Determinación de Penetración en Materiales Bituminosos ASTM D-5-1 - ALINE CARRILLO

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SUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN 
REFINERIA “ING. ANTONIO DOVALI JAIME” 
 
Determinación de Penetración en 
Materiales Bituminosos ASTM D-5 
No. DOCUMENTO: 
332-42210-PO-001 
EMISIÓN: 31-08-11 
REVISIÓN: 9 
ÁREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 1 DE 5 
 
ELABORÓ: 
 
 
Ing. Sara Lara Baca. 
Coord. “D” Esp. Tec. 
REVISÓ: 
 
 
Ing. Raquel Torres De La T. 
Coord. “B” Esp. Tec. 
 
APROBÓ: 
 
 
Ing. Eduardo Sanchez O. 
Superintendente de Quimica. 
 
ÍNDICE 
 
 
 No. Hoja Nivel de Riesgo 
 
1. OBJETIVO 
2. ALCANCE 
3. DEFINICIONES 
4. RESPONSABILIDADES 
5. DESARROLLO 
6. REFERENCIAS 
7. ANEXOS 
 
2 
2 
2 
2 
3 
5 
5 
 
 
Alto 
 
Medio 
 
Bajo 
 
 
¡LA SEGURIDAD ES RESPONSABILIDAD DE TODOS! 
 
Tipo de peligrosidad: 
 
Maniobras, actividades y tareas críticas. 
Variables con valores de alto riesgo y daño físico. 
Sustancias y productos tóxicos, venenosos, a altas 
temperaturas, etc. 
 Bajo riesgo. 
 
 
AUTORIZACIONES: 
 
 
 
 
 
 
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Determinación de Penetración en 
Materiales Bituminosos ASTM D-5 
No. DOCUMENTO: 
332-42210-PO-001 
EMISIÓN: 31-08-11 
REVISIÓN: 9 
ÁREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 2 DE 5 
 
 
1.0 OBJETIVO: 
La determinación de la penetración de materiales bituminosos sólidos o semisólidos 
en una muestra, bajo condiciones específicas, cuidando la integridad física del analista 
y la protección al medio ambiente. 
 
2.0 ALCANCE: 
Este método cubre la determinación de la penetración de materiales bituminosos 
sólidos y semi-sólidos, con valores hasta de 500 1/10 mm. Aplicable a los asfaltos, 
residuos de vacío y residuos de carga a la planta Viscorreductora. 
 
3.0 DEFINICIONES: 
Penetración.- Consistencia de materiales bituminosos expresada como la distancia en 
décimas de mm. que una aguja estándar penetra verticalmente en una muestra del 
material bajo condiciones especificas de carga, tiempo y temperatura. 
 
SIGNIFICADO Y USO.- La prueba de penetración es usada para medir la 
consistencia. Valores altos de penetración indican una consistencia suave. 
 
4.0 RESPONSABILIDADES: 
4.1 Del Superintendente: 
Autorizar y proporcionar los recursos para la aplicación de este procedimiento. 
4.2 Del jefe “B” del Lab. Control / Experimental: 
La revisión de este procedimiento cuando sea actualizado. 
Dar seguimiento al trámite de adquisición de los consumibles para la aplicación 
de este procedimiento. 
4.3 Del Coordinador “D” Esp. Tec. o Signatario: 
Actualización del procedimiento apegado al a normativa vigente. 
Supervisar y firmar los registros. Orientar al probador físico en cualquier duda 
que se presente en la realización de sus pruebas, teniendo en cuenta las 
anomalías que surjan para realizar las acciones correctivas debidas. 
4.4 Del Jefe “A” del Laboratorio 
En coordinación con el Coordinador “D” Especialista Técnico, difundir este 
procedimiento a los Supervisores “A” y a los probadores físicos del programa de 
trabajo No. 4. Proporcionar y disponer de los registros que aplican a este 
procedimiento al término de su uso, su resguardo y custodia para efecto de 
soporte en caso de auditorías. 
4.5 Del Supervisor “A” del Laboratorio: 
Supervisar la aplicación correcta del procedimiento bajo las normas de 
seguridad y protección ambiental. La difusión de este procedimiento a sus 
probadores físicos del programa de trabajo No. 4, así como la aplicación de los 
ciclos de trabajo. 
4.6 Del Probador Físico No. 4 del Laboratorio de Control. 
La ejecución de la prueba aplicando correctamente este procedimiento así 
como cumplir con los aspectos de seguridad industrial, salud en el trabajo y 
protección ambiental. 
 
 
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No. DOCUMENTO: 
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EMISIÓN: 31-08-11 
REVISIÓN: 9 
ÁREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 3 DE 5 
 
 
Mantener el orden y la limpieza de sus áreas de trabajo y de sus equipos. 
Aplicar los estándares mínimos de seguridad establecidos en la 
Superintendencia de Química. 
Reportar los resultados de los análisis en los registros correspondientes al 
Supervisor “A” y en el SICOLAB V2. 
Reportar al Supervisor “A” y en su bitácora cuando se rompa algún material. 
Solicitar los materiales y reactivos necesarios para el desarrollo de este 
procedimiento los días Lunes, Miércoles y Viernes de 10 a 12 hrs. 
5.0 DESARROLLO: 
5.1 FRECUENCIAS DE EJECUCIÓN, REVISIÓN DEL PROCEDIMIENTO Y 
REVISIÓN DE CICLOS DE TRABAJO. 
5.1.1 De ejecución: Este procedimiento se debe ejecutar desde el momento 
de su alta y en cada turno a los productos que le apliquen. 
5.1.2 De revisión: Este procedimiento debe ser revisado cada 4 años o antes 
si fuera necesario. 
5.1.3 De revisión de ciclo de trabajos: Por ser de bajo riesgo no aplica. 
 
5.2 MEDIDAS DE SEGURIDAD, SALUD EN EL TRABAJO Y PROTECCIÓN 
AMBIENTAL (SSPA). 
Este procedimiento cumple con el requisito 4.3.1 de Identificación de peligro, 
evaluación de riesgo y determinación de controles de acuerdo a lo indicado en 
la NMX-SAST-001-IMNC-2008 para implementar los Sistemas de Gestión de 
Seguridad y Salud en el Trabajo. 
 
5.2.1 Riesgos y medidas de control. 
 Quemaduras por productos calientes. Usar guantes para alta 
 temperatura cuando se calienta la muestra. 
 Aplicar el procedimiento 332-42200-PO-037 para el control y desecho de 
 los residuos de análisis y muestras sobrantes. 
5.2.2 Requisitos de equipo de protección personal. 
 Utilizar el equipo de protección personal establecido en los estándares 
 mínimos del Laboratorio de Control. 
5.2.3 Precauciones en manejo y almacenamiento de materiales. Aplicar el 
procedimiento 332-42200-PO-037 para el manejo de los residuos. 
5.2.4 Límites seguros de operación y que hacer en caso de salirse de 
estos parámetros. Mantener las condiciones de temperaturas del equipo 
utilizado, así mismo la de la muestra a analizar de acuerdo al método. 
5.2.5 Cómo actuar en caso de fugas, derrames o emisiones. 
 En caso de derrames de muestras limpiar con trapo y desecharlo de 
 acuerdo al procedimiento 332-42200-PO-037. 
 
 
 
 
 
 
 
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REVISIÓN: 9 
ÁREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 4 DE 5 
 
 
5.3 Equipo y Material : 
 Penetrómetro Manual Precisión Scientific. 
 Penetrómetro Semiautomático Gt Instruments. 
 Cronometro, con graduaciones y exactitud de  0,1 segundo. 
 Termómetro 17C rango +19 a + 27 ºC. 
 Aguja de acero inoxidable grado 440 C o equivalente HRC de 54 a 60. 
 Recipiente de la muestra.- Cilindro metálico de latón de fondo plano de 
las siguientes dimensiones: 
 Para penetración debajo de 200: 
o Diámetro, mm 55 
o Profundidad interna, mm 35 
 Recipiente de transferencia.- El recipiente de transferencia debe 
tener una capacidad de por lo menos 350 mL y suficiente 
profundidad de agua para cubrir el recipiente con la muestra. 
 Glicerina. 
 
5.4 Procedimiento 
5.4.1 La muestra se debe calentar con cuidado utilizando un recipiente de 
acero inoxidable y un plato o parrilla de calentamiento, agitar para evitar 
sobrecalentamiento local, hasta que la muestra pueda fluir libremente 
para escurrirla en el contenedor de prueba. No calentar las muestras por 
más de 30 min y evitar incorporar burbujas dentro de la muestra. 
5.4.2 Escurrir la muestra dentro de un contenedor a una profundidad tal que, 
cuando sea enfriada a la temperatura de prueba, la profundidad de la 
muestra sea por lo menos 10 mm mayor que la profundidad a la cual la 
aguja se espere que penetre ( nivel marcado en la parte superior del 
contenedor ). . 
5.4.3 Cubrir libremente cada contenedor con una protección contra el polvo 
(usar vaso de vidrio) y permitir quese enfríe en una atmósfera a una 
temperatura entre 15 y 30 °C durante 1 h a 1h 30 Colocar la muestra 
junto con el recipiente de transferencia (si se usa) en el baño de agua 
manteniendo la temperatura a 25ºC, permitiendo que el contenedor 
permanezca de 1 a 1 hora 30 min. 
5.4.4 Use termómetro 17C (19ºC a 27ºC). 
5.4.5 Verifique que no haya agua ni otras materias extrañas en el soporte de 
la aguja y la guía. 
5.4.6 Limpie la aguja de penetración con tolueno y séquela con algodón limpio, 
insertarla en el penetrómetro. 
5.4.7 Baje lentamente la aguja hasta que la punta haga contacto con la 
superficie de la muestra, ajuste la lectura a cero. 
5.4.8 Deje caer la aguja por un lapso de 5 segundos, de acuerdo a 
procedimiento del penetrómetro usado (Ver Anexo No. 1). Mida la 
distancia penetrada en décimas de milímetro (1/10 mm). Si el recipiente 
se mueve, deseche el resultado. 
 
 
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Determinación de Penetración en 
Materiales Bituminosos ASTM D-5 
No. DOCUMENTO: 
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EMISIÓN: 31-08-11 
REVISIÓN: 9 
ÁREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 5 DE 5 
 
 
5.4.9 Efectúe tres determinaciones por lo menos en puntos diferentes sobre la 
superficie de la muestra a no menos de 10 mm del lado del contenedor y 
no menos de 10 mm de distancia uno de otro. 
5.4.10 Reporte el promedio de las 3 determinaciones. 
5.4.11 Reporte las condiciones carga / tiempo / temperatura que son 
generalmente 100g / 5 s / 25ºC y las unidades de penetración en 1/10 
mm. 
 
5.5 Registro de resultados 
5.5.1 El probador físico N° 4 debe registrar los resultados de la prueba por 
triplicado y el promedio, en los siguientes formatos: 
5.5.1.1 332-42210-RPO-001-1.9 “Reporte de probador físico No. 4 
productos Intermedios “ 
5.5.1.2 332-42210-RPO-001-2.9 “Reporte de probador físico No. 4 de 
tanque final de asfalto AC-20”. 
5.5.2 El probador físico N° 4 debe capturar los resultados en el SICOLAB V2 
aplicando el procedimiento 332-42200-PO-027. 
5.5.3 El supervisor “A” de laboratorio debe revisar y autorizar los resultados en 
el SICOLAB aplicando el procedimiento 332-42200-PO-027. 
6.0 REFERENCIAS: 
1. Método ASTM D-5-06 Método de prueba estándar para la determinación de 
Penetración en Materiales Bituminosos. 
2. NMX-SAST-001-IMNC-2008 
3. 300-40800-PSIA-002 Elaboración y control de Procedimientos. 
4. 300-40800-PSIA-044 Implantación de Orden y Disciplina Operativa. 
 
 
7.0 ANEXOS 
1. Operación de penetrómetro Manual y Semi-Automático 
2. Reporte del probador físico N° 4, productos Intermedios. Penetración ASTM D-
5. (100g/5s/25°C). 332- 42210-RPO-001-1.9. 
3. Reporte del probador físico No. 4 de tanques finales Asfalto AC -20, 332-
42210-RPO-001-2.9. 
4. Lista de notificación de documentos. 
5. Control de cambios. Registro 300-40800-RSIA-002-04 
6. Cuestionario para la evaluación del conocimiento del procedimiento. Registro 
300-40800-RSIA-002-03. 
.
 
 
SUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN 
REFINERIA “ING. ANTONIO DOVALI JAIME” 
 
Operación de Penetrómetro Manual 
y Semi-Automático 
(ANEXO No. 1) 
No. DOCUMENTO 
332-42210-PO-001 
EMISIÓN 31-08-11 
REVISIÓN: 9 
ÁREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 1 DE 1 
 
Operación del Penetrómetro Manual: 
 
1.0 Comprobar que las condiciones del penetrómetro manual sean óptimas nivelando o 
moviendo las bases giratorias hasta que se observe la burbuja de nivel en el centro de 
la mirilla, verificando que la lectura en la carátula marque cero. En todo caso se ajusta 
a cero. 
2.0 Se coloca la muestra en la plataforma del equipo, preparada previamente. 
3.0 Se limpia la aguja con tolueno y un paño limpio. 
4.0 Se baja la aguja con el ajuste grueso hasta cerca de la superficie de la muestra. 
5.0 Se baja aun más la aguja del penetrómetro con el ajuste fino, hasta tocar la superficie 
de la muestra. 
6.0 Se presiona con el pulgar la palanca liberadora manual, para que la aguja caiga y 
penetre en la muestra por 5 segundos. 
7.0 Tomar la lectura que indica la carátula del equipo. 
 
Operación del penetrómetro semiautomático: 
 
1.0 Se aplica al equipo semi-automático marca Presicion Scientific, N° de serie –14 AU-2, 
el cual utiliza un peso total de 100 g por 5 s a 25°C. 
2.0 Nivelar el penetrómetro moviendo las bases giratorias hasta que se observe la burbuja 
de nivel en el centro de la mirilla. 
3.0 Ajustar a cero el penetrómetro, elevando manualmente el mecanismo. 
4.0 Colocar la muestra previamente preparada de acuerdo al método ASTM D-5, en la 
plataforma del equipo. 
5.0 Bajar la aguja con el ajuste grueso hasta cerca de la superficie de la muestra. 
6.0 Bajar más la aguja con el ajuste fino hasta que toque la superficie de la muestra. 
7.0 Conectar el control automático de tiempo a una línea de alimentación de 110 volts. 
8.0 Colocar el switch en posición "ON" (en línea), en este momento el foco indicador de 
tiempo se enciende y se apaga. 
9.0 El switch de control de tiempo se pone en posición "ON" cuando el foco de control de 
tiempo este apagado. 
10.0 Automáticamente cae la aguja con un peso de 100 g y penetra en la muestra por 5 s. 
11.0 Tomar la lectura registrada en la carátula del equipo y reportar en 1/10 mm. 
 
 
 
 
 
SUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN 
REFINERIA “ING. ANTONIO DOVALI JAIME” 
 
Reporte del Probador Físico No.4 
Productos Intermedios. Penetración ASTM D - 5 
(100g/5s/25°C.) 
 332-42210-RPO-001-1.9 
(ANEXO No. 2) 
No. DOCUMENTO 
332-42210-PO-001 
EMISIÓN 31-08-11 
REVISIÓN: 9 
AREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 1 DE 1 
 
FECHA HORA MUESTRA PLANTA PENETRACION 
1/10 mm 
PROBADOR FISICO SUPERVISOR “A” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observaciones: 
 
 
 
SIGNATARIO AUTORIZADO/ COORD. “D”: 
 
 
 
 
 
SUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN 
REFINERIA “ING. ANTONIO DOVALI JAIME” 
 
Reporte del probador físico No. 4 de Tanques Finales 
Asfalto AC-20. 
 332-42210-RPO-001-2.9 
(Anexo No. 3) 
No. DOCUMENTO 
332-42210-PO-001 
EMISIÓN: 31-08-11 
REVISION: 9 
AREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 1 DE 1 
 
ASFALTO AC - 20 ASFALTO AC - 20 
TANQUE FECHA HORA TANQUE FECHA HORA 
 
 
TEP. DE MTRA. 
 PENETRACION 
ASTM D - 5 
100g/5seg/25°C 
 
TEP. DE MTRA. 
 PENETRACION 
ASTM D - 5 
100g/5seg/25°C 4 min 4 min 
7 min L 1 L 2 L 3 7 min L 1 L 2 L 3 
10 min 10 min 
13 min 
 R= 1/10 mm 
13 min 
R= 1/10 mm 16 min 16 min 
19 min 
 
DUCTILIDAD 
ASTM D 113 
19 min 
 
DUCTILIDAD 
ASTM D 113 21 min 21 min 
24 min 
 R: cm 
24 min 
 R: cm TEM. De INF. 
ASTM D 92 
 TEM. De INF. 
ASTM D 92 
 
PROBADOR 
FISICO 
 
 
 
 
PROBADOR 
FISICO 
 
 
SUPERVISOR “A” 
 
 
 SUPERVISOR “A” 
 
 
 
OBSERVACIONES: 
 
 
 
 OBSERVACIONES: 
 
 
 SIGNATARIO AUTORIZADO/COORD. “D”________________________________________________________________________ 
 
 
 
SUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN 
REFINERIA “ING. ANTONIO DOVALI 
JAIME” 
 
Lista de Notificación de 
Documentos 
 (ANEXO No. 4) 
No. DOCUMENTO 
332-42210-PO-001 
EMISIÓN:31-08-11 
REVISION: 9 
AREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 1 DE 1 
 
 
COPIA 
CONTROLADA 
No. 
ÁREA ASIGNADA NOMBRE 
FECHA DE 
RECIBIDO 
 
12.1.2.1.4 
 
Laboratorio de control Jefatura Lab. Control 
Ver 
remisión 
 
ORIGINAL 
 
Subcomité de calidad Subcomité de calidad 
Ver 
remisión 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN 
REFINERIA “ING. ANTONIO DOVALI JAIME” 
 
Control de Cambios 
 300-40800-RSIA-002-04 
(ANEXO No.5) 
No DOCUMENTO: 
332-42210-PO-001 
EMISIÓN: 31-08-11 
REVISIÓN: 9 
ÁREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 1 DE 1 
 
No. DE 
REVISIÓN 
FECHADE 
REVISIÓN 
SECCIÓN 
MODIFICADA 
CAUSA DE LA MODIFICACION DESCRIPCIÓN DE LA MODIFICACIÓN 
 
0 
 
Feb/97 
 
- 
 
Edición nueva 
 
- 
 
1 
 
Marzo/99 
 
- 
 
Revisión general 
 
Se actualizó la vigencia 
 
2 
 
Junio/99 
 
Completo 
Se modificó de acuerdo a la edición 1998 
de la norma ASTM Se apegó a la normativa vigente 
 
3 
 
Abril/2000 
 
Completo 
Se modificó de acuerdo a la edición 1999 
de la norma ASTM Se apegó a la normativa vigente 
 
4 
 
Mayo/2001 
 
4.4.a 
 
Repetibilidad de la prueba 
 
Se agregó el número de análisis 
 
5 
 
Feb/2003 
 
5.0 
 
Complementación de procedimiento 
 
Se incluyó la operación del equipo 
6 
 Feb/2005 Anexos Revisión general 
Se modificaron los anexos 2 y 3 y se 
redujeron anexos. 
7 
 Junio /2006 Anexos Revisión por disciplina operativa 
Se incluyo disciplina operativa y se 
modificaron las registros 
8 
 Junio /2008 - Revisión general 
Actualizo procedimiento de acuerdo a 
normatividad. 
9 
 Agosto/2011 - Revisión general 
Actualización de procedimiento de 
acuerdo a normatividad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÁREA/DEPARTAMENTO/FUNCIÓN: FECHA: 
 
NOMBRE DEL PROCEDIMIENTO EVALUADO: Determinación de Penetración en Materiales Bituminosos ASTM D-5 
 
No. DEL PROCEDIMIENTO EVALUADO: 332-42210-PO-001 
 
PREGUNTAS: 
Marcar con una cruz la opción correcta: 
 1.- La temperatura de prueba es: 
 30°C 
 
 2.- El termómetro utilizado en el análisis de penetración es: 
 
 21 C 
 
 3.- El probador físico anota los resultados en los registros. 
 
 
 
4.- El tiempo de enfriamiento para contenedor chico en el recipiente de transferencia es: 
 
 
 
5.- El tiempo de penetración de la aguja 
 
 
 
No. PREGUNTA CIERTO FALSO 
 
 1 
 
 
 
 
 2 
 
 
3 
 
 
4 
 
 
5 
 
 
Penetración es la consistencia de materiales expresados como la distancia en 
décimas de mm, que una aguja estándar penetra verticalmente en una muestra del 
material, bajo condiciones especificas de carga, tiempo y temperatura. 
 
La muestra debe calentarse a una temperatura que permita fluya libremente, pero sin sobre 
calentarse. 
 
La profundidad de la muestra en el contenedor debe ser de 10 mm. 
 
 
Las condiciones de Carga/Tiempo/Temperatura del Método 42210-PO-001 son 
100g/5s/25°C. 
 
Las unidades de penetración son 1/10 cm. 
 
 
 
CALIFICACIÓN: 
 
 
ELABORÓ: 
 
 
 
NOMBRE / FICHA 
EVALUADO POR: 
 
 
 
NOMBRE / PUESTO 
 
 
 
SUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN 
REFINERIA “ING. ANTONIO DOVALI JAIME” 
 
Cuestionario para la evaluación 
del conocimiento del 
procedimiento 
300-40800-RSIA-002-03 
 (Anexo 6) 
No. DOCUMENTO 
332-42210-PO-001 
EMISIÓN 31-08-11 
REVISION: 9 
AREA EMISORA: SQ-LC 
HOJA 1 DE 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
100°F 25
o
C 
CCC
C 
 6 C 17 C 
332-42210-RPO-001-3.9 
332-42210-RPO-001-4.9 
 
332-42210-RPO-001-1.9 
332-42210-RPO-001-2.9 
 
 332-42210-RPO-002-11 
 332-42210-RPO-002-2 
 
 
 
 
 1.0 a 1.5 hrs. 2 hrs. 45 min. 
 25 seg. 
 
5 seg. 
 10 seg.