La compactación dinámica rápida (“rapid impact compaction”, RIC) es una técnica de mejora del terreno que se desarrolló en Inglaterra en los años 90. La técnica densifica suelos granulares sueltos a poca profundidad utilizando un martillo hidráulico que golpea una placa de impacto. Se trata de generar impactos mediante un elevador hidráulico con pesos de 7 a 16 toneladas que cae desde una pequeña altura de 1 a 2 m, sobre una placa de 1,5 m en contacto con la superficie del terreno a una velocidad de 40 a 80 golpes por minuto. En condiciones adecuadas se podría compactar capas un espesor entre 4 y 7 m, aunque se han compactado capas de hasta 10 m. Los puntos de impacto se distribuyen en mallas de 2 a 3 m de lado..
Figura 1. Compactación dinámica rápida
La energía se transfiere por impacto directo en la superficie, pero también por transmisión de ondas de «choque» dinámicas que se desplazan en el suelo, al igual que en la compactación dinámica (Figura 2). Se ha conseguido una capacidad portante de 190 kPa con este método en capas de 6 m de un relleno heterogéneo. No obstante, la compactación depende de las condiciones del suelo y es más efectiva para materiales granulares que contengan menos de un 15% de finos.
Una de las ventajas de la compactación dinámica rápida es que la placa permanece siempre en contacto con el terreno, lo que asegura el control de la compactación. Además, la baja altura y el tamaño relativamente pequeño del equipo permiten acceder a lugares difíciles en los que otras técnicas de compactación profunda pueden no ser apropiadas o posibles. Es una buena alternativa a la retirada de 4-5 m de suelos naturales o rellenos existentes para rellenar y compactar dicho material en capas de 15 a 30 cm con un compactador de rodillos convencional.
Figura 2. Efecto de la compactación dinámica rápida. Cortesía de Keller.
A continuación os dejo un folleto explicativo de Menard.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos.Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844. Valencia
En diversos medios de comunicación aparecen noticias de municipios costeros que, por motivos ambientales, han decidido reducir drásticamente el gasto destinado a la limpieza de las playas, con opiniones encontradas al respecto. ¿Qué se puede decir al respecto? ¿Se trata de aprovechar la coyuntura económica para reducir costes? ¿Afectará esta medida a la calidad percibida por el turista? ¿Será el turismo uno de los pocos motores que le quedan a España para salir de esta crisis tan profunda? ¿Cómo se pueden hacer mejor las cosas? A continuación exponemos algunos datos y argumentos que tratan de aportar cierta claridad al respecto.
El reconocimiento de la importancia de las playas se ha traducido en estrategias dirigidas a aumentar su excelencia mediante directivas que atienden a la calidad higiénica de la arena y del agua de baño, así como en la adopción de diferentes distintivos de calidad y normas internacionales con una clara orientación hacia el usuario. Esta situación ha provocado la limpieza sistemática con medios mecánicos de estos espacios naturales que, realizada de forma exhaustiva y sin aplicar criterios geomorfológicos y ambientales de gestión, reduce la biodiversidad costera, altera los perfiles de playa y provoca una pérdida de sedimentos. A ello hay que añadir la importante pérdida de arena provocada por la falta de efectividad de algunas máquinas en la limpieza diaria y la eliminación periódica de residuos naturales acumulados (algas y restos de Posidonia oceanica). Todo ello supone una retirada de arena involuntaria estimada en unos 500 m³ por kilómetro y año en playas no muy intensivas y con un sistema de gestión relativamente bien organizado. Estas pérdidas pueden ser mucho mayores y derivar en extracciones encubiertas de arena para usos agrícolas, ganaderos, jardinería, etc. Para minimizar los impactos producidos por una gestión ineficiente de la limpieza mecánica, Yepes y Cardona (2008) proponen una serie de medidas correctoras que deberían incluirse como requisitos en las normas de calidad y en los manuales de gestión de las playas turísticas. Entre ellas, destacan la creación de zonas de reserva en sistemas dunares y la adopción de indicadores que midan de forma objetiva la efectividad de la maquinaria para evitar la retirada excesiva de arena junto con los residuos. Lo anterior se debería completar con un incremento de la educación ambiental de los usuarios, lo que sin duda redundaría en una reducción importante de los residuos generados en estos espacios naturales.
Veamos, pues, algunos argumentos al respecto. Roig (2004) argumenta que la limpieza mecanizada de las playas realizada de forma exhaustiva y sin aplicar criterios geomorfológicos y ambientales de gestión reduce la biodiversidad costera, altera los perfiles de playa y provoca una pérdida de sedimentos. De hecho, la reducción de la materia orgánica natural disminuye tanto el desarrollo de microorganismos y fauna intersticial como la cantidad de nutrientes necesarios para las comunidades vegetales (Llewellyn y Shackley, 1996; Gheskiere et al., 2006). Otros trabajos, como el de Malm et al. (2004), indican que, si bien la limpieza mecánica reduce el contenido orgánico de la arena, mejorando la calidad del agua de baño y reduciendo la producción microbiana, su efecto en la biodiversidad sobre la macrofauna no es significativo. La retirada de plantones afecta negativamente a las dunas embrionarias y, por ende, a la estabilización natural del sedimento. La compactación de la arena cambia su rugosidad natural y elimina geomorfologías efímeras de playa (ripples y shadow tongues), acrecentando el ángulo de incidencia del viento y su erosión. En la zona húmeda de la playa (swash) aumenta la probabilidad de retirada de las arenas por su grado mayor de cohesión; al mismo tiempo, la compactación favorece la entrada del oleaje, incrementando los procesos erosivos. Asimismo, la limpieza mecanizada descalza el pie de talud de las dunas, con la consiguiente eliminación vegetal; ello facilita la acción directa de viento en su proceso erosivo.
Sin embargo, las razones aportadas por estos autores no suponen el grueso de las pérdidas de sedimentos debido a una mala gestión de la limpieza mecánica de las playas. En efecto, la limpieza diaria en zonas de uso intensivo y la eliminación periódica de residuos naturales acumulados (algas y restos de Posidonia oceanica) supone una retirada de arena involuntaria que se ha podido estimar (Yepes y Medina, 2007) en unos 500 m3 por kilómetro y año en playas no muy intensivas y con un sistema de gestión relativamente bien organizado; las pérdidas en playas sin un sistema de aseguramiento de la calidad de la limpieza pueden ser mucho mayores y derivar en extracciones encubiertas de arena para usos agrícolas y ganaderos, jardinería, etc. La fotografía que sigue muestra una acumulación en ecoparque de restos de Posidonia oceanica (obsérvese la gran cantidad de arena retirada involuntariamente).
Posidonia acumulada durante los últimos 5 años en un ecoparque. Se aprecia la gran cantidad de arena almacenada
Ariza et al. (2008) constatan deficiencias en la limpieza mecanizada de las playas catalanas, especialmente en la recogida de residuos de pequeño tamaño, como colillas, y en la excesiva retirada de arena. En su trabajo, estos autores recogen cifras proporcionadas por el Servei de Prevenció i Medi Ambient, que indican que en la limpieza de las playas de Barcelona en la temporada de junio a septiembre de 2005 se retiraron más de 163 toneladas de arena. En algunos casos, se retiraron más de 50 kg de arena por cada hora de trabajo, lo que suponía un 80 % del peso total del material recogido. Por estas razones, se propone revisar las operaciones de limpieza mecánica de las playas.
El acceso de maquinaria a la playa puede empeorar la situación descrita. La combinación del viento con un diseño inadecuado del paseo marítimo y de la trama urbana puede provocar la pérdida de sedimentos que, en algunos casos, puede ser tan importante como la limpieza directa de la playa. Finalmente, el volumen de arena que cada usuario retira involuntariamente (dependiendo de la granulometría, unos 20 gramos por bañista y salida) supone una pérdida de 10 m³/km/año. En conjunto, las operaciones de limpieza pueden suponer, en el caso de que no haya aportes de sedimentos (playas encajadas, por ejemplo), un retroceso medio sostenido de la línea de orilla de 10 cm/año con un buen control de las operaciones de limpieza y mucho más sin control (ver Yepes y Medina, 2007). A corto plazo el efecto es imperceptible, pero a largo plazo las consecuencias son significativas.
¿Qué podemos hacer?
Todo lo anteriormente expuesto justifica el establecimiento de una serie de medidas correctoras en la gestión de la limpieza mecanizada que reduzca, en la medida de lo posible, los impactos realizados sobre los arenales. Estas propuestas deberían introducirse como requisitos en las normas de calidad y en los manuales de gestión de las playas turísticas:
La limpieza mecánica solo se permitirá si la superficie se encuentra seca (7-10 cm). La limpieza en la zona húmeda se centrará en los residuos antrópicos.
Se evitará la limpieza mecánica cuando exista previsión de viento fuerte, con el fin de reducir el transporte eólico.
No se aceptarán prácticas de roturación y arado en profundidad de la playa.
En playas con sistemas dunares, se establecerán franjas de reserva (3-5 m) donde la limpieza será manual y selectiva.
Se asegurará un sistema de control de las operaciones de limpieza para evitar el fraude y las extracciones sistemáticas de arena para usos no autorizados.
Se realizarán periódicamente pruebas “in situ” con las máquinas de limpieza mecánica que midan el volumen de arena retirada, con la elaboración de indicadores de seguimiento. Este será un criterio que prime a la hora de adquirir nuevos equipos.
Los conductores de los equipos de limpieza realizarán cursos de adiestramiento, pues su pericia influye decisivamente en la reducción de la arena retirada.
Se limitará la frecuencia de retirada de restos naturales (Posidonia oceanica), depositando los restos dentro de la propia playa (zona dunar).
Se adecuará el diseño de paseos marítimos y rampas de acceso a playas para minimizar las pérdidas debidas al transporte eólico.
En playas de uso masivo, se colocarán duchas o lavapiés que eliminen los sedimentos adheridos a los bañistas.
Como recomendación final se debería incluir el incremento de las actividades de educación ambiental. En efecto, Rodríguez-Santos et al. (2005) comprobaron que el comportamiento del usuario afecta a la cantidad de basura generada en las playas. Se trata de una medida cualitativa con un gran efecto cuantitativo.
Referencias
Ariza, E., Jiménez, J.A. y Sardá, R. 2008. Seasonal evolution of beach waste and litter during the bathing season on the Catalan coast. Waste Management, 28(12): 2604-2613.
Llewellyn, P.J. y Shackley, S.E. 1996. The effect of mechanical beach-cleaning on invertebrate populations. British Wildlife, 7(3): 147-155.
Malm, T., Raberg, S., Fell, S. y Carlsson, P. 2004. Effects of beach cast cleaning on beach quality, microbial food web, and littoral macrofaunal biodiversity. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 60: 339-347.
Medina, J.R. 2007. PLAYEN (Informe Nº 2): Estudio de la gestión de arenas dentro de playas urbanas encajadas. Informe para la Dirección General de Costas del Ministerio de Medio Ambiente. Abril de 2007.
Gheskiere, T., Magda, V., Greet, P. and Steven, D. 2006. Are strandline meiofaunal assemblages affected by a once-only mechanical beach cleaning? Experimental findings. Marine Environmental Research, 61: 245–264.
Rodríguez-Santos, I., Friedrich, A.C., Wallner-Kersanach, M. y Fillmann, G. 2005. Influence of socio-economic characteristics of beach users on litter generation. Ocean and Coastal Management, 48: 742-752.
Roig, F.X. 2004. Análisis y consecuencias de la modificación artificial de perfil playa-duna provocado por el efecto mecánico de su limpieza. Investigaciones Geográficas, 33: 87-103.
Yepes, V. y Medina, J.R. 2007. Gestión de playas encajadas de uso intensivo. Actas de lasIX Jornadas Españolas de Ingeniería de Costas y Puertos: 297-304. San Sebastián, 29-30 de mayo.
Yepes, V. y Cardona, A. 2008. Incidencia de la limpieza mecánica en la pérdida de arena de las playas. Actas del X Congreso y Exposición Internacional de Playas. Concello de Vigo, 15-17 octubre.
La cargadora con cuchara de volteo lateral se caracteriza por realizar el proceso de carga en la parte frontal del equipo, pero la descarga se realiza por su parte lateral. El diseño permite cargar con la máquina en paralelo al camión en lugares de poco espacio, vaciando la cuchara en sentido lateral.
Esta funcionalidad les hace especialmente adaptables para trabajos en áreas urbanas, obras de pequeñas y otros entornos de trabajo de tamaño reducido, por ejemplo en el interior de un túnel.
Últimamente, se han desarrollado algunos sistemas de compactación de intensidad mayor a la de los rodillos vibratorios, pero menor a la compactación dinámica. Se trata del sistema denominado HEIC (High Energy Impact Compaction), que es un sistema de compactación con rodillos por impactos de gran energía.
Se trata de unos rodillos de perfil irregular y de pesos del orden de 12 a las 25 t que se arrastran por un tractor a una velocidad entre 10 y 15 km/h. Ello implica de 90 a 130 impactos por minuto.
Debido a la forma de los rodillos, durante la elevación del eje del rodillo la carga unitaria sobre el suelo va aumentando por la disminución de la zona de contacto con el suelo. Al bajar bruscamente se produce un impacto, lo que facilita el movimiento y evacuación del aire y agua contenidos en el suelo. Las presiones de contacto pueden alcanzar los 300 kPa a 1,2 MPa. Los efectos pueden alcanzar hasta los 4-5 m, en función del suelo tratado y del tamaño del compactador.
La máxima resistencia del suelo se alcanza por debajo de la superficie, puesto que la zona superficial se descompacta por efecto de los impactos. La curva de compactación conseguida se sitúa por encima de la del Proctor modificado, por lo que la humedad óptima es menor que la correspondiente a dicho Proctor.
Os paso un par de vídeos de un compactador remolcado caracterizado por generar golpes mediante la circulación de un rodillo con perfil triangular. Cada vez que gira, se produce un impacto sobre el terreno. Espero que os gusten.
¿Qué hace una máquina desde que llega a una obra? ¿Por qué se pierde dinero en una obra cuando las máquinas se encuentran paradas? Resulta evidente que es totalmente engañoso intentar hacer un presupuesto de una obra con datos erróneos en relación con la producción de los equipos, el uso del tiempo de la máquina, la organización de la obra, etc. Existen técnicos sin mucha experiencia que piensan que los datos de producción o incluso los costes horarios de las máquinas son datos que alguien nos tiene que dar y que se pueden buscar en folletos e incluso por internet. En este post vamos a intentar divulgar alguno de los conceptos básicos que tienen que ver con la producción de los equipos y que iremos ampliando en otros posts posteriores. Espero que os guste.
De los días que una máquina permanece en una obra, sólo una parte es reconocida por la legislación laboral y la organización de la obra para trabajar: es el tiempo de calendario laborable. El resto del tiempo la máquina permanece estacionada o puede ser utilizado para su mantenimiento o reparación. Las máquinas sólo pueden aprovechar un número de horas del calendario laborable denominado tiempo laborable realHl debido a circunstancias fortuitas como los fenómenos atmosféricos, las huelgas, las catástrofes y otros motivos no previstos. La máquina se encuentra operativa, apta y dispuesta para el trabajo durante el tiempo de máquina en disposiciónHd. Cuando la máquina se encuentra fuera de disposición, unas horas Hm se emplean en tareas previsibles como el mantenimiento, y otras horas Ha son imprevisibles como las reparaciones de averías. Un equipo en estado operativo puede estar parado Hp horas por causas ajenas a la propia máquina debido a una deficiente organización de la obra, a la falta de tajo, a la imprevisión de los suministros, al mal dimensionamiento de los equipos, a las averías de otras máquinas, etc. Por tanto una máquina sólo dispone de un tiempo de trabajo útil Hu, donde puede producir durante Ht horas, o bien realizando trabajos no productivos o complementarios como cambios o preparación de tajos durante Hc horas.
Las excavadoras de superficie (surface miner), también llamadas minadores de superficie, son equipos de arranque continuo dotadas en su parte central de un tambor metálico con picas que roza y disgrega el terreno a medida que avanza la máquina. El método consiste en cortar, triturar y cargar en un solo paso de trabajo. En el año 1980, la empresa Wirtgen GmbH construyó el primer Surface Miner para la extracción de materiales de yacimientos.
La altura de corte efectiva puede alcanzar hasta el 50% del diámetro del tambor.Es posible tanto el equipamiento para la carga frontal con cinta de descarga de altura regulable y giratoria o para el procedimiento de formación de cordones. Las anchuras de corte oscilan entre 2,20 a 4,20 m y profundidades de corte de 20 a 83 cm, con una gama de rendimientos entre 100 y 3000 t/h.
Este equipo cubre toda la gama de aplicaciones en los campos de la minería, los movimientos de tierra y el corte de roca. Se utiliza en nuevas obras a cielo abierto o en ampliaciones de éstas, como máquinas principales de extracción o junto con máquinas convencionales.
Os paso unos vídeos para que veáis cómo funcionan estas máquinas.
Referencias:
YEPES, V. (1995). Maquinaria de movimiento de tierras. Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. SP.UPV-264.
YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.
El mortero autonivelante es un tipo de mortero muy líquido, utilizado como base para diversos tipos de suelos (gres, porcelánico, parquet, moqueta, mármol, etc.). Este producto, al igual que el resto de morteros, se compone de cemento o anhidrita y arena de granulometría fina. Sus características especiales se deben al uso de aditivos que le confieren mayor fluidez, lo que facilita un acabado más liso y nivelado. En trabajos estructurales como relleno de bases de pilares metálicos, pernos, reparaciones, es recomendable utilizar morteros epoxicos, que entre otras propiedades no tienen retracción. Los morteros autonivelantes con base cemento, a pesar de los aditivos que uses, tienen gran retracción, por lo que es imprescindible la realización de juntas y el cuidado en el curado
Os dejo una batería de vídeos para que veáis el proceso constructivo. Espero que os gusten.
Máquina autopropulsada sobre ruedas con un bastidor especialmente diseñado que monta a la vez un equipo de carga frontal y otro de retroexcavación trasero que pueden ser utilizados alternativamente. Cuando se emplea como excavadora, la máquina excava normalmente por debajo del nivel del suelo mediante un movimiento de la cuchara hacia la máquina y eleva, recoge, transporta y descarga materiales mientras que la máquina permanece inmóvil. Cuando se emplea como cargadora, carga o excava mediante su desplazamiento y el movimiento de los brazos y eleva, transporta y descarga materiales.
Su campo habitual de aplicación son las operaciones de carga y transporte a distancias cortas, abertura de zanjas para traídas de aguas, alcantarillados, etc., con accesorios como el martillo rompedor, se usan en pequeñas demoliciones, levantamientos de firmes y pavimentos, etc. Es una máquina auxiliar que presta labores de apoyo, sobre todo en trabajos urbanos.
Retrocargadora CAT 432 F
Os dejo un vídeo explicativo de esta máquina.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.
Un cubilote es un equipo de obra que consiste en un recipiente de chapa de acero con forma de tronco de cono invertido. Se llena de hormigón a pie de camión o de hormigonera y, guiado por una grúa o un blondín, permite hormigonar zonas de difícil acceso o transportar diferentes materiales. El vertido se realiza abriendo la compuerta inferior (o lateral, en algunos modelos) cuando el cubilote se encuentra suspendido a poca distancia sobre el punto de descarga, lo que permite colocar la masa fresca en su emplazamiento de manera controlada y segura. Algunos modelos incluyen mecanismos hidráulicos de apertura, tuberías o boquillas de descarga para reducir la altura de caída y controlar mejor el vertido.
La capacidad de los cubilotes puede variar entre 0,5 y 4 m³, en función de la aplicación. Los más habituales en edificación se sitúan en el rango de 0,5 a 2 m³, mientras que en grandes obras se emplean cubas de mayor capacidad. El diseño puede incorporar compuertas inferiores, centradas o laterales, y sistemas de accionamiento mecánicos, hidráulicos, neumáticos o con rodillos que facilitan su desplazamiento en talleres de prefabricación.
Este sistema no es adecuado para hormigones de consistencia muy seca, ya que dificulta el vaciado y provoca huecos. Tampoco es recomendable para mezclas demasiado fluidas, puesto que aumentan el riesgo de segregación durante el transporte y el vertido. Por ello, se aconseja ajustar la consistencia y, en su caso, los aditivos, para garantizar una descarga homogénea y continua.
El tiempo de transporte sin agitación debe limitarse a entre 30 y 45 minutos, dependiendo de las características del hormigón y de las condiciones climáticas. Con temperaturas elevadas, viento o baja humedad relativa, el plazo debe acortarse aún más para evitar la pérdida de trabajabilidad o la fisuración temprana. Si el hormigón se transporta previamente en camión hormigonera con agitación, deben respetarse los límites temporales normativos: el ACI 304R fija un máximo de 90 minutos desde la adición del agua de amasado y un límite de 300 revoluciones de tambor, a menos que se utilicen aditivos retardadores bajo control técnico; la UNE-EN 206 (y su adaptación española UNE-EN 206+A2:2021) establece también un límite general de 90 minutos, ampliable hasta 120 minutos en condiciones justificadas, siempre y cuando se verifique la consistencia justo antes de la colocación.
Durante el vertido, es fundamental minimizar la altura de caída del hormigón, por lo que se debe mantener el cubilote lo más próximo posible al punto de colocación o utilizar tubos y boquillas de descarga cuando la caída libre pueda provocar segregación. Esta práctica está respaldada por las normas internacionales, ya que el ACI 304R permite verter el hormigón directamente desde el cubilote siempre que el encofrado o la zona de caída estén despejados y no perturben la mezcla. No obstante, aconseja que la descarga se realice lo más cerca posible del emplazamiento final para evitar la segregación. En la práctica, muchas especificaciones técnicas establecen una altura de caída libre máxima de entre 0,6 y 1,5 metros para controlar la segregación, aunque esta altura no está regulada estrictamente.
La productividad del hormigonado con cubilote depende de la capacidad de la cubeta, la distancia de izado, el tiempo de ciclo (llenado, transporte, descarga y retorno) y la coordinación del personal. En condiciones habituales, el rendimiento oscila entre 7 m³/h para cubilotes ligeros y 20 m³/h para los de mayor capacidad, aunque estos valores son orientativos y dependen de la organización de la obra. La eficiencia aumenta con una buena planificación de los ciclos de llenado y descarga, y con una adecuada coordinación entre la grúa y el equipo de colocación.
En cuanto a la seguridad, es imprescindible verificar el estado de las eslingas y aparejos, respetar los límites de carga de la grúa, señalizar la zona de trabajo y mantener el área bajo el cubilote libre de personal durante el izado. Las maniobras deben realizarse siempre bajo la supervisión de personal experimentado, utilizando señales normalizadas entre el gruista y los peones y manteniendo la compuerta bloqueada de forma segura hasta el momento del vertido.
Os dejo a continuación un par de vídeos para que veáis cómo se coloca el hormigón con este equipo. Espero que os gusten.
Referencias:
ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.
CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.
GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.
TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.
Los orígenes de las mezclas bituminosas empleadas en firmes asfálticos se remontan a 1830, cuando el alquitrán se utiliza en algunos riegos superficiales en la pavimentación de carreteras. Sin embargo, los primeros aglomerados realizados in situ con alquitrán se ejecutaron hacia 1850 en algunas carreteras y vías urbanas del Reino Unido. A partir de ese momento la técnica se desarrolla en paralelo con la iluminación con gas ciudad, en cuya fabricación se obtiene dicho ligante como subproducto. En España se pavimentan con alquitrán las zonas peatonales de la Puerta del Sol de Madrid entre 1847 y 1854. En torno a 1870, en Estados Unidos, se empiezan a utilizar mezclas fabricadas a partir de rocas asfálticas y de asfaltos naturales, si bien estos materiales ya habían sido empleados en algunas pavimentaciones en Burdeos y Lyon en 1810. Más tarde como consecuencia del desarrollo de la industria del petróleo se comienza a emplear betunes de destilación.
A finales del siglo XIX el norteamericano C. Richardson sentó las bases de la tecnología de las mezclas bituminosas para pavimentación. Después de la I Guerra Mundial surge la industria de la fabricación en central de las mezclas bituminosas, aunque es después de la II Guerra Mundial cuando se produce un gran desarrollo tecnológico de estos materiales, debido principalmente a las grandes necesidades de construcción acelerada de pistas de aterrizaje militares.
En España empiezan a ejecutarse de forma significativa pavimentos con mezclas bituminosas a partir de 1926, año en el que se programó la pavimentación con mezclas bituminosas de 223 km de carreteras dentro del Circuito Nacional de Firmes Especiales. Os recomiendo a este respecto un excelente artículo sobre los pavimentos de las carreteras españolas en el siglo XX, del profesor Miguel Ángel del Val.
Obras de rectificación de trazado, con la supresión de una curva peligrosa, en la Carretera Nacional IV. Años cincuenta. http://carreterashistoricas.blogspot.com.es/
El primer paso para mejorar las infraestructuras viarias se da en 1950 con la aprobación del Plan de Modernización de las Carreteras. Esta época se caracteriza por el crecimiento del parque de vehículos y por una discreta mejora de las carreteras. Las plantas que se empezaron a construir en estos años eran muy rudimentarias. Se alimentaban con carretillas con las que se hacía una predosificación de los áridos en frío, se clasificaba con trómeles, el asfalto se medía en una cubeta con un índice que marcaba el volumen, que se vertía a continuación por volteo a mano. En esta época el dominio absoluto es de las plantas discontinuas tanto para los contratistas como para las administraciones. Las plantas continuas, en las que la mayor parte de sus elementos son similares a las plantas discontinuas, (alimentación en frío, tambor secador, clasificación en caliente) sólo se diferencian en la alimentación en caliente continua y en el mezclador en continuo de los áridos, asfalto y filler, a pesar de esto, este tipo de plantas se emplearon con ciertas reservas, injustificadas ya que producían un aglomerado de excelente calidad.
Entre los años 1960 y 1970 se producen algunos hechos que suponen un avance tecnológico de gran calado de las plantas asfálticas:
Se produce la liberalización de la importanción de maquinaria de construcción, lo que permite el uso de máquinas modernas, de gran producción.
El arranque, en 1967, del Plan de Mejora de la Red de Itinerarios Asfáticos (plan REDIA) y la construcción de las primeras autopistas en España. Se empiezan a modernizar las carreteras -la mayoría en muy malas condiciones-, en su mayoría constituidas con firmes con tratamiento superficial, pocas con aglomerado y algunas de adoquín. Este hecho provoca la adquisición de maquinas modernas y eficientes por parte de las constructoras.
El inicio de la fabricación mixta en España de las plantas asfálticas. Se empieza por construir elementos sencillos (tolvas, silos, etc.), estructuras y alguna marca acaba construyendo las plantas con una fabricación total.
Fresadora de asfalto. https://pavimentosyasfaltos.es/fresado-de-asfalto/
Hacia los años 70 se alcanza en España la madurez en la técnica de las mezclas bituminosas en caliente en España. Atrás quedan los firmes de macadam, revestidos o no con riegos con gravilla. Entre 1970 y 1980 se completa el plan REDIA. Este período se ve marcado por la crisis del petróleo que provoca una conmoción mundial. La crisis alcanza a nuestro país con una subida sin precedentes hasta entonces de los precios del crudo que modifica todos los planes sobre infraestructuras para el transporte. Una de las formas de ahorrar energía es el reciclaje de parte de los materiales existentes, áridos y asfalto, en las capas asfálticas deterioradas. Las máquinas fresadoras arrancan el material calentándolo con rayos infrarrojos, aunque produciendo una oxidación adicional del asfalto. La técnica se perfecciona con fresadoras en frío. Al terminar la fresadora su labor, la superficie queda en muy buenas condiciones para recibir las capas siguientes y se obtiene un producto aprovechable, por su tamaño, directamente en las plantas asfálticas. Cuando se fresan pavimentos muy deteriorados, es frecuente utilizar una machacadora para reducir el tamaño del material e introducirlo en las plantas asfálticas.
Uno de los problemas que surgen al aprovechar el material reciclado frío es su incompatibilidad con las plantas discontinuas. Ello obliga a sobrecalentar los áridos vírgenes añadidos, aunque ello oxida el asfalto y le hace perder volátiles. Además el calentamiento del material reciclado produce otros problemas, lo que obliga al uso de otro tipo de instalaciones: las plantas tambor secador-mezclador. Estas plantas permiten, mediante la alimentación central, el aporte del material reciclado en una zona protegida del contacto directo de la llama por la cortina del material virgen. Este hecho favorece que el material recuperado pueda reciclarse en proporciones importantes. Este tipo de plantas ofrecen aún más ventajas, entre ellas la sencillez, ya que sólo hay una dosificación, mientras que en las plantas de tipo discontinuo hay una dosificación en frío, luego una clasificación y posteriormente otra dosificación en caliente. Otra ventaja es el menor tamaño, por lo tanto el transporte es más fácil y económico. Son más fáciles de montar, de conservar y tienen un menor consumo energético, que en estos momentos, no debemos olvidar, es una de las grandes preocupaciones. Y por último son más baratas a la hora de adquirirlas que las discontinuas, por lo tanto presentan una mayor rentabilidad económica.
Posteriormente en España se llega a un descenso de la construcción que empieza a remontar en 1984, donde aumenta la construcción en un 10 – 12 %. A principios de los 80 se venden en España, no sin cierta dificultad, las primeras plantas de tambor secador-mezclador. Los fabricantes de plantas discontinuas alertan sobre los problemas que pueden producirse en las plantas tambor secador-mezclador, uno de los cuales es que, debido al escaso tiempo de permanencia de los áridos en el tambor dedicado al secado, éstos quedan con cierta humedad. Esto es respondido por los defensores de las plantas tambor secador-mezclador con la emulsión inversa, diciendo que, al emulsionarse la humedad residual con el asfalto, se facilita la adherencia y se producen mezclas de gran calidad, lo que implica que este tipo de plantas sean aceptadas. Los inconvenientes que presentan es la deficiente clasificación de los áridos, el exceso de filler sobrante que hay que eliminar y la pérdida de volátiles del betún, entre otros. El primer inconveniente es debido a que las canteras no están preparadas, lo que provoca que las plantas de áridos sean incapaces de abastecer al ritmo necesario.
En estos años el medio ambiente empieza a ser un tema central. Para evitar la contaminación atmosférica se procede a la instalación de filtros de mangas; hasta este momento se utilizan los sistemas de depuración por vía húmeda, pero no son capaces de solucionar la contaminación por polvo sobrante y volátiles. Estos filtros cumplen la normativa y se empiezan a utilizar, pero los volátiles y las pequeñas partículas de asfalto arrastradas por el tiro, impregnan las mangas, lo que obliga a costosos lavados y sustituciones. En las plantas tambor secador-mezclador es necesario utilizar un silo de producto terminado, para enlazar el proceso continuo de producción con el proceso discontinuo de carga de camiones. Estos silos pueden ser de aislamiento simplemente o pueden tener calentamiento, lo cual permite el almacenamiento de hasta dos días o más. Para almacenamientos prolongados se proveen atmósferas inertes para evitar la oxidación del aglomerado. Si los silos tienen gran altura se disponen de sistemas para evitar la segregación.
Por otro lado, los fabricantes de plantas discontinuas siguen mejorando para adaptarse al mercado. Además de mejorar en muchos aspectos como ser más fáciles de montar, de transportar, etc., ofrecen sobre todo la posibilidad de añadir aditivos en la mezcladora, algo que no es posible en las plantas tambor secador-mezclador por las altas temperaturas en la zona de mezclado. Frente a esta mejora, las plantas tambor secador-mezclador incorporan una mezcladora continua adicional a la sólida del tambor, para permitir la incorporación de aditivos. Otras trabajan en independizar la zona de secado y la zona de mezclado.
Los años 90 suponen un aumento muy fuerte en la licitación de carreteras en España, con el objetivo de alcanzar un nivel similar al resto de los países de la Unión Europea. La competencia entre plantas discontinuas y plantas tambor secador-mezclador sirvieron para mejorar de forma notable las mezclas asfálticas, aumentando las exigencias de fabricación, tanto técnicas como económicas, ecológicas y de seguridad. Hay que resolver problemas de contaminación atmosférica por polvo, por óxido de nitrógeno, contaminación acústica en los tambores, quemadores y ventiladores, y el aprovechamiento de productos reciclados con alimentación de aditivos. En cuanto a la seguridad: protección en las instalaciones eléctricas, en las partes en movimiento y en las zonas calientes susceptibles de producir quemaduras; atención a los depósitos de ligante y de combustible, y a los quemadores.
Referencias:
Kraemer, C.; Del Val, M.A.; Pardillo, J.M.; Rocci, S.; Romana, M.G.; Sánchez, V. (2004). Ingeniería de Carreteras. Vol II. Mc Graw Hill, Madrid.
