un control de calidad riguroso y un respeto absoluto por las temperaturas de mezclado y compactación dictadas por la normativa de la SCT.

Glosario de Términos

• Cemento Asfáltico: Ligante bituminoso de color negro y consistencia variable con la temperatura, derivado de la refinación del petróleo. Se utiliza para aglutinar los agregados en la construcción de pavimentos.

• AC-20: Clasificación de un cemento asfáltico basada en su viscosidad (con un objetivo de 2000 poises) medida a 60°C, según normas como la de la SCT.

• Viscosidad: Medida de la resistencia de un fluido a fluir. En el asfalto, es un indicador clave de su consistencia y comportamiento a una temperatura determinada, especialmente a altas temperaturas de servicio.

• Penetración: Ensayo de laboratorio que mide la dureza o consistencia de un asfalto a 25°C mediante la penetración de una aguja estandarizada. Un valor más bajo indica un asfalto más duro.

• Mezcla Asfáltica en Caliente: Material de pavimentación compuesto por una combinación de agregados pétreos (grava y arena) y cemento asfáltico, que se produce, coloca y compacta a altas temperaturas.

• SCT: Siglas de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, la entidad del gobierno federal de México responsable de establecer las normas y especificaciones para la construcción y mantenimiento de la infraestructura carretera nacional.

• Pavimento: Estructura construida sobre el terreno natural (subrasante) en varias capas (sub-base, base y carpeta de rodadura) diseñada para soportar las cargas del tráfico de manera segura y confortable durante un periodo de diseño.