A consecuencia del aumento de la temperatura del ambiente, de la creciente intensidad de la radiación solar y de los mayores niveles del mar en todo el mundo, se producen fenómenos meteorológicos extremos que, indefectiblemente, afectan la vida útil del pavimento.
Si bien es real la necesidad de considerar a los fenómenos meteorológicos extremos como un aspecto central dentro del diseño y de la planificación vial, tal como coinciden los especialistas consultados en esta nota, se trata de un tema que, en la Argentina, se circunscribe al ámbito de la investigación profesional y académica, y a las aproximaciones que se puedan hacer una vez concluidos dichos estudios. “La relación directa entre la vida útil del pavimento y el cambio climático resulta ser un tema muy poco abarcado en nuestro país”, sostiene Fernanda Cáceres, arquitecta y docente de la Escuela de Caminos de San Juan.
En consonancia con este concepto, Pablo Bolzán, ingeniero especialista en pavimentos, entiende que la escasez de estudios sobre el tema en la Argentina “provoca rutas de calidad deficientes y mal diseñadas”. Y afirma que las inundaciones, las heladas, las sequías y demás fenómenos bruscos que suceden como consecuencia de tales cambios de temperatura “ejercen efectos negativos en la vida útil del pavimento que se manifiestan a través de deformaciones, ahuellamiento, agrietamiento y envejecimiento de los diverso tipos de calzadas”.
Ambos profesionales concuerdan, como resultado, los gobiernos atienden el problema del deterioro asfáltico de manera desordenada y con falta de previsión. También, aseveran que el cambio climático es un factor determinante en la vida útil del pavimento y que debe ser tenido en cuenta en la planificación de los proyectos viales con antelación para abaratar costos, generar menos inconvenientes en los usuarios y contribuir a la sustentabilidad del medio ambiente. Porque “el asfalto cuenta con susceptibilidad térmica y, por eso, la selección de qué tipo de mezcla se va a utilizar tiene que llevarse a cabo sobre la base del clima y de los registros atmosféricos”, aporta Cáceres.
INDICADORES
Para medir la duración del pavimento se utilizan indicadores vinculados a la capacidad, el confort y la seguridad de una estructura asfáltica. Si bien a nivel nacional estos “se dimensionan en quince años para el asfalto y en veinticinco años para el hormigón, rara vez alcanzan esa meta sin que haya grandes intervenciones de rehabilitación”, sostiene el ingeniero. Una de las causas del incumplimiento de este ciclo de vida es que el diseño y la calidad de la construcción no se unen para garantizar la durabilidad.
En ese sentido, los pavimentos, en muchos casos, “fallan prematuramente y, en pocos, duran lo que deben”, asegura el especialista. Y agrega que hay dos vidas que contemplar en el diseño: la funcional y la estructural. La primera se refiere a la seguridad y al confort; la segunda, a su capacidad de resistir los esfuerzos reiterados del tránsito y las variaciones del clima.
A su turno, el jefe de laboratoristas del distrito sanjuanino de Vialidad Nacional, Luis Casili, enfatiza en que “el ciclo de vida del pavimento depende de la resistencia que presenten las mezclas bituminosas a soportar la desintegración debido al clima”.
CRITERIO DE DURABILIDAD
El daño que producen los agentes atmosféricos obedece a dos tipos de fenómenos bien diferenciados: la pérdida de adherencia entre árido y ligante por el efecto combinado de agua y temperatura, y el endurecimiento del betún debido a la acción conjunta del aire, la temperatura y las radiaciones solares. Ambos aspectos “se manifiestan durante el tiempo de servicio del pavimento, lo que deteriora sus propiedades y ejerce una influencia trascendental en el acortamiento de su vida útil”, asegura el laboratista. Por lo tanto, “sus implicancias no solo son de orden económico, además afectan a la seguridad, el confort de conducción y la estética del camino”, detalla Casili.
Sin embargo, en la práctica corriente de diseño de mezclas asfálticas, “no es convenientemente el criterio de durabilidad, ya que se limitan a los estudios del envejecimiento sobre ensayos en película delgada, que solo caracterizan intrínsecamente al material ligante y al sometimiento de probetas a cortos períodos de inmersión en agua caliente”. Asimismo, la realidad indica que, a menudo, “mezclas que aprueban estos ensayos fallan por completo en servicio. En las mezclas en caliente densas o semidensas, como el concreto asfáltico y el sheet asphalt”. Y ejemplifica: es común “estimar una vida útil de unos quince años para tránsito mediano y climatología moderada”.
En muchas obras, esta estimación ha sido errónea, aun cuando se cumplieron todas las exigencias del proyecto referidas a estabilidad, flexibilidad y relaciones volumétricas, condiciones de extendido y compactación, características superficiales del pavimento terminado y previsiones de frecuencias y cargas del tránsito. El jefe de laboratoristas del distrito sanjuanino de Vialidad Nacional también explica que el objetivo final es garantizar, a través de la previsión, una resistencia mayor al envejecimiento del pavimento, ya que “la acción continua y combinada del aire, la temperatura y las radiaciones producen un endurecimiento paulatino del ligante, actuando en detrimento de las características deseables de este material viscoelástico”.
Entonces, ¿cuáles factores vitales gobiernan las causas del endurecimiento de los asfaltos en los pavimentos?
La pérdida de componentes aceitosos que posee el asfalto por volatilización o por absorción de agregados porosos por efecto de la temperatura; y los cambios en la composición química de las moléculas de betún, causados por reacción con el oxígeno de la atmósfera. La absorción y difusión del oxígeno se acelera en presencia de calor, progresando hasta que alcanza una concentración definida que depende de la naturaleza del asfalto, de la temperatura y de la presión de la fase gaseosa.
¿Y en el caso de los asfaltos modificados con polímeros?
Al tratarse de un sistema bifásico, el cambio de las características originales es producto tanto del envejecimiento del ligante como de la degradación del polímero. Este último efecto se genera por diversos mecanismos: hinchamiento y disolución de la fase polimérica, rotura de enlace −por radiaciones, reacciones químicas y efectos térmicos− y cambios morfológicos por exposición a la intemperie. En definitiva, la transformación resultante es una combinación de varios procesos distintos que producen una variación de las características originales, entre las que sobresale la disminución de su capacidad elástica. El cambio del comportamiento físico del betún depende, en última instancia, del asfalto base, del tipo de modificador y de sus proporciones.
ESTUDIOS HIDROGEOLÓGICOS
Las técnicas de medición de la geología también podrían ser aplicadas en estudios previos viales con consideraciones ambientales. La consultora en este tema María José Rey manifiesta que, tanto la caracterización geomorfológica de una zona –su relieve y topografía– como la caracterización hidrogeológica –las aguas subterráneas del terreno– son esenciales para conocer el nivel freático y evitar la deformación y el hundimiento de los asfaltos frente al cambio de comportamiento del agua cuando entra en contacto con distintos materiales, como arcillas, arenas y rocas carbonáticas. “La geología puede hacer una contribución enorme a través de sus metodologías para el ordenamiento urbanístico y la prevención de estas contingencias”, asegura.
¿Qué puede aportar sobre el cambio climático?
Las alteraciones que se están dando a través de las inundaciones o de las sequías no suceden de manera repentina, es un indicador que señala que la cuestión ambiental es urgente. Si sabemos eso y queremos hacer una estructura vial que perdure, que no se rompa, que no sufra interrupciones y daños por el agua que arrastra materiales rocosos o que no se desintegre, hay que tomar la cuestión ambiental como un una política de Estado que atraviese todas las esferas. Las inundaciones, por ejemplo, debilitan el apoyo de las estructuras permeables −esto es, los suelos y las bases granulares− y la permanencia del agua en la estructura acorta la vida de servicio de las rutas.
¿En qué contribuye la geología en ese sentido?
Puede medir todos esos factores y, así, evitar, por ejemplo, que un río arrase con una ruta. Aunque hayan pasado cien años, por donde una vez pasó el agua, va a volver a pasar.
MENORES COSTOS
Argentina es un país “con un marcado retraso en relación con la previsión de los factores que pueden alterar la vida útil del pavimento, por lo que las redes viales provinciales y nacionales deben ser constantemente reacondicionadas y rehabilitadas”, cuenta el ingeniero Pablo Bolzán.
¿Esto significa que nuestro país carece de buen diseño?
Sí, y de buena calidad de construcción; las rehabilitaciones, por lo general, nunca llegan de manera adecuada, ni en tiempo y en forma.
¿Cuánto influye la planificación de costos?
Hay que reflejar en los análisis de costo del ciclo de vida los materiales utilizados en la construcción inicial y las rehabilitaciones de pavimentos que se van a realizar porque, si se considera solamente el costo inicial de construcción de la mezcla asfáltica, se seleccionará la más barata con menor vida de servicio; lo que denota que, sin análisis de costos presentes y futuros, no se pueden tomar decisiones correctas respecto de la sustentabilidad”.
La cuestión ambiental y la prevención de estos inconvenientes son temas que tampoco se encuentran incluidos en los pliegos licitatorios de las obras viales. “Si bien es cierto que se están incorporando algunas pocas características de materiales y técnicas que favorecen la sustentabilidad, aún falta mucho porque las técnicas solas no hacen a la sustentabilidad del proyecto”, asegura Cáceres.
¿Y cuáles son las medidas de mitigación que existen hoy en la legislación nacional en relación con la sustentabilidad?
El manejo de canteras, la licencia ambiental y la ley de bosques, entre otros; pero creo que la Argentina no es un país que diseñe sus carreteras teniendo en cuenta las modificaciones ambientales que, inevitablemente, van a sucederse. Muchas naciones han avanzado más que nosotros en legislar teniendo en cuenta temas relevantes, como infraestructura y cambio climático, transición energética y exigencias en cuanto a la reducción de los gases de infecto invernadero y la huella de carbono.
¿Cuán sustancial es que el Estado incluya en los pliegos de licitaciones y contrataciones estas exigencias para garantizar la sustentabilidad y la durabilidad de los proyectos?
Tenemos que observar lo que sucede en Alemania, España o Chile, donde los efectos que el cambio climático tiene en la perdurabilidad de la infraestructura, vial en este caso, no es tenida en cuenta en los proyectos; lo que genera costos económicos y humanos altísimos, porque siempre se trata de resolver las contingencias inmediatas.
INNOVACIÓN CON SABOR A POCO
Ante este panorama, la tecnología trata de combatir el envejecimiento vial mejorando la adherencia y procurando una película de mayor espesor que recubra al árido. El empleo criterioso de filler de buena calidad y la adopción de asfaltos modificados con polímeros se ofrecen como opciones probadamente eficaces, a las que se han sumado la adición de fibras que posibilitan la incorporación de mayores contenidos de ligante.
También, se ha comenzado a aplicar distintas técnicas de reciclado, a bajar las temperaturas de fabricación y compactación en algunos tramos para evaluar el comportamiento, a utilizar materiales modificados y fibras para extender la vida útil de las capas asfálticas.
En el país se aplicaron, desde hace unos quince años y lentamente, técnicas de capas sustentables, con excelente resultados; pero su utilización es solo el 7% del total de mezclas asfálticas. Tampoco se ha federalizado su uso ni se ha considerado como una alternativa a nivel nacional, ya que se han desarrollado mayormente en el AMBA y su zona de influencia.
“El estancamiento en estas cuestiones es porque ningún gobierno entiende que los caminos de larga vida son menos costosos y debido a que se atiende a la emergencia con la menor vida útil, pero con mayor número de proyectos. En la Argentina van por la cantidad y no por la calidad”, sostiene Bolzán.
Se dimensiona que los pavimentos de larga duración tendrán una vida útil de unos cincuenta años y que no requerirán más que un mantenimiento de la carpeta de rodamiento cada diez o doce años. “Este criterio es sustentable por definición, pero jamás hemos aplicado alguno. Personalmente, he propuesto su uso, pero sin éxito, porque desde hace mucho tiempo hemos dejado de ser ingenieros para convertirnos en bomberos”, opina el ingeniero.
Se espera que los pavimentos de larga duración contengan el diseño de mezclas asfálticas durables, resistentes a los ahuellamientos, a las fisuraciones y a las deformaciones permanentes. “Es necesario, asimismo, contar con técnicas más eficientes y ecológicas. La sustentabilidad debe ser parte del proyecto”, sentencia.
