Recibí recientemente una invitación del Centro de Investigación CIEIC Perú para participar en una ponencia relacionada con la Perforación Horizontal Dirigida. Se trata de una organización sin ánimo de lucro que se centra en la ciencia, la tecnología y la ingeniería.
La conferencia se transmitirá en directo a través de Facebook Live y Zoom. Tendrá lugar el lunes 12 de abril de 2021, a las 3.00 p.m. (hora Perú) / 10:00 p.m. (hora España). La participación es gratuita y se puede solicitar la inscripción en el siguiente enlace: https://cutt.ly/GcF3C1I
Las dos condiciones esenciales que tiene que cumplir un suelo para que sea utilizable son:
Que sea posible su puesta en obra en las debidas condiciones.
Que la obra sea estable y las deformaciones que se produzcan durante su vida resulten tolerables.
Estas dos condiciones dependen, por un lado, de las características intrínsecas del material y por otro, del estado natural en que se encuentre, influido primordialmente por su contenido de humedad.
Los materiales a utilizar en un terraplén son aquellos fáciles de apisonar y que una vez compactados son resistentes a la deformación y poco sensibles a los cambios de humedad o a las heladas.
En España, el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales establece, en su artículo 330 “Terraplenes”, distintos tipos de suelos, en función de su granulometría, plasticidad, capacidad de soporte o resistencia a la deformación, posibilidad de entumecimiento, densidad máxima Proctor y contenidos de materia orgánica. Se dividen en suelos intolerables, tolerables, adecuados y seleccionados.
El Pliego distingue en los terraplenes cuatro zonas: cimiento, núcleo, espaldón y coronación. El cimiento lo define “la parte inferior de un terraplén en contacto con la superficie de apoyo, siendo su espesor mínimo de un metro” y la coronación sería la “la parte superior del relleno tipo terraplén, sobre la que se apoya el firme, con un espesor mínimo de dos tongadas y siempre mayor de cincuenta centímetros”. El espaldón es “la parte exterior de relleno tipo terraplén que, ocasionalmente, formará parte de los taludes del mismo. No se considerarán parte del espaldón los revestimientos tipo vegetal, encachados, protecciones antierosión, etc.” El núcleo es la “parte del terraplén comprendida entre el cimiento y la coronación”. Se nombra explanada al nivel del asiento del firme.
Figura 2. Zonificación bajo la explanada de una carretera
Sin embargo, hay que matizar al respecto que, una vez eliminada la cobertura vegetal, puede existir una zona, en contacto con el firme, —que es la parte superior del terraplén, y, por tanto, debería ser coronación—, pese a “estar por debajo de la superficie original del terreno”, y en segundo lugar, que si hay que hacer excavación adicional por presencia de material inadecuado, se ejecuta un “cajeado de desmonte”, que es una unidad de obra que debe cumplir especificaciones distintas a las exigidas al cimiento, por lo que deberemos diferenciarla. Por tanto, se propone definir el cimiento como “aquella parte del terraplén por debajo de la superficie original del terreno, que no corresponde a coronación ni a cajeado de desmonte”.
Los suelos inadecuados no cumplen las condiciones mínimas exigidas a los tolerables, y no pueden usarse en ninguna zona del terraplén. En núcleos y cimientos pueden emplearse los tolerables, adecuados o seleccionados. Los núcleos sujetos a inundación se formarán solo con suelos granulares (adecuados o seleccionados). En coronación deberán utilizarse suelos adecuados o seleccionados, aunque se pueden admitir los tolerables mejorados o estabilizados con cemento o cal.
Figura 3. Uso de suelos en función de la zonificación del terraplén, según PG-3
A efectos del artículo 330 del PG-3, los rellenos tipo terraplén estarán constituidos por materiales que cumplan alguna de las dos condiciones granulométricas siguientes:
Cernido, o material que pasa por el tamiz de 20 mm mayor del 70%
Cernido por el tamiz 0,080 mm mayor o igual al 35%
Se considerarán como suelos seleccionados aquellos que cumplen las siguientes condiciones:
Contenido en materia orgánica inferior al cero con dos por ciento (MO < 0,2%), según UNE 103204.
Contenido en sales solubles en agua, incluido el yeso, inferior al cero con dos por ciento (SS < 0,2%), según NLT 114.
Tamaño máximo no superior a cien milímetros (Dmax # 100 mm).
Cernido por el tamiz 0,40 UNE menor o igual que el quince por ciento (# 0,40 ≤ 15%) o que en caso contrario cumpla todas y cada una de las condiciones siguientes:
Cernido por el tamiz 2 UNE, menor del ochenta por ciento (# 2 < 80%).
Cernido por el tamiz 0,40 UNE, menor del setenta y cinco por ciento (# 0,40 < 75%).
Cernido por el tamiz 0,080 UNE inferior al veinticinco por ciento (# 0,080 < 25%).
Límite líquido menor de treinta (LL < 30), según UNE 103103.
Índice de plasticidad menor de diez (IP < 10), según UNE 103103 y UNE 103104.
Se considerarán como suelos adecuados los que, no pudiendo ser clasificados como suelos seleccionados, cumplan las condiciones siguientes:
Contenido en materia orgánica inferior al uno por ciento (MO < 1%), según UNE 103204.
Contenido en sales solubles, incluido el yeso, inferior al cero con dos por ciento (SS < 0,2%), según NLT 114.
Tamaño máximo no superior a cien milímetros (Dmax ≤ 100 mm).
Cernido por el tamiz 2 UNE, menor del ochenta por ciento (# 2 < 80%).
Cernido por el tamiz 0,080 UNE inferior al treinta y cinco por ciento (# 0,080 < 35%).
Límite líquido inferior a cuarenta (LL < 40), según UNE 103103.
Si el límite líquido es superior a treinta (LL > 30) el índice de plasticidad será superior a cuatro (IP > 4), según UNE 103103 y UNE 103104.
Se considerarán como suelos tolerables los que, no pudiendo ser clasificados como suelos seleccionados ni adecuados, cumplen las condiciones siguientes:
Contenido en materia orgánica inferior al dos por ciento (MO < 2%), según UNE 103204.
Contenido en yeso inferior al cinco por ciento (yeso < 5%), según NLT 115.
Contenido en otras sales solubles distintas del yeso inferior al uno por ciento (SS < 1%), según NLT 114.
Límite líquido inferior a sesenta y cinco (LL < 65), según UNE 103103.
Si el límite líquido es superior a cuarenta (LL > 40) el índice de plasticidad será mayor del setenta y tres por ciento del valor que resulta de restar veinte al límite líquido (IP > 0,73 (LL-20)).
Asiento en ensayo de colapso inferior al uno por ciento (1%), según NLT 254, para muestra remoldeada según el ensayo Proctor normal UNE 103500, y presión de ensayo de dos décimas de megapascal (0,2 MPa).
Hinchamiento libre según UNE 103601 inferior al tres por ciento (3%), para muestra remoldeada según el ensayo Proctor normal UNE 103500.
Se considerarán como suelos marginales los que no pudiendo ser clasificados como suelos seleccionados, ni adecuados, ni tampoco como suelos tolerables, por el incumplimiento de alguna de las condiciones indicadas para estos, cumplan las siguientes condiciones:
Contenido en materia orgánica inferior al cinco por ciento (MO < 5%), según UNE 103204.
Hinchamiento libre según UNE 103601 inferior al cinco por ciento (5%), para muestra remoldeada según el ensayo Proctor normal UNE 103500.
Si el límite líquido es superior a noventa (LL > 90) el índice de plasticidad será inferior al setenta y tres por ciento del valor que resulta de restar veinte al límite líquido (IP < 0,73 (LL-20)).
Se considerarán suelos inadecuados:
Los que no se puedan incluir en las categorías anteriores.
Las turbas y otros suelos que contengan materiales perecederos u orgánicos tales como tocones, ramas, etc.
Los que puedan resultar insalubres para las actividades que sobre los mismos se desarrollen.
Referencias:
ABECASIS, J. y ROCCI, S. (1987). Sistematización de los medios de compactación y su control. Vol. 19 Tecnología carreteras MOPU. Ed. Secretaría General Técnica MOPU. Madrid, diciembre.
ROJO, J. (1988): Teoría y práctica de la compactación. (I) Suelos. Ed. Dynapac. Impresión Sanmartín. Madrid.
Este trabajo describe la introducción de la metodología de superficie de respuesta en un curso de postgrado. Este caso se realiza en la asignatura de «Modelos predictivos y de optimización de estructuras de hormigón«. Esta asignatura se enmarca en el Plan de Estudios del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón. Los estudiantes aprenden aquí conceptos como la optimización de estructuras mediante algoritmos heurísticos, la toma de decisiones multicriterio, técnicas de diseño de experimentos y metamodelos como la superficie de respuesta para obtener resultados óptimos. En este caso de estudio, el objetivo es obtener una solución óptima de un muro de hormigón armado, utilizando las emisiones de CO2 como función objetivo para reducir su impacto. Para aplicar esta metodología, los estudiantes aprovechan programas comerciales. Por un lado, para realizar el análisis estadístico que permita obtener la superficie de respuesta se utiliza Minitab. Por otro lado, los estudiantes comprueban la resistencia de la estructura utilizando el software de cálculo estructural Cype. Como resultado de esta metodología se consigue que los estudiantes alcancen un mejor nivel en competencias transversales, como el diseño y el proyecto, el pensamiento crítico, el análisis y la resolución de problemas o el uso de software específico. En este trabajo se presentan futuros estudios de investigación relacionados con el uso de técnicas de optimización de estructuras por parte de los estudiantes aplicando otras técnicas de optimización diferentes.
Referencia:
YEPES, V.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V. (2021). Application of the response surface methodology in a postgraduate optimization course. 15th annual International Technology, Education and Development Conference (INTED 2021), 8th-9th March, 2021, pp. 869-878, Valencia, Spain. ISBN: 978-84-09-27666-0
Avelino Corma, investigador de la UPV con el mejor índice h de España (h=152)
Avelino Corma, investigador con mejor índice h de España, Jaime Lloret y Rubén Ruiz, números 1 en sus respectivas disciplinas
Aparece hoy como noticia de portada en la web de la Universitat Politècnica de València la noticia de que 32 científicos de la UPV se encuentran en la élite nacional atendiendo a sus índices h de investigación. Es un auténtico orgullo comprobar que soy el único investigador de nuestra universidad que se encuentra en el top 10 del área de «ingeniería civil». En el cuadro que os dejo a continuación se encuentra el ranking de esta disciplina. Os paso, por su interés, el contenido de esta noticia.
Los investigadores Avelino Corma, Jaime Lloret y Rubén Ruiz, que desarrollan su actividad en la Universitat Politècnica de València (UPV), son los mejores de España en sus respectivas disciplinas según el índice h, sistema que mide su calidad científica a partir del número de citaciones de sus artículos.
El ranking, elaborado por el Grupo para la Difusión del Índice h (DIH) a partir de la base de datos sobre publicaciones científicas ISI Web of Knowledge, establece una clasificación específica para cada una de las disciplinas enmarcadas dentro de las diez áreas de conocimiento consideradas: agricultura, biología, ciencias de los materiales, ciencias de la salud, ciencias de la tierra, física, informática, ingeniería, matemáticas y química.
La citada clasificación, cuya última actualización tuvo lugar durante el recién finalizado primer trimestre de 2021 en las ramas de agricultura, ciencias de los materiales, ciencias de la tierra, informática, ingeniería y matemáticas, detalla tanto el índice h de cada investigador como su factor h, es decir, la relación entre el valor h del científico y la media de los del ranking del campo al que pertenece.
Avelino Corma (UPV-CSIC), científico español con mejor índice h
Avelino Corma, profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en el Instituto de Tecnología Química (ITQ, centro mixto UPV-CSIC), no solo encabeza el campo de química física sino que, además, es el científico español con mejor índice h. No en vano, su índice h de 152 es el único superior, en toda España, a 130.
También son líderes nacionales en sus respectivos ámbitos Jaime Lloret, investigador del Instituto de Investigación para la Gestión Integrada de Zonas Costeras (IGIC) del campus de Gandia UPV (en telecomunicaciones), y Rubén Ruiz, investigador del Instituto Universitario Mixto de Tecnología Informática y director del Área de Tecnologías y Recursos de la Información UPV (en investigación operativa y gestión).
3 investigadores más de la UPV, en segunda posición, y otros 4, terceros
Junto a los tres investigadores que lideran sus disciplinas, otros tantos científicos de la UPV aparecen en segunda posición de sus respectivos campos: Raúl Payri, del Instituto CMT-Motores Térmicos (en ingeniería mecánica); Sebastián Martorell, investigador del Grupo de Medioambiente y Seguridad Industrial (en ingeniería industrial); y Juan Carlos Cano, del Grupo de Redes de Computadores (en telecomunicaciones).
Completando los podios nacionales en sus disciplinas, figuran también Hermenegildo García (con un destacado índice h de 102, lo que le sitúa en el top 20 nacional), del ITQ (en química física); Francisco Javier Salvador, del CMT-Motores Térmicos (en ingeniería mecánica); José Duato, del Grupo de Arquitecturas Paralelas (en teoría informática y métodos); y Sandra Sendra, del IGIC (en telecomunicaciones).
A ellos hay que añadir a Jordi Payá, del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH), (en tecnologías de la construcción y la edificación); José Ramón Serrano, del CMT-Motores Térmicos (en ingeniería mecánica); y Josefa Mula Bru, del Centro de Investigación en Gestión e Ingeniería de la Producción (en ingeniería industrial); cuartos, los tres, en sus respectivos ámbitos.
Junto a todos los anteriores, en el top 5 nacional figuran también otros 6 científicos UPV: Luis María Guanter, del Instituto Universitario de Ingeniería del Agua y del Medio Ambiente (IIAMA), (en teledetección); José Capmany, del Instituto Universitario de Telecomunicación y Aplicaciones Multimedia (en óptica); Mª Victoria Borrachero, del ICITECH (en tecnologías de la construcción y la edificación); Jaime Gómez, del IIAMA (en recursos hídricos); Francisco Payri, del CMT-Motores Térmicos (en ingeniería mecánica); y Alberto José Ferrer, del Grupo de Ingeniería Estadística Multivariante (en probabilidad y estadística).
Un total de 32 científicos UPV, entre los 10 mejores de España en 21 disciplinas
Si se amplía la lista al top ten de cada disciplina, la UPV cuenta con 13 científicos clasificados más al margen de los ya citados, lo que supone un total de 32 entre los 10 mejores de España en 21 disciplinas (Martí, Lloret, Martorell y Ferrer aparecen, cada uno, en la élite de dos campos distintos).
Sextos a nivel nacional son Amparo Chiralt, del Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo (en ciencia y tecnología de la alimentación); Javier Martí, del Instituto Universitario de Tecnología Nanofotónica (en electrónica e ingeniería eléctrica); Víctor Yepes Piqueras, del ICITECH (en ingeniería civil); Alfred Peris, del Instituto Universitario de Matemática Pura y Aplicada (en matemáticas); y Alberto José Ferrer, del Grupo de Ingeniería Estadística Multivariante (en aplicaciones matemáticas interdisciplinares).
En séptimo lugar aparecen Ricardo Flores, del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), (en virología); Manuel Agustí, del Instituto Agroforestal Mediterráneo (en horticultura); Jaime Gimeno, del CMT-Motores Térmicos (en ingeniería mecánica); y Pedro Albertos, del Departamento de Ingeniería de Sistemas, Computadores y Automática (en sistemas de control y automatización); y en octavo, Ramón Martínez Máñez, secretario del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (en química multidisciplinar); y José María Monzó, del ICITECH (en tecnologías de la construcción y la edificación).
Completan la lista de investigadores UPV destacados a nivel nacional José Luis Gómez, del Centro de Biomateriales e Ingeniería Tisular (en ciencia polimérica); y Javier Martí, del Instituto Universitario de Tecnología Nanofotónica (en óptica); ambos novenos en las disciplinas consideradas; y Jaime Lloret, del IGIC (en electrónica e ingeniería eléctrica); Sebastián Martorell, investigador del Grupo de Medioambiente y Seguridad Industrial (en investigación operativa y gestión); y José María Desantes y José Galindo, ambos del CMT-Motores Térmicos, en décimo lugar a nivel nacional.
Las playas son, sin duda, uno de los motores económicos de muchos países, en particular de España. Sobre este tema he escrito bastantes artículos. Los podéis ver simplemente pinchando en este enlace: https://victoryepes.blogs.upv.es/page/3/?s=playa
Os dejo a continuación, como un pequeño aperitivo, os dejo un vídeo que preparé para un curso sobre Planificación y gestión turística de playas. Espero que os sea de interés.
Referencias:
ARIZA, E.; SARDÁ, R.; JIMÉNEZ, J.A.; MORA, J.; ÁVILA, C. (2008). «Beyond performance assessment measurements for beach management: Application to Spanish Mediterranean beaches», Coastal Management, núm. 36, pp. 47-66.
BARRAGÁN, J.M. (2006). La gestión de áreas litorales en España y Latinoamérica, Cádiz, Ed. Universidad de Cádiz, 198 pp.
HOUSTON, J.R. (1996). «International tourism & U.S. beaches», Shore and Beach, núm. 64 (2), pp. 3-4.
IRIBAS, J.M. (2002). «Una perspectiva sociológica sobre las playas», OP Ingeniería y territorio, núm. 61, pp. 78-85.
JAMES, R.J. (2000). «From beaches to beach environments: linking the ecology, human-use and management of beaches in Australia», Ocean & Coastal Management, núm. 43, pp. 495-514.
JIMÉNEZ, J.A.; OSORIO, A.; MARINO-TAPIA, I.; DAVIDSON, M.; MEDINA, R.; KROON, A.; ARCHETTI, R.; CIAVOLA, P.; AARNIKHOF, S.G.J. (2007). «Beach recreation planning using video-derived coastal state indicators», Coastal Engineering, núm. 54, pp. 507-521.
ROCA, E.; VILLARES, M. (2008). «Public perceptions for evaluating beach quality in urban and semi-natural environments», Ocean & Coastal Management, núm. 51, pp. 314-329.
SARDÁ, R.; AVILA, C.; MORA, J. (2005). «A methodological approach to be used in integrated coastal zone management processes: the case of the Catalan Coast (Catalonia, Spain) », Estuarine Coastal and Shelf Science, núm. 62, pp. 427-439.
SILVA, C.P.; ALVES, F.L.; ROCHA, R. (2007). «The Management of Beach Carrying Capacity: The case of northern Portugal», Journal of Coastal Research, núm. SI 50, pp. 135-139.
VALDEMORO, H.I.; JIMÉNEZ, J.A. (2006). «The Influence of Shoreline Dynamics on the Use and Exploitation of Mediterranean Tourist Beaches», Coastal Management, núm. 34(4), pp. 405-423.
YEPES, V. (1995). «Gestión integral de las playas como factor productivo de la industria turística. El caso de la Comunidad Valenciana», Actas III Jornadas Españolas de Ingeniería de Costas y Puertos, vol. III, pp. 958-976.
YEPES, V.; ESTEBAN, V.; SERRA, J. (1999). «Gestión turística de las playas. Aplicabilidad de los modelos de calidad», Revista de Obras Públicas, núm. 3385, pp. 25-34.
YEPES, V. (2002). «La explotación de las playas. La madurez del sector turístico», OP Ingeniería y territorio, núm. 61, pp. 72-77.
YEPES, V.; MEDINA, J.R. (2005). «Land Use Tourism Models in Spanish Coastal Areas. A Case Study of the Valencia Region», Journal of Coastal Research, núm. SI 49, pp. 83-88.
YEPES, V. (2005). Sistemas de gestión de calidad y medio ambiente como soporte de la gestión municipal de las playas. Equipamiento y servicios municipales, 117: 52-62. Depósito Legal: M-3244-1985. ISSN: 1131-6381. Edita: Publiteca, S.A. Madrid.
YEPES, V.; MEDINA, J.R. (2007). «Gestión de playas encajadas de uso intensivo», Libro de Resúmenes de lasIX Jornadas Españolas de Ingeniería de Costas y Puertos, pp. 175-176.
YEPES, V. (2007). Gestión del uso y explotación de las playas. Cuadernos de Turismo, 19:241-254. ISSN: 1139-7861.
YEPES, V. (2012). Sistemas voluntarios de gestión de playas de uso intensivo. En: Rodríguez-Perea, A., Pons, G.X., Roig-Munar, F.X., Martín-Prieto, J.Á., Mir-Gual, M. y Cabrera, J.A. (eds.). La gestión integrada de playas y dunas: experiencias en Latinoamérica y Europa: Mon. Soc. Hist. Nat. Balears, 19: 61-76. ISBN: 978-84-616-2240-5. Palma de Mallorca.
Las técnicas clásicas de programación son herramientas comúnmente empleadas en las escuelas de ingeniería civil de todo el mundo para la enseñanza de la planificación y gestión de proyectos. Técnicas como el método del camino crítico (CPM), el método del diagrama de precedencias (PDM), el diagrama de Gantt o la técnica de evaluación y revisión de programas (PERT) presentan la ventaja de su sencillez, facilidad de comprensión y que se implementan en los programas informáticos de gestión de proyectos más aceptados, como Ms Project o Primavera P6. Sin embargo, estas técnicas de programación presentan importantes limitaciones a la hora de tratar la incertidumbre inherente a la gestión de proyectos de construcción. Por un lado, el enfoque determinista del CPM para el aprendizaje de la planificación del proyecto reduce la sensibilidad y la comprensión de los factores que alteran y desafían significativamente el éxito de un proyecto, y por otro lado, el CPM no es capaz de gestionar la incertidumbre. y desafían el éxito de un proyecto, mientras que, por otro lado, el PERT muestra unas capacidades demasiado limitadas en modelización de la incertidumbre y subestima la desviación estándar de la duración del proyecto.
El Análisis de Riesgo de Programación (SRA) es un método estocástico idóneo para promover que los estudiantes empiecen a gestionar proyectos de forma más eficaz y eficiente. En este trabajo, empleamos un software educativo de SRA (ESRA) para ayudar a los estudiantes a entender el supuesto subyacente de la programación estocástica, así como para hacer explícitas las ventajas de la programación estocástica en comparación con los métodos clásicos como CPM o PERT. ESRA permite modelar tanto la incertidumbre en la duración de las actividades, como la relación entre estas incertidumbres, ampliando la gama de problemas de planificación, que los estudiantes pueden ahora evaluar. Esta investigación se llevó a cabo en cuatro etapas a través de un taller. En primer lugar, se introdujeron los fundamentos teóricos de la simulación de Montecarlo, el método en el que se basan la mayoría de los métodos de evaluación de la incertidumbre. En segundo lugar, los estudiantes emplearon el ESRA para ver cómo funciona este método. En tercer lugar, los alumnos trabajaron en torno a un caso práctico de gestión de proyectos de construcción y analizaron los resultados, comparando los de la evaluación estocástica con los de la evaluación determinista. Por último, se les pidió que respondieran a un cuestionario en el que debían abordar la toma de decisiones en el mundo real en relación con la programación de proyectos que requería tener en cuenta las incertidumbres del proyecto.
Referencia:
SALAS, J.; SIERRA, L.; YEPES, V. (2021). ESRA, an educational software for introducing stochastic scheduling to civil engineering students. 15th annual International Technology, Education and Development Conference (INTED 2021), 8th-9th March, 2021, pp. 5788-5798, Valencia, Spain. ISBN: 978-84-09-27666-0
Figura 1. Escoria granulada. http://www.cedex.es/NR/rdonlyres/BFF81F23-BDB7-4B5B-85A5-A7ABD2974A42/119856/ESCORIASDEHORNOALTO.pdf
La gravaescoria consiste en una mezcla homogénea de áridos, escoria granulada de alto horno, cal y agua, que convenientemente compactada, se utiliza en la construcción de firmes de carreteras. La regulación de esta unidad de obra se recogía en el ya derogado artículo 515 del PG3. Se trata de un tipo de base desarrollada en Francia en los años 60 del siglo pasado. Su mayor problema es el coste del transporte de la escoria desde el alto horno a la central de fabricación, siendo 100 km una distancia límite. Esta es una de las razones por las que se encuentra desregulado su empleo. De hecho, actualmente en España la producción de escoria se localiza en Asturias, concentrándose su consumo principalmente en la zona norte del país.
La escoria granulada es una arena vitrificada obtenida por el enfriamiento brusco y controlado de la escoria de alto horno, a la salida de éste. Está constituida fundamentalmente por silicatos cálcicos, conteniendo también otras sustancias, principalmente alúmina y magnesia. La gravaescoria parte de una mezcla de árido, un 15-20% de escoria granulada de alto horno, agua y un 1% de cal viva o apagada que actúa como catalizador del fraguado. El catalizador es necesario porque la escoria granulada no es un conglomerante hidráulico, sino puzolánico. Por ello el fraguado (en puridad, una cristalización) es progresivo y lento, que puede durar varios meses, llegando al cabo de unos 2 años a alcanzar las resistencias obtenidas con la gravacemento. En otros países se utiliza escoria aireada, obtenida por enfriamiento con agua y aire.
Los áridos utilizados serán naturales o procedentes del machaqueo y trituración de piedra de cantera o grava natural. Serán limpios, sólidos y resistentes, de uniformidad razonable, exentos de polvo, suciedad, arcilla y otros materiales extraños. Su huso granulométrico es algo más abierto que en el caso del árido para la gravacemento. La humedad de la mezcla es algo superior a la óptima del Proctor Modificado. Se aconseja un riego de curado, aunque no es estrictamente necesario.
El proceso de ejecución será el que se indica a continuación:
Preparación de la superficie
Fabricación de la mezcla
Transporte y vertido
Compactación y acabado
La fabricación en central permite dosificar por separado el árido, la escoria granulada, la cal y el agua. Se debe asegurar una compactación que llegue al 100 % del Proctor Modificado, así como un buen drenaje del firme para evitar futuros problemas. La extensión se realiza por capas que, una vez compactadas, varíen entre 15 y 30 cm. Sin embargo, la compactación se realizará en una sola tongada.
La compactación se inicia por el borde más bajo de las distintas bandas longitudinales y continuará hacia el borde más alto de la capa, con el solape correspondiente. En los bordes se debe disponer de una contención lateral adecuada. Esta unidad de obra se puede ejecutar si la temperatura ambiente a la sombra supera los 5ºC y no se prevean heladas. Sin embargo, si la temperatura tiene tendencia a crecer, podrá bajarse el límite a 2ºC.
Cuando la gravaescoria es económicamente factible, presenta algunas ventajas respecto a la gravacemento. Así, su lento endurecimiento permite más tiempo de puesta en obra y abrir al tráfico ligero inmediatamente. Aunque se deforme la capa, siempre se podrá reperfilar antes de extender el pavimento. Otra ventaja es la homogeneidad conseguida en la mezcla debido a la elevada proporción de conglomerante, siendo la humedad y el contenido de escoria factores menos críticos. El problema del reflejo de las grietas en el firme se reduce debido a su menor retracción, por lo que es posible disminuir el espesor del pavimento bituminoso.
KRAEMER, C.; MORILLA, I.; DEL VAL, M.A. (1999). Carreteras II. Explanaciones, firmes, drenaje, pavimentos. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
La gravaemulsión es un tipo de mezcla bituminosa en frío que consiste en la mezcla íntima de áridos, emulsión asfáltica y agua, que convenientemente compactada, se utiliza para la construcción de capas de firmes de carreteras. La gravaemulsión se concibe como una técnica de estabilización de áridos marginales. Sin embargo, en España se identifica más con una mezcla de áridos de granulometría continua, relativamente duros y, en general, procedentes del machaqueo.
La mezcla se realiza con áridos húmedos y con una emulsión de rotura lenta. La emulsión puede ser catiónica o aniónica, pero siempre de betún puro. La emulsión aniónica se emplea con áridos calizos, mientras las catiónicas tienen mayor aplicabilidad, aunque de rotura más rápida. El artículo 213 del PG3 indica que se pueden emplear emulsiones de los tipos ECL-2 y EAL-2. Se puede adicionar agua y cemento, importantes para la fabricación, compactación y apertura al tráfico. Los porcentajes de ligante residual oscilan entre el 2 y 5 % sobre el peso seco de los áridos.
Figura 1. Extensión de una capa de gravaemulsión. https://www.ateb.es/index.php/blog/item/212-grava-emul-que
Los áridos utilizados serán de características similares a los empleados en la gravacemento. Los husos granulométricos deben ser estrictos (GEA-1 y GEA-2). El equivalente de arena debe ser superior a 45. El artículo 514 del PG3 que regulaba el uso de la gravaemulsión fue derogado de la normativa actual del Ministerio de Fomento, que solo considera la utilización del suelocemento y de la gravacemento. La normativa autonómica sí que recoge su empleo. En general, se restringe al aprovechamiento de capas granulares procedentes de antiguos firmes para su uso en firmes provisionales o deformables, o bien capas de base para tráficos medios y ligeros, T2 a T4.
El proceso de ejecución será el que se indica a continuación:
Preparación de la superficie
Fabricación de la mezcla
Transporte de la mezcla
Extensión y compactación
Juntas de trabajo
Curado
Lo habitual es fabricar la gravaemulsión en centrales continuas, de forma similar a la fabricación de mezclas bituminosas en frío o de otras gravas tratadas. Estas centrales tendrán dispositivos adecuados para dosificar por separado la emulsión, el agua y los áridos. La mezcla se debe transportar en camiones de caja basculante, lisa y completamente limpia. Antes de extender la gravaemulsión, se debe comprobar que la capa subyacente tiene la densidad y geometría correctas. La extensión con calidad la realiza una extendedora, pero una motoniveladora tiene la ventaja de poder reperfilar (Figura 2). El espesor de la capa es de 6 a 15 cm, que se compacta con rodillos vibratorios o compactadores de neumáticos con alta carga por rueda. La compactación puede esperar sin problemas varias horas después del extendido. En caso de abrir al tráfico antes de extender la capa de rodadura, debe aplicarse un riego de sellado, con una dotación de betún residual de 200 a 500 g/m2 y arena.
Figura 2. Extensión de gravaemulsión con motoniveladora. https://www.eadic.com/mezclas-en-frio-con-emulsion-bituminosa-para-mantenimiento-de-carreteras/
La gravaemulsión se pondrá en obra si la temperatura ambiente, a la sombra, es superior a 2ºC en emulsiones catiónicas y 10ºC en las aniónicas. Pero si la temperatura ambiente tiende a aumentar, podrá fijarse en 5ºC la temperatura límite inferior para fabricar y extender la gravaemulsión en el caso de emulsiones aniónicas.
Tras la compactación y el curado, la capa de gravaemulsión presenta una elevada resistencia a compresión y a deformación bajo cargas lentas. Ello se debe a su granulometría continua, de elevado rozamiento interno. La presencia del mortero bituminoso le confiere una buena resistencia a tracción y flexión, así como una buena impermeabilidad. El módulo de elasticidad varía entre 2500 y 4000 MPa. Entre sus ventajas destaca su flexibilidad, buena compatibilidad con las capas granulares o bituminosas y su sencillez de fabricación y puesta en obra.
Dejo a continuación una publicación de la Asociación Técnica de Emulsiones Bituminosas (ATEB) sobre la gravaemulsión.
KRAEMER, C.; MORILLA, I.; DEL VAL, M.A. (1999). Carreteras II. Explanaciones, firmes, drenaje, pavimentos. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.
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.
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
En España es habitual el empleo de la gravacemento en las capas de base de los denominados firmes semirrígidos. También se puede emplear bajo pavimentos de hormigón, aunque su función es diferente respecto al caso anterior. El artículo 513 del PG3 define gravacemento como una mezcla homogénea de áridos, cemento, agua y eventualmente adiciones que, convenientemente compactada, se utiliza en la construcción de firmes de carretera. Su origen se corresponde a las mezclas de granulometría gruesa utilizadas en California.
Figura 1. Gravacemento. https://www.promsa.com/es/productos/p/grava-cemento
Los áridos utilizados serán naturales o procedentes del machaqueo y trituración de piedra de cantera o grava natural. Serán limpios, sólidos y resistentes, de uniformidad razonable, exentos de polvo, suciedad, arcilla y otros materiales extraños. El desgaste de Los Ángeles debe ser inferior a 30 y el equivalente de arena mayor a 30. Los husos granulométricos deben ser estrictos (GC-1 y GC2). El contenido en cemento en masa varía entre el 3% y el 5%. Se exige una resistencia a compresión a los 7 días de 4,5 MPa y, a largo plazo, que supere los 8 MPa. Si el contenido de cemento supera el 5-7%, entonces se puede hablar de gravacemento de altas prestaciones.
Las características del cemento empleado para la gravacemento se recogen en el artículo 202 del PG3. Su clase resistente es 32,5N. En el caso de existir sulfatos solubles en el suelo, se deberá emplear un cemento sulforresistente. El principio del fraguado debe ser posterior a las 2 horas. El contenido de agua se selecciona mediante un Proctor Modificado, de forma que la humedad óptima proporcione la densidad máxima. No obstante la humedad suele ser un 0,5% inferior a la óptima para alcanzar la máxima resistencia. Se utilizan retardadores de fraguado para ampliar la trabajabilidad del material, siendo obligatorio cuando la temperatura durante la extensión de la mezcla supera los 30ºC.
El cemento proporciona resistencia a la capa resultante. Se exige una densidad superior o igual al 98% del Proctor Modificado, y una resistencia mínima de 4,5 MPa a siete días. La resistencia máxima a siete días será de 7,0 MPa en calzada y 6,0 MPa en arcenes. Estas resistencias son medias sobre, al menos tres probetas de la misma amasada.
Figura 2. Descarga de gravacemento en obra. https://conorsa.es/catalog/gravacemento/
La mezcla del material se realiza en central, se transporta en volquetes y se extiende con extendedoras. Las extendedoras proporcionan una mayor regularidad que las motoniveladoras, que se podrían emplear si la mezcla presentan suficiente trabajabilidad. La fabricación en central permite un porcentaje homogéneo y controlado de humedad y cemento.
El proceso de ejecución será el siguiente:
Preparación de la superficie
Fabricación de la mezcla
Transporte de la mezcla
Vertido y compactado de la mezcla
Ejecución de las juntas
Curado
La terminación de la capa debe presentar una textura uniforme, exenta de segregaciones y ondulaciones. La rasante no superará la teórica en ningún punto y no debe quedar por debajo de la teórica en más de 15 mm. La anchura de la capa no será inferior a la definida en planos, ni superarla en más de 10 cm. El espesor no deber ser, en ningún punto, menor al previsto. En tiempo caluroso se aconseja no solo un retardador de fraguado, sino un riego con emulsión bituminosa de rotura rápida para garantizar el curado. Por otra parte, aunque se aconsejan varios días para permitir la circulación de vehículos sobre la gravacemento, parece ser que solo sería necesaria una protección superficial.
En los firmes semirrígidos, la capa de gravacemento es estructural, absorbiendo la mayor parte de las tensiones del tráfico. El principal problema a resolver es el agrietamiento por retracción, que puede reflejarse a través del pavimento bituminoso en función de los gradientes termohigrométricos y el espesor del pavimento. Por dicho motivo, el espesor del pavimento para tráfico pesado no suele bajar de 12-15 cm. Las grietas pueden solucionarse conjuntas en fresco, antes de la compactación, separadas unos 3 m. También se pueden interponer capas o membranas que absorban las tensiones concentradas.
Cuando la capa de gravacemento sirve de apoyo a un firme rígido, los requerimientos estructurales pasan a segundo plano, siendo más importante la formación de una buena plataforma de trabajo y de apoyo estable a largo plazo. En este caso, la gravacemento puede apoyarse directamente sobre una zahorra natural o sobre la propia explanada si ésta es de cierta calidad. Basta en este caso que la capa de gravacemento presente un ancho mínimo constructivo de 15 cm.
Os dejo un vídeo de la profesora Ana María Pérez, de la Universitat Politècnica de València, que explica las características más relevantes del gravacemento utilizado en las capas de base de las carreteras.
En esta ponencia, Amaia Lisbona, de Tecnalia, explica cómo fabricar suelocemento y gravacemento a partir de áridos reciclados procedentes de los residuos de la construcción y demolición.
Os dejo a continuación el artículo 513 del PG3 donde se regulan los materiales tratados con cemento (suelocemento y gravacemento).
KRAEMER, C.; MORILLA, I.; DEL VAL, M.A. (1999). Carreteras II. Explanaciones, firmes, drenaje, pavimentos. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
La compactación por hidrovoladura («hydroblasting«) es una técnica de mejora que es diferente de la compactación clásica por explosivos, aunque de diseño similar. En primer lugar, el agua se introduce en el terreno y luego se detonan explosivos en profundidad. Es una técnica que se ha demostrado eficaz en el tratamiento de suelos colapsables tipo loess en Bulgaria.
El procedimiento constructivo se desarrolla en tres fases (Bielza, 1999):
En primer lugar, se inunda el suelo hasta que sobrepasa su Límite Líquido. Para ello se excavan zanjas de 20 a 40 cm de anchura y 4 a 5 m de profundidad alrededor del área a tratar (Figura 1). Con este drenaje se evita inundar las capas superiores del terreno adyacente. Esta inundación se realiza en varios días y se ayuda por drenes separados unos metros de las barrenas de los explosivos. Los cartuchos superiores quedan a solo 500-700 mm por debajo de la parte superior de cada perforación.
A continuación se colocan las cargas en barrenos separados entre 3 y 6 m, procediéndose a continuación a la voladura. Las cargas se detonan por separado en cada barreno, con intervalos entre las explosiones de al menos un minuto.
Por último, se consolida el suelo tras la salida inmediata y drenaje posterior del agua intersticial.
Figura 1. Compactación de suelos colapsables no saturados por hidrovoladura (Bell, 1993)
Inmediatamente después de la voladura, la superficie del suelo se levanta y se fractura. El aire y el agua escapan por las aberturas que aparecen en la superficie. Este efecto puede durar desde minutos a horas. Ocurre primero un asentamiento inicial y luego otro continuo durante algún tiempo. Como la compactación del metro superior es escasa, hay que compactarla con un compactador vibratorio pesado.
La diferencia fundamental entre la compactación por explosivos y la hidrovoladura se encuentra en el momento en que tiene lugar el asiento. Con los explosivos, la totalidad de la compactación ocurre durante la explosión. Sin embargo, en la hidrovoladura, los asientos ocurren durante todo el proceso: tanto en la inundación como en la explosión y posteriormente durante la consolidación.
Bell (1993) informa que la velocidad de compactación conseguida mediante hidrovoladura es unas 12 veces más rápida que una simple inundación de un loess, siendo su grado de compactación 3 o 4 veces superior. Asimismo, el suelo consigue una compactación uniforme, con una disminución de la porosidad entre un 33% y un 50%.
REFERENCIAS:
BIELZA, A. (1999). Manual de técnicas de tratamiento del terreno. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 432 pp.
BELL, F.G. (1993). Engineering Treatment of Soils. Ed. E & FN Spon, Londres.
LÓPEZ JIMENO, C. et al. (1995). Manual de perforación y voladuras de rocas. Instituto Tecnológico Geominero de España.
