AVANCES TECNOLÓGICOS EN LAS ESTRUCTURAS VIALES. Al principio de los siglos, cuando El hombre, apareció sobre la faz de la

Transcripción

1 AVANCES TECNOLÓGICOS EN LAS ESTRUCTURAS VIALES. Al principio de los siglos, cuando El hombre, apareció sobre la faz de la tierra, era nómada, se trasladaba huyendo de las inclemencias del tiempo y en busca de la caza que era su alimento y resguardo, para el, su familia y su clan. En ese trajinar dio comienzo también a su lucha contra las dificultades y obstáculos que se interponen en sus caminos y que nos ha acompañado desde entonces, hace mas de años, hasta nuestros días. Posteriormente el hombre se afinco en un lugar, pero descubrió que necesitaba comunicarse con sus congeneres y apareció entonces el trueque y el intercambio, y requirió transportar cargas cada vez mayores que le exigieron utilizar, inicialmente animales de carga y a medida en que se incrementaban las distancias, vehículos de carga y pasaje, hasta llegar a los Vehículos motorizados: Terrestres y aéreos e incluso, hoy en día extraterrestres, que nos sorprenden con su inmensa capacidad y velocidad, pero también simultáneamente se han incrementado las exigencias en la calidad de las vías y las correspondientes dificultades y obstáculos que se interponen en su camino. 1

2 Quizás el obstáculo más álgido, de todos los que el Hombre a encontrado en la construcción y mantenimiento de sus caminos, radica en el comportamiento y en las características especiales de las Arcillas. Las Arcillas brindan características benéficas, como son: la de ser el aglomerante que mantiene correctamente ubicados los otros materiales y la Compresibilidad, que le permite evitar los daños en la estructura al poder asimilar las sobrecargas y los sobreesfuerzos a que sometemos nuestras vías. Además las Arcillas, están constituidas por las partículas mas pequeñas dentro de la Escala Granulométrica, lo cual las lleva a presentar comportamiento coloidal y a ofrecer, en presencia o ausencia de agua y de acuerdo a su composición, diferentes grados de plasticidad y de inestabilidad volumétrica (expansión y contracción), características que hacen muy difícil su empleo como material constitutivo de las estructuras viales. La importancia e incidencia de las Arcillas, radica en que: constituyen en alto porcentaje los suelos naturales (Subrasante), con mayor énfasis en los que geológicamente aun se encuentran en formación. 2

3 Constituyen la fracción fina de los materiales arcillo-gravosos (recebos), de fuente o de cantera, que empleamos para constituir las capas intermedias de las estructuras viales; incrementan los costos al hacer presencia, indeseable, en los materiales que empleamos para construir las bases y en los agregados de las rodaduras de nuestras vías. Finalmente son las causantes de la contaminación y deterioro de los caminos y de las rodaduras, en las vías sin pavimento. 3

4 El hombre hábilmente ha ido desarrollando e implementando tecnologías para solucionar dichos problemas, dedicando gran parte de la Investigación y la Ciencia humana a analizar los materiales disponibles y a estudiar sus aplicaciones, para obtener la mejor estructura vial, que se adaptara, en cada época y en cada oportunidad a sus requerimientos. En su afán de encontrar estructuras viales, durables y confiables, descuido, hasta hace algunos pocos años, el aspecto económico y el deterioro ambiental que estaba infringiendo a su entorno. Incluso abandono y olvido procedimientos y tecnologías que otrora le habían sido útiles y que conservando los recursos naturales producían menor deterioro ecológico. Las actuales estructuras viales, están constituidas por una serie de capas superpuestas, compuestas de materiales cuyas características, requerimientos y exigencias, varían de una capa a otra. La función de estas diferentes capas es ir disipando y redistribuyendo las cargas que le infringe el trafico, de manera tal que en la medida que dichos esfuerzos van penetrando la estructura, menor será su incidencia en la capa inmediatamente inferior, hasta llegar a la Subrasante o suelo natural, siendo necesario evitar, en los diseños, sobrepasar la capacidad portante de este estrato. 4

5 Todas las Estructuras viales que el hombre ha diseñado, desde siempre, incluyendo las actuales, se basan en Dos premisas: La primera de ellas considera las cargas que deberá soportar la vía, durante el tiempo de vida útil que requerimos. Es un dato estadístico, muy difícil de modificar. La segunda premisa es la Capacidad portante del Suelo Natural sobre el que debemos soportar nuestra vía. Actualmente se toma, como unidad de medida de dicha Capacidad, la establecida por la Universidad de California (E.U.A.) y que se denomina CBR. En la medida en que mayor sea la Capacidad portante de este estrato menor será el espesor de la estructura requerida, para una carga o esfuerzo determinados, lo que redunda en economía, en todos los aspectos y menor deterioro ambiental. 5

6 La Empresa Estabilizadora de Vías EstaVias, se creo con el fin especifico de asesorar y colaborar con las entidades, tanto de carácter Publico como Privado, que tienen a su cargo, a nivel Nacional e Internacional, los diversos aspectos Técnicos de los carreteables, al poner a su disposición las tecnologías mas avanzadas, encaminadas a solucionar algunos de los problemas e inconvenientes que, nos presentan los Suelos naturales o Subrasantes, buscando obtener simultáneamente la mayor Capacidad portante de este estrato; Al igual que otras tecnologías complementarias, que nos permitan obviar las dificultades que, para constituir las diferentes capas de la Estructura vial, presentan habitualmente los materiales naturales obtenidos en fuentes o canteras del area de influencia, reduciendo los altos costos y el deterioro ecológico, prolongando simultáneamente la vida útil de las vías y ampliando la cobertura de los escasos presupuestos. Las diferentes tecnologías que se describen a continuación, se emplean en forma independiente, pero en forma conjunta representan, la solución, mas técnica y económica, para constituir una estructura vial completa, dependiendo de los requerimientos, las características y objetivos de cada obra y del nivel al que se quiere llegar en la constitución de la estructura vial. 6

7 1.- Aceite Sulfonado, Estabilizador Electroquímico de Arcillas La Ye Yondo (SOP. Antioquia) Se emplea para reducir la plasticidad, controlar las variaciones volumétricas (expansión y contracción) y mejorar el comportamiento de los materiales constitutivos: de Subrasantes (Suelo natural), para constituir la mejor capa de soporte a los Pavimentos rígidos o a cualquier Estructura vial; de los Terraplenes y las Sub-bases (recebos) y para Reciclar los Afirmados contaminados (rodadura), en el mantenimiento de vías sin pavimento. 7

8 2.- Aditivo enzimático cementante - Urbanización Club Campestre La Dorada (Caldas). Se emplea para rigidizar los materiales de fuente, corte o cantera (recebos con alta fracción fino-plástica) que empleamos para construir Subbases y bases e incluso puede emplearse para constituir la rodaduras en vías sin pavimento. 8

9 1.- Aceite Sulfonado, Estabilizador Electroquímico de Arcillas Este producto representa una alternativa técnica y económica, para la solución práctica de muchos de los problemas que se presentan en los materiales de matriz arcillosa que conforman habitualmente, el suelo natural (Sub-rasante) y la fracción fina de los materiales de cantera (fino-gravosos), con que construimos los terraplenes, la Sub-base y la rodadura en las vías sin pavimento. La Ye Yondo SOP de Antioquia. 9

10 El Estabilizador, al ser incorporado en el material de matriz arcillosa, modifica la actividad eléctrica del agua, obligándola a desprenderse de las partículas de arcilla y simultáneamente reacciona electroquímicamente con los cationes de la arcilla, neutralizando su actividad eléctrica, obligándolos así y en forma definitiva a perder su avidez de agua. Esta reacción y estos efectos son los que garantizan la duración en el tiempo de los beneficios del Estabilizador que, según las leyes Fisico-químicas, tienen carácter irreversible. Estabiliza estos materiales en forma permanente: controlando las variaciones volumétricas (expansión y contracción), que ocasiona en las arcillas la presencia o ausencia de agua, modificando favorablemente su plasticidad e incrementando su densidad, impermeabilidad y capacidad de soporte CBR. Cumple estas funciones sin rigidizar el material, permitiendo que conserven las características benéficas (compresibilidad y aglomerante) y llevándolo a brindar la mejor capa de soporte a los pavimentos rígidos o a cualquier estructura vial que se planee construir sobre ellos. 10

11 La Mesa (Cundinamarca) FNCV. En el mantenimiento de las vías sin pavimento, encontramos que la aplicación del Estabilizador permite, mediante una operación económica y sencilla, el reciclaje o reutilización de los afirmados (Recebo) contaminados, que constituyen la rodadura, reduce los costos al evitar los requerimientos de nuevo afirmado y prolongar la vida útil de la vía y si se desea pavimentar, esta capa tratada, puede ser considerada como capa de Sub-base. 11

12 Los materiales de corte que presentan características (fracción fina plástica), que no los hacen aptos para ser utilizados en la estructura de las vías (Sub-base y base) o como agregados de las bases negras, al ser tratados previamente con Aceite Sulfonado, se ubican en los rangos en que se permite su utilización. El Estabilizador, se aplica en solución en el agua de compactación y no requiere operaciones adicionales, ni equipos diferentes a los habituales (Motoniveladora, Carrotanque con flauta irrigadora y Cilindro compactador, opcionalmente puede aplicarse con Recicladora), incluso en casos puntuales y específicos, pueden hacerse las aplicación manualmente por inoculación (perforaciones). Al igual que en cualquier vía es indispensable disponer previamente de las obras necesarias (capacidad y cantidad), para la recolección, conducción y desalojo de las aguas que puedan por cualquier causa interesar y deteriorar la vía. 12

13 2.- Aditivo enzimático cementante El Aditivo es una formulación multienzimatica, que utiliza una tecnología de avanzada en fermentación de materiales orgánicos, que al ser aplicada en los materiales gravo-arcillosos, aumenta su integridad estructural. Las enzimas promueven una rápida dispersión de la humedad y se adhieren a las moléculas, neutralizando los terminales de intercambio iónico, ocasionando que las partículas hidratadas de arcilla, se compacten y densifiquen, llenando los espacios vacíos., Aceleradamente y actuando como catalizador de las reacciones químicas que aglutinan las arcillas, constituyen una pizarra estable, rígida y cementada, permanentemente dura e impermeable, aumentando la densidad, impermeabilidad, resistencia a la compresión y capacidad portante de los Recebos en que se aplica. Permite constituir con materiales gravo-arcillosos con contenido de fracción fina plástica, una capa de base permanente y densa resistente a la acción del agua, del trafico y de las inclemencias del tiempo, sustituyendo así los costosos materiales foráneos (triturados y/o aluviones de los Ríos). 13

14 A los 15 días posteriores a la aplicación, comienzan a manifestarse los procesos Cementantes. La aplicación del Aditivo es sencilla, se aplica y mezcla en solución acuosa. No se requieren equipos diferentes a los convencionales: Motoniveladora con escarificador; Carrotanque con Flauta irrigadora y Cilindro compactador, opcionalmente puede aplicarse con Recicladora. En la construcción y mantenimiento de las vías sin pavimento de la red terciaria (agrícolas y rurales), permite constituir con los materiales de la región, rodaduras de mayor duración, transitables en forma confiable aun en Invierno y reduciendo el polvo en la temporada de Verano. Efectos de la aplicación del Aditivo Enzimático Cementante.- Aumenta la densidad, impermeabilidad y capacidad portante de los recebos. Prolonga la vida útil de las vías. Facilita y mejora la respuesta a la compactación de las materiales de cantera. Reduce el polvo en vías sin pavimentar. 14

15 La aplicación conjunta de estas tecnologías se ha realizado con éxito en varios tramos de vía, en muchas regiones del país y representa una solución económica y técnica que permite considerar el suelo natural estabilizado como componente de la estructura vial y además utilizar, en las otras capas de la estructura o en la rodadura (vías sin pavimento), l Tuchin-Chima (Córdoba) (Aceite Sulfonado + Aditivo Enzimático Cementante) 15

16 Una vez constituida la estructura, programada atrás, debemos analizar las diferentes alternativas de solución que tenemos para constituir, según el tipo de vía, la capa de base y en general la carpeta o rodadura, cuya función principal es sellar y proteger la estructura sobre la que se apoya y brindar un transito agradable y seguro, en todas las épocas. Esperamos que el conocimiento, difusión y aplicación de estas Tecnologías, nos permita, en el breve plazo disponer de una red vial que cumpla las expectativas y los requerimientos, dándole vía libre al desarrollo y despegar con el progreso que deseamos y que merecen nuestros compatriotas y esta querida y sufrida patria Colombiana. Mil gracias. LEONARDO GONZÁLEZ GONZÁLEZ 16