*Por el Ing. Pablo Esteban Bolzán.
DE LA SUSTENTABILIDAD Y LA RESILIENCIA EN PAVIMENTOS Y OTRAS URGENCIAS
Los conceptos de sustentabilidad y resiliencia en pavimentos son términos muy proclamados en la actualidad dada la gran importancia que tienen tanto en la longevidad del patrimonio vial como en las consecuencias del cambio climático sobre el diseño, construcción y mantenimiento de pavimentos. Nada es sustentable de por sí que pueda durar indefinidamente, sin embargo, para considerar el respetuoso cuidado de la casa común es imprescindible diseñar y construir en forma tal que pueda maximizarse la vida de servicio cada pieza de la infraestructura vial sin comprometer a las generaciones futuras. Resiliencia y Sustentabilidad no son intercambiables, a veces la resiliencia requerida bajo determinadas circunstancias y materiales puede no ser sustentable, pero resuelve una situación difícil.
Las personas somos parte de la naturaleza, no estamos por sobre la misma, debemos respetar los materiales y formas de uso existentes sin producir daño al medio ambiente ni perjuicio a las futuras generaciones. Los ingenieros de caminos debemos poner el centro del diseño y construcción de pavimentos en las cuatro premisas fundamentales: reducir emisiones, reusar, reciclar y reducir desperdicios. Estas 4R junto con el mantenimiento de la seguridad del camino no deben ser descuidadas en ningún momento.
La presente nota se refiere en particular a los pavimentos flexibles y flexibles compuestos por ser los de mayor uso hoy día en las carreteras del mundo, pero los conceptos generales valen para toda superficie de rodamiento de las denominadas duras.
Maximizar la durabilidad de los pavimentos y sus componentes debe ser incluido en cada manual de la buena práctica, es entonces cuando entra en juego la resiliencia. Es decir, la resistencia de cada capa estructural y subrasante ante las solicitaciones existentes (conocidas) y a las condiciones cambiantes del clima futuro (desconocidas). Efectivamente, a partir del cambio climático (CC) es necesario cambiar también la forma de diseñar pavimentos para incluir las proyecciones del mismo en términos de sus estresores principales (temperatura, precipitaciones, ciclos de congelamiento-deshielo, viento, nivel del mar, sequías) dentro de los sistemas mecanístico-empíricos posibles.
El CC es un proceso más bien lento en el tiempo, salvo claro está los fenómenos catastróficos como huracanes, inundaciones, terremotos, etc. que vienen ocurriendo desde tiempos inmemoriales. Para estos fenómenos se deben contar con recursos para responder rápidamente y reponer la serviciabilidad del pavimento. Para incorporar el CC en el proceso de diseño de pavimentos se requiere un cierto tiempo.
El proyectista de pavimentos se enfrenta por primera vez con la cuestión de lidiar con diseños sin poder contar con datos históricos del clima como corrientemente se hace, sino que debe recurrir a modelos climáticos con proyecciones que no son predicciones ni pronósticos. Proyecciones como las del IPCC (Panel Intergubernamental para el Cambio Climático) basadas en modelos que tienen un amplio espectro de posibilidades según como se vayan produciendo las emisiones de gases GHG, el crecimiento económico y de la población y la incertidumbre propia de la naturaleza de los estresores del clima en particular temperaturas y precipitaciones.
Ahora bien, surgen dos cuestiones importantes a plantear en el tema de la resiliencia y la infraestructura vial:
1. ¿Es la resiliencia una urgencia en pavimentos?
2. ¿Cuáles son las urgencias en el diseño y construcción de pavimentos, y en el mantenimiento actual?
La resiliencia en pavimentos es resistir al CC, y no ofrecer resistencia a la innovación y a ir más allá de los mínimos de calidad para poder diseñar, construir y mantener pavimentos resilientes desde el inicio. No se trata de los módulos resilientes de cada capa -aunque en muchos casos sea necesario elevarlos- sino de estar preparados para resistir situaciones cambiantes del clima en cada región además del tránsito y tipos estructurales.
El fenómeno del CC suele manifestarse lentamente y es de largo plazo como pudo observarse en las proyecciones de emisiones de gases GHG de la IPCC (Figura 1) lo cual permite atender al primer paso del análisis del CC en pavimentos: la planificación.
Acudiendo a la ayuda de la famosa matriz de Eisenhower donde se conjugan lo urgente y lo importante y lo que no lo es, siempre se ha de procurar de estar lo menos posible dentro del cuadrante rojo donde todo es U e I. El CC no es urgente en el diseño de pavimentos -excepto para aquellos elementos que tienen un período de diseño mayor tal como las obras de arte- pero es importante y por tanto debe pasarse a la fase de planificación. Planificar desde ahora para no caer en riesgos innecesarios. Lo cual implica analizar regionalmente los riesgos -esto es probabilidades e impacto- de la ocurrencia de los distintos estresores del clima (temperatura, precipitaciones, nivel del mar, sequías, congelamiento/deshielo, etc) en función de los modelos climáticos existentes. ¿Existentes? No a nivel local, pero consultando a los organismos internacionales se podrán adoptar algunos para luego regionalizar.
Sin embargo, sí existen otras urgencias, temas urgentes e importantes como son la calidad y la implementación de mejores técnicas en diseño, construcción y mantenimiento de pavimentos flexibles que se están descuidando. Así, por ejemplo, los diseños de rehabilitación a corto plazo (7 años, a veces 5 años) no tienen sustentabilidad alguna, y acumulan costos de mantenimiento para el futuro cercano. Los nuevos diseños de pavimentos sin considerar la minimización del mantenimiento tampoco contribuyen con el medio ambiente. Todas las acciones destinadas a diseño nuevo y de rehabilitación deben considerar la maximización de la durabilidad para la cual se cuenta con técnicas y materiales adecuados que no se están aprovechando debidamente (asfalto tibio WMA, asfalto espumado Foamed Bitumen, RAP, reciclado en frío in situ CIR, reciclado en caliente in situ HIR, reciclado en sitio total FDR, etc). Han pasado casi 26 años desde que se inició el uso del asfalto modificado en Argentina y las mezclas con granulometrías abiertas y discontinuas (MACF10, SMA, Drenantes). Los asfaltos caracterizados por viscosidad fue un gran avance comparado con la graduación por penetración, pero en la actualidad se requiere avanzar con grados por comportamiento PG+ para considerar el clima y el tránsito.
En 1997 se comenzaron a aplicar el asfalto modificado y las mezclas con granulometría abierta (bajo porcentaje de PT200) y discontinua (diferencia PT4- PT8 menor del 8%) en ocasión de las concesiones viales de los años 90 con capitales privados y controles estatales. Rápidamente se puso en evidencia la necesidad de dimensionar con la doble función: Fricción-Durabilidad. Una durabilidad, por lo menos hasta fin del contrato y su garantía y seguridad (fricción) en todas las calzadas en todo momento. Esto permitió la inclusión de nuevas técnicas y productos pensando en una duración de al menos 20 años con renovación de la superficie de rodamiento en periodos menores.
¿Cuán importante es la resiliencia en pavimentos? Desde luego un pavimento debe ser diseño de manera que sea resiliente inclusive ante situaciones complejas y cambiantes. No obstante, la cuestión del CC no es urgente dentro del diseño de pavimentos, sino que resulta primero urgente e importante como se indicara anteriormente aprovechar las técnicas y materiales disponibles para comenzar a diseñar y construir la resiliencia desde ahora mismo dentro de cada estructura de pavimento. Si bien se dispone de algunos materiales y prácticas de buenos resultados todavía quedan pendientes de aplicación unas cuantas.
Si bien con las concesiones de caminos de los años 90 se introdujeron las mezclas asfálticas drenantes y las de granulometría discontinua junto con el asfalto modificado con polímeros (EVA primero, SBS después) a fin de atender a dos temas fundamentales: seguridad (fricción) y larga vida (menor mantenimiento) el entusiasmo por lo nuevo quedó un tanto apagado en las siguientes décadas. Más tarde, ya en 2002 hasta el presente se fueron enunciando nuevas técnicas que aún no han sido debidamente implementadas. Muchos tramos de prueba y algunas pocas aplicaciones en accesos a la Capital, pero todavía no se aplican en forma habitual (RAP, WMA, Asfalto Espumado, CIR, etc). Estos avances en la técnica de las mezclas asfálticas son tan necesarias hoy como las mejoras en las técnicas constructivas (compactación inteligente, ensayos no destructivos en el camino, MTV, medición infrarroja de temperaturas, etc) son imprescindibles para obtener pavimentos resilientes al mismo tiempo que se abordan vulnerabilidades ante el CC.
¿Es necesaria la inclusión del concepto de resiliencia en la infraestructura vial ?, ¿y cuál es el momento para hacerlo siendo el CC un fenómeno de largo plazo? Claramente la respuesta es afirmativa, es importante pero no urgente. Lo urgente es sin duda ponerse al día con técnicas más amigables con el medio ambiente, mejores prácticas constructivas y un adecuado mantenimiento preventivo. Pero salir de la emergencia en la curva de mantenimiento de pavimentos es fundamental, crear políticas que permitan estar el menor tiempo posible en el cuadrante rojo de lo urgente e importante, para pasar mayores recursos al de la planificación.
Considerar el CC en el diseño de pavimentos no es sencillo y de hecho todavía no se cuenta con métodos normalizados para incluir los distintos estresores del clima en los procedimientos empírico-mecanicistas disponibles. En lugar de la data histórica del clima se debe trabajar con proyecciones, que no son predicciones ni pronósticos.
Todo lo que circula sobre el pavimento debe ser bien cuidado -seguridad, fricción, visibilidad, confort- mientras que todo lo que yace debajo debe ser de máxima durabilidad con mínimo mantenimiento. Mantenimiento éste que puede ser sustancialmente reducido aplicando las técnicas de pavimentos perpetuos y las del SHRP-2 aprovechando las estructuras existentes y construyendo por sobre las mismas. Todo debe ser diseñado según este principio de máxima durabilidad estructural y renovación periódica de la superficie de rodamiento, tanto para diseños nuevos (pavimentos perpetuos) como en mantenimiento (materiales de larga vida, asfaltos modificados, mezclas SMA).
Lo interesante sobre el cambio climático es que no debe considerarse un enemigo, sino un aliado de los pavimentos. Dado que nos advierte con gran anticipación -40 años en anticipo- que hoy simplemente tenemos que hacer las cosas mejor -implementación definitiva de nuevas técnicas e ir más allá de los mínimos en calidad- para tener pavimentos resilientes. En tanto, se van resolviendo los temas de cómo incluir los distintos estresores del clima en el diseño y adaptar las especificaciones técnicas pertinentes.
El mensaje final es claramente el cuidado de la casa común y de todo lo que está al servicio de las personas y cosas como lo son los pavimentos donde la vida humana y la de la estructura resultan fundamentales. Es decir, se debe diseñar los pavimentos para tener seguridad (fricción) y durabilidad (sustentabilidad). Luego también la toma de buenas decisiones para invertir mejor los dineros en obras viales debe apoyarse en los principios de sustentabilidad y resiliencia.
El asfalto es uno de los materiales más resilientes dentro de la construcción de caminos (+94% de los pavimentos tienen capas asfálticas) por su versatilidad y rapidez de aplicación, responsable sólo del 0,3% de las emisiones de GHG en la industria (USA) y todavía tiene un largo recorrido de uso. El uso apropiado, reúso y reciclado al 100% del asfalto lo hacen uno de los materiales de mayor aplicación en el ámbito de la pavimentación sustentable. Cada ingeniero vial recibe un patrimonio con el ineludible compromiso de mantenerlo y mejorarlo antes de pasar a las siguientes generaciones sin comprometer los recursos no renovables. Este es el desafío que todos los días se debe preguntar si se lo está llevando a cabo cuando se enfrenta con el diseño y rehabilitación de pavimentos.
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