Sostenibilidad del mantenimiento de carreteras bajo presupuestos restrictivos

Foto: laseda.accionistas.es

¿Es posible un mantenimiento sostenible de las carreteras cuando apenas existen presupuestos para ello?

A continuación os dejo el enlace a un artículo científico que nos acaban de publicar donde se muestra la posibilidad de utilizar técnicas de optimización heurística para conseguirlo.

 

 

 

 

 

Puedes solicitar una copia gratuita de este artículo en la siguiente dirección: https://www.researchgate.net/publication/312598336_Towards_a_sustainable_optimization_of_pavement_maintenance_programs_under_budgetary_restrictions

 

Referencia: 

TORRES-MACHI, C.; PELLICER, E.; YEPES, V.; CHAMORRO, A. (2017). Towards a sustainable optimization of pavement maintenance programs under budgetary restrictions. Journal of Cleaner Production, 148:90-102. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652617301142

Abstract:

Transport sector constitutes the second largest source of global greenhouse gas (GHG) emissions, being the road transportation the main contributor of these emissions. Efforts in the road sector have traditionally focused on vehicle emissions and infrastructure is typically not included in the emissions account. Road environmental impact is estimated to increase by 10% if the stages of road design, construction, and operation were considered. Previous literature has widely study sustainable practices in pavement design and construction, with little attention paid to maintenance. Current state of practice reveals that pavement managers barely consider environmental performance and their evaluations solely rely on technical and economic criteria. This situation creates the need to incorporate, in an integrated manner, technical, economic, and environmental aspects in the design of maintenance programs. The main objective of this research is to develop a tool for the optimal design of sustainable maintenance programs. Given a maintenance budget, the tool aims to maximize the long-term effectiveness of the network while minimizing GHG emissions derived from the application of maintenance treatments. The capability of the proposed tool is analyzed in a case study dealing with an urban pavement network. In comparison to the traditional maintenance policy, the proposed tool designs maintenance programs that increase the average network condition by up to 22% and reduces GHG emissions by 12%. This application also analyzes the effect of different budgetary scenarios in the technical and environmental performance of the network. This application helps pavement managers in the trade-off between budget and network performance.

Keywords:

  • Greenhouse gas emissions;
  • Long-term effectiveness;
  • Optimization;
  • Sustainability;
  • Pavement management;
  • Sensitivity analysis

Planta de hormigonado tipo torre

http://www.valderrivas.es/

Se denominan centrales hormigoneras tipo torre o plantas verticales a aquellas en que el almacenamiento de los áridos está en la parte más alta de la misma planta y todo el proceso, tanto de dosificación como de amasado y descarga del hormigón, se realiza por gravedad. Los áridos se encuentran almacenados en tolvas elevadas, formando una torre. Los áridos suben a estas tolvas mediante una cinta transportadora o skip de la capacidad de un camión, aunque también son habituales los elevadores de cangilones. Requieren menos espacio que las anteriores y no existe contaminación de los distintos grupos de áridos.

En el centro de la torre y en su punto más alto, un resbaladero giratorio reparte los diversos tamaños de áridos en silos celulares dispuestos en forma estrellada. En el piso inmediato inferior están los elementos dosificadores. La extracción del material de los silos es por gravedad en gravas y arenas, pero para arenas húmedas precisa de ayuda, bien vibratoria, bien de tornillo sin-fin. La dosificación es por peso, con báscula independiente para cada silo, básculas que suelen ser de funcionamiento eléctrico. Las básculas descargan en la tolva receptora, con capacidad para una o varias amasadas, donde se incorpora el cemento procedente de silo y y pesado por báscula independiente. De la tolva receptora pasan correlativamente las diversas dosificaciones a las hormigoneras situadas en el piso inferior. El vaciado de las hormigoneras se efectúa en silo que alimentará el adecuado sistema de transporte. Las plantas actuales suelen contar también con sistemas de calefacción y refrigeración integrados en el proceso de elaboración del hormigón para garantizar las condiciones de temperatura exigibles al hormigón.

Alimentación de áridos con cinta transportadora o con elevadores de cangilones. www.schwing.es

La dosificación del agua es automática, mediante contador de impulsos dotado de electroválvulas diferentes para los primeros y últimos litros de la dosificación, la cual se regula de acuerdo con los datos suministrados por el corrector según la humedad de los áridos. No faltan tampoco los dispositivos para la incorporación de aditivos. El proceso se dirige desde el pupitre de mando, pudiéndose automatizar todo el proceso.

La capacidad normal de estas plantas varía entre 50 y 150 m3/hora, aunque con instalaciones de doble torre se pueden alcanzar los 260 m3/h sin problema. Los gastos de montaje y desmontaje de este tipo de plantas suelen ser elevados, por lo que solo son aplicables en instalaciones estacionarias o de larga duración con gran producción.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València.

Planta de hormigonado de tipo radial

Figura 1. Planta Liebherr Compactmix 0.5 con almacenamiento estrella

Se denominan plantas de hormigonado de tipo radial debido a la disposición de los acopios de áridos. Los áridos se almacenan sobre el suelo, en compartimentos radiales sobre un muro de áridos en estrella que conforman sectores circulares completando un semicírculo. El paso de los áridos desde el acopio a la báscula de dosificación se realiza a través de las aberturas practicadas en un bastidor metálico donde confluyen los distintos tabiques divisores. El movimiento de los áridos se realiza mediante pala, mediante dragalina situada sobre el escudo de áridos o mediante radio rascante o radio-rascadores que ataca el montón de áridos por un lado.

Figura 2. Esquema en alzado de planta de tipo radial
Figura 3. Esquema en planta de planta de tipo radial

En el vídeo siguiente podemos ver una planta de hormigonado de tipo radial que utiliza radios rascantes.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València.

Corrección de humedad en los áridos en la fabricación del hormigón

La relación agua/cemento incide fuertemente en la resistencia a compresión simple del hormigón. Por tanto, cualquier error en la determinación de la cantidad de agua que interviene en el amasado va a modificar la calidad final del hormigón fabricado. Es importante tener en cuenta que la humedad aportada por los áridos se añade al peso del árido y se debe restar al peso del agua añadida a la mezcla.

Los áridos empleados en la fabricación del hormigón presentan microporos capaces de almacenar agua debido a la capilaridad. Sólo cuando los áridos se secan en horno están sin humedad; sin embargo, aun estando los áridos superficialmente secos, pueden tener sus poros saturados. Esa diferencia en peso entre el estado “saturado superficialmente seco” de los áridos y el estado de “seco al horno” se denomina absorción. La arena varía mucho en su contenido de humedad. Un metro cúbico de arena puede llegar a retener más de 200 kg de agua, lo que quiere decir que su grado higrométrico puede llegar hasta un 20%, de lo que se deduce que si se quiere obtener hormigones homogéneos es muy importante tener en cuenta en las dosificaciones la corrección de humedad. No se tienen en cuenta la humedad de los áridos, por ser ésta pequeña (máx. 3%).

Medición de la humedad de la arena

Para aplicar las dosificaciones de las granulometrías teóricas en el pupitre de control de la central, se necesita conocer allí el grado higrométrico de la arena. Con este objetivo se coloca unas sondas (ver Figura) en las tolvas de la arena y se recoge su lectura en un cuadrante colocado en el pupitre de control.

Figura. Sonda para medir la humedad

El fundamento es el siguiente: La resistencia de la arena al paso de la corriente eléctrica varía según la humedad de la misma. El aparato receptor es un miliamperímetro tarado en % de 1 a 12, que indica el valor de la corriente que pasa atravesando el material a examinar, desde un electrodo colocado en la sonda hasta un cable unido a la masa de la tolva.

El aparato tiene unos dispositivos para tararse, determinando la humedad de la arena por cualquier método de laboratorio.

Higrómetro acoplado directamente a la mezcladora

Existe otro procedimiento para controlar la totalidad de la humedad de los áridos, justo en el momento de la mezcla con el agua y el cemento dentro de la mezcladora. El dispositivo en cuestión no se puede aplicar a la hormigonera y solamente a mezcladoras, por otra parte en la mayoría de las centrales con mezcla, la máquina que se usa para este fin, es una turbo-mezcladora.

El dispositivo mide la totalidad siguiente de agua: “agua añadida + agua de la arena + agua de las gravas” y no realiza corrección de peso de la arena, aunque si mantiene la cantidad de agua requerida.

Se introduce una sonda (electrodo) en la cuba de la mezcladora, que mide la conductividad eléctrica de la mezcla y el aparato hace funcionar una válvula electromagnética que corta el paso del agua en cuanto se alcanza la cantidad de agua requerida. El modo de medición del agua, tal como se ha indicado anteriormente, se puede realizar volumétricamente (contador) o ponderalmente (báscula).

Otra forma habitual de medir la humedad de los áridos es utilizar un medidor tipo Speedy. Se trata de un instrumento portátil y sencillo consistente en un tanque presurizado, una balanza y una maleta de transporte. La cantidad de gas, que está producido cuando el agua y calcio de carburo están mezclados y reaccionan y es directamente proporcional a la cantidad de agua presente en la muestra y los resultados del porcentaje de humedad están tomados de un manómetro de presión.

Medidor de humedad (Tipo Speedy). http://www.utest.com.tr/es/25725/Medidor-de-Humedad-Tipo-Speedy

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València.