Componentes y Propiedades del Asfalto en un Circuito de Carreras

El pavimento de un circuito de carreras no es equivalente al asfalto convencional utilizado en rutas urbanas o autopistas. La carga dinámica, el nivel extremo de esfuerzos cortantes, el gradiente térmico y la sensibilidad al agarre que exigen los neumáticos de competición obligan a diseñar mezclas asfálticas con propiedades mecánicas y térmicas muy específicas.

Esta nota tecnica del IAD describe en detalle los elementos que componen la mezcla asfáltica, su función, sus parámetros de diseño y su impacto en la performance dinámica de los vehículos de competición.     

Composición general de un pavimento asfáltico para competición

Un asfalto de circuito está compuesto principalmente por:

1. Agregados pétreos (70–90% en peso)
   
2. Ligante asfáltico (5–7% en peso)
   
3. Filler mineral o microfiller
   
4. Aditivos modificadores (polímeros, fibras, agentes anti-stripping, etc.)
   
5. Vacíos de aire en la mezcla (3–6%)
   

La proporción, granulometría y naturaleza de cada componente determina la rigidez (módulo dinámico), macrotextura, microtextura, resistencia al pulido, estabilidad térmica y durabilidad.

Agregados pétreos

Los agregados constituyen la “estructura resistente” del pavimento. En circuitos deben satisfacer tres condiciones críticas:

Naturaleza mineralógica

• Basalto: el más utilizado por su elevada dureza, baja abrasión (Los Ángeles < 20) y excelente resistencia al pulido (PSV > 55).
  
• Granito: buena resistencia mecánica pero puede presentar mayor absorción de ligante.
  
• Diorita / Andesita: equilibrio entre dureza y trabajabilidad.
  
• Calizas duras: pueden utilizarse, pero su resistencia al pulido es inferior, lo cual afecta la microtextura a largo plazo (pierde grip).
  

Requisito fundamental en un circuito:

Alta resistencia al desgaste y al pulido (PSV ≥ 55–60) para evitar la formación de superficies resbaladizas cuando los autos depositan goma.

Granulometría (curva granulométrica)

La granulometría define la macrotextura, la intertrabazón y la estabilidad de la mezcla.

• Mezclas discontinuas tipo SMA (Stone Mastic Asphalt)
  
  • Mayor porcentaje de agregados gruesos.
    
  • Excelente resistencia a deformación plástica (rutting).
    
  • Alta macrotextura → mayor drenaje y grip.
    
  • Requiere fibras o polímeros para contener el ligante.
    
• Mezclas densas tipo AC (Asphalt Concrete)
  
  • Curva continua bien graduada.
    
  • Estabilidad moderada.
    
  • Menor macrotextura.
    

En circuitos, la tendencia moderna es usar SMA modificados, por su resistencia al calor extremo generado por los neumáticos slick.

Propiedades mecánicas críticas de los agregados

Ligante Asfáltico

El ligante actúa como componente viscoelástico que une los agregados y controla la respuesta mecánica ante cargas dinámicas.

Tipo de ligante

Para circuitos se utilizan:

• Asfaltos modificados con polímeros (PMB – Polymer Modified Bitumen)
  
  • SBS (styrene-butadiene-styrene): mejora elasticidad y resistencia a la fatiga.
    
  • EVA (etileno-vinil-acetato): incrementa la rigidez a altas temperaturas.
    
  • CRM (Caucho reciclado de neumáticos): buena resistencia térmica, usado en algunos circuitos.
    
• Asfaltos convencionales grado PG (Performance Grade)
  Ejemplo: PG 76-22, PG 82-22 (altamente resistentes al calor).
  

Requisito fundamental:

Alto punto de ablandamiento (≥ 70–80 °C) para soportar temperaturas de pista que pueden superar los 60–65 °C por fricción y radiación solar.

Propiedades termomecánicas del ligante

• Viscosidad a 135 °C y 165 °C → afecta compactación.
  
• Módulo de corte complejo (G*) → se relaciona con resistencia al ahuellamiento.
  
• Ángulo de fase (δ) → indica comportamiento viscoelástico.
  
• Penetración → menor penetración = mayor rigidez.
  
• Elastic recovery (ligantes SBS) → mejora resistencia al daño por carga cíclica.
  

Filler mineral

El filler (<75 μm) modifica la rigidez del mastic, controla la cohesión y mejora la durabilidad.

Materiales típicos:

• Polvo de piedra (basáltico o granítico)
  
• Cal hidratada → mejora resistencia a la humedad (adhesión ligante-agregado)
  
• Cenizas volantes de alta calidad (FA Class F)
  

En circuitos, un mastic más rígido evita deformaciones permanentes al soportar cargas laterales elevadas, sobre todo en zonas de alta temperatura como curvas lentas con mucha tracción.

Aditivos especiales

Polímeros

Incrementan elasticidad, disminuyen sensibilidad térmica, reducen fatiga.

Fibras

Evitan que el ligante drene en mezclas SMA. Se utilizan fibras:

• Celulósicas
  
• Minerales
  
• Sintéticas (polipropileno)
  

Antistripping

Mejoran la adhesión ligante-agregado y evitan desprendimiento por humedad.
En circuitos es crítico por la gran variación térmica y la presencia de combustible, aceites y químicos.

Rejuvenecedores

Utilizados en mantenimiento, reducen envejecimiento oxidativo del ligante.

Vacíos de aire (AV – Air Voids)

Los vacíos son esenciales para la estabilidad:

• 3–6%: rango típico para circuitos.
  
• Menos de 3% → riesgo de sangrado (bleeding) a altas temperaturas, reduce grip.
  
• Más de 6% → permeabilidad excesiva → daño por humedad y fatiga.
  

La compactación debe ser extremadamente uniforme para evitar variaciones de agarre entre sectores de la pista.

Relación entre la composición y la dinámica vehicular

Los autos de competición generan:

• Esfuerzos cortantes extremadamente altos en frenada y tracción
  
• Temperaturas superficiales entre 45 °C y 65 °C
  
• Depósito de goma que interactúa químicamente con el ligante
  
• Cargas verticales dinámicas elevadas por aerodinámica
  

Por lo tanto, el diseño del asfalto debe optimizar:

Grip mecánico

Proporcionado por:

• Microtextura: mineralogía + PSV
  
• Macrotextura: granulometría + contenido de vacíos
  
• Interacción química: temperatura del ligante + goma del neumático
  

Resistencia a deformación (rutting)

Dominada por:

• Módulo del mastic
  
• Estabilidad de la curva granulométrica
  
• Rigidez del ligante modificado PG 76 o superior
  

Resistencia a fatiga

Clave en frenadas repetidas (ej. S de Senna, curvas 1 muy técnicas):

• Mastic balanceado
  
• Ligante SBS
  
• Absorción de agregados baja
  

Homogeneidad

La mezcla debe mantener consistencia en el grip a lo largo de toda la vuelta. Variaciones pequeñas de ligante o temperatura alteran notablemente la performance del neumático.Un asfalto correctamente diseñado impacta directamente en la seguridad, la velocidad promedio, el nivel de grip y la consistencia del desempeño deportivo. Es, en definitiva, una parte estructural del circuito al mismo nivel que la geometría del trazado.

Autor: Nelson Vigliani