21.06.2013 Views

rehabilitación estructural de firmes, mediante técnicas de reciclado

rehabilitación estructural de firmes, mediante técnicas de reciclado

rehabilitación estructural de firmes, mediante técnicas de reciclado

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

REHABILITACIÓN ESTRUCTURAL DE FIRMES, MEDIANTE TÉCNICAS DE<br />

RECICLADO “IN SITU” CON EMULSIÓN<br />

AUTOR: DAVID ALMAZÁN CRUZADO<br />

Probisa Tecnología y Construcción S.A.<br />

RESUMEN<br />

La <strong>rehabilitación</strong> <strong>estructural</strong> <strong>de</strong> <strong>firmes</strong>, <strong>mediante</strong> <strong>técnicas</strong> <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> "in situ" con emulsión, es una alternativa<br />

inteligente, frente al fresado y reposición convencional.<br />

Se trata <strong>de</strong> una técnica sostenible <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> <strong>de</strong> <strong>firmes</strong> <strong>de</strong>gradados, que integra la interfase cantera - verte<strong>de</strong>ro.<br />

Es <strong>de</strong>cir, con una sola pasada <strong>de</strong> maquinaria-<strong>reciclado</strong>ra, se consigue fresar la carretera envejecida y fatigada, su<br />

mezclado y homogenización con emulsión y agua, y finalmente, su extendido y precompactación. De esta forma se<br />

genera un impacto sobre el medioambiente prácticamente <strong>de</strong>spreciable, pues se reduce al máximo el transporte <strong>de</strong><br />

materiales, y consecuentemente, se disminuye la emisión <strong>de</strong> gases <strong>de</strong> efecto inverna<strong>de</strong>ro y el ruido, y se evita la<br />

explotación <strong>de</strong> nuevos yacimientos, así como <strong>de</strong> vertidos.<br />

El empleo <strong>de</strong> esta tecnología favorece el ahorro <strong>de</strong> costes <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong> la ejecución <strong>de</strong> obra, la eco-eficacia<br />

energética, el medioambiente y la seguridad.<br />

1. EL CONCEPTO DE RECICLADO DE CARRETERAS<br />

La estimación <strong>de</strong> durabilidad <strong>de</strong> una carretera, en función <strong>de</strong> sus parámetros básicos <strong>de</strong> <strong>de</strong>terioro<br />

(fisuras, regularidad superficial, capacidad <strong>estructural</strong>, resistencia al <strong>de</strong>slizamiento, ro<strong>de</strong>ras y<br />

textura) es un fenómeno complejo en el cual influyen las cargas <strong>de</strong> tráfico, la climatología, el<br />

grado <strong>de</strong> envejecimiento <strong>de</strong>l ligante y la calidad <strong>de</strong> la ejecución (incluidos sus materiales) <strong>de</strong> la<br />

carretera.<br />

Las carreteras, como cualquier otra infraestructura, necesitan una serie <strong>de</strong> actuaciones <strong>de</strong><br />

mantenimiento y conservación, con cierta periodicidad, con objeto <strong>de</strong> dotar <strong>de</strong> unas condiciones<br />

mínimas <strong>de</strong> servicio a su estado superficial y <strong>estructural</strong>.<br />

En este sentido, se enmarca la técnica <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> <strong>de</strong> carreteras, cuya principal función es el<br />

aprovechamiento <strong>de</strong> los materiales existentes que la componen.<br />

Por tanto, se pue<strong>de</strong> llegar a afirmar que el agotamiento <strong>estructural</strong> <strong>de</strong> una carretera no implica el<br />

agotamiento <strong>de</strong> los materiales que la conforman.<br />

En la figura 1 se pue<strong>de</strong> observar un <strong>de</strong>talle <strong>de</strong> una carretera <strong>de</strong>teriorada, a modo <strong>de</strong> cuarteo en<br />

malla gruesa (1) , que no hace otra cosa que indicar que se trata <strong>de</strong> un firme susceptible <strong>de</strong> ser<br />

rehabilitado. Pero, a su vez, también se está indicando que en esta carretera existe un yacimiento<br />

<strong>de</strong> áridos <strong>de</strong> altas prestaciones, y un verte<strong>de</strong>ro integrado, a disposición <strong>de</strong> la Administración<br />

Competente.<br />

1


Figura 1. Detalle <strong>de</strong> cuarteo en malla gruesa (Catálogo <strong>de</strong> Deterioros en Firmes. MOPU. 1989)<br />

Dado que se cuenta con esta posibilidad, ¿qué mejor que reutilizar estos materiales, <strong>mediante</strong><br />

<strong>técnicas</strong> <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong>, para conformar una nueva capa <strong>de</strong> mezcla bituminosa?<br />

Actualmente existen varios tipos <strong>de</strong> <strong>técnicas</strong> <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong>: “in situ” con emulsión (en frío), “in<br />

situ” con agentes rejuvenecedores <strong>de</strong> ligante (en caliente), o en central con betún (en caliente). Si<br />

bien, esta comunicación se centrará en las prestaciones <strong>de</strong>l <strong>reciclado</strong> <strong>de</strong> carreteras “in situ” con<br />

emulsión.<br />

Una vez analizadas estas apreciaciones, es natural que a cualquier técnico <strong>de</strong>l sector le surjan<br />

preguntas <strong>de</strong>l tipo: ¿Cómo afrontar un <strong>reciclado</strong> <strong>de</strong> este tipo en obra?, ¿cuándo es el momento<br />

a<strong>de</strong>cuado para realizarlo?, ¿por qué es apropiado emplear sistemas <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong>?<br />

En los próximos apartados se tratará <strong>de</strong> dar respuesta a estas cuestiones.<br />

2. EL RECICLADO “IN SITU” DE CARRETERAS CON EMULSIÓN<br />

El <strong>reciclado</strong> en frío “in situ”, es una técnica <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> <strong>de</strong> carreteras, que consiste en la<br />

reutilización <strong>de</strong> los materiales proce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> las capas <strong>de</strong>l firme que ya han estado en servicio:<br />

materiales que han perdido algunas <strong>de</strong> sus propieda<strong>de</strong>s iniciales por el uso o envejecimiento<br />

(cohesión, textura, composición, geometría,…), pero que mezclados homogéneamente con un<br />

nuevo ligante (emulsión bituminosa) y ciertos porcentajes <strong>de</strong> agua y aditivos (cemento o cal),<br />

tienen el potencial <strong>de</strong> ser reutilizados para integrar nuevas capas <strong>de</strong> firme. (2)<br />

2


En la figura 2, se pue<strong>de</strong> observar una sección longitudinal muy simplificada, <strong>de</strong> un equipo <strong>de</strong><br />

<strong>reciclado</strong> “in situ” con emulsión bituminosa. La <strong>reciclado</strong>ra está compuesta por una fresadora,<br />

una serie <strong>de</strong> difusores que regulan <strong>de</strong> forma automática la cantidad <strong>de</strong> emulsión y aditivo, una<br />

zona <strong>de</strong> mezclado y homogenización, y una regla <strong>de</strong> extendido y precompactación.<br />

Figura 2. Esquema <strong>de</strong> un equipo <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> “in situ” con emulsión<br />

Posteriormente al extendido <strong>de</strong> la mezcla reciclada con nuevo ligante, se configura un tren <strong>de</strong><br />

compactación compuesto por un rodillo vibratorio pesado <strong>de</strong> 15 t, el cual hace que el material<br />

extendido y refinado termine por encajarse en el hueco abierto por el fresado y un rodillo <strong>de</strong><br />

neumáticos también pesado, <strong>de</strong> 35 t, que, con baja presión <strong>de</strong> inflado, compacta el fondo <strong>de</strong> la<br />

capa reciclada y, con alta presión, ayuda a la eliminación <strong>de</strong>l agua sobrante y cierra la superficie<br />

(ver figura 5)<br />

Finalmente, y sólo en caso necesario (normalmente ante previsiones climáticas adversas), se<br />

pue<strong>de</strong> incorporar un riego <strong>de</strong> sellado con un enarenado posterior, sobre la superficie reciclada<br />

totalmente compactada.<br />

En la figura 3, se pu<strong>de</strong> observar el <strong>de</strong>talle <strong>de</strong> una <strong>de</strong> las rodadas <strong>de</strong> una carretera fatigada (parte<br />

<strong>de</strong>recha), así como el <strong>de</strong>talle <strong>de</strong> la envuelta <strong>de</strong>l árido <strong>reciclado</strong> con el nuevo ligante y la calidad<br />

<strong>de</strong> la salida <strong>de</strong> la mezcla reciclada (parte izquierda).<br />

En la figura 4, se incluye una <strong>reciclado</strong>ra (W-2100) en plena fase <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> <strong>de</strong> una carretera<br />

agotada <strong>estructural</strong>mente y muy fisurada en superficie.<br />

Finalmente, en la figura 5, se presenta el esquema a escala real <strong>de</strong>l tren <strong>de</strong> compactación habitual<br />

sobre el material <strong>reciclado</strong>.<br />

3


Figura 3. Detalle <strong>de</strong> fisuración en “piel <strong>de</strong> cocodrilo” (dcha) en zona sin reciclar y <strong>de</strong>talle <strong>de</strong> carretera reciclada (izda)<br />

Figura 4. Recicladora W-2100 en acción<br />

Figura 5. Esquema <strong>de</strong> configuración <strong>de</strong> tren <strong>de</strong> compactación<br />

4


3. VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LA TÉCNICA<br />

3. 1 VENTAJAS<br />

a) Reduce impactos ambientales<br />

• Minimiza el impacto ambiental en la zona <strong>de</strong> influencia <strong>de</strong> la obra<br />

Al tratarse <strong>de</strong> una técnica sostenible <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> <strong>de</strong> <strong>firmes</strong>, reutiliza los materiales<br />

existentes <strong>de</strong> la carretera antigua, sin necesidad <strong>de</strong> explotar nuevos yacimientos, ni <strong>de</strong> realizar<br />

nuevos vertidos (no se producen residuos proce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> construcción y <strong>de</strong>molición; RCD). De<br />

esta forma el impacto ambiental que genera es prácticamente <strong>de</strong>spreciable.<br />

• Reduce el nivel <strong>de</strong> ruido<br />

La reducción <strong>de</strong> transporte que se genera <strong>mediante</strong> el empleo <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> con emulsión, frente a<br />

la técnica convencional <strong>de</strong> fresado y reposición, se estima en más <strong>de</strong> 70 camiones menos, por km<br />

<strong>de</strong> obra ejecutada.<br />

Luego, una consecuencia a tener en cuenta, respecto a la gran disminución <strong>de</strong>l transporte que se<br />

genera, son las reducciones en los niveles <strong>de</strong> ruido, en la zona <strong>de</strong> influencia <strong>de</strong> la obra.<br />

La reducción <strong>de</strong>l ruido producido por el tránsito <strong>de</strong> tráfico pesado se estima entre 2 y 3 dBA,<br />

según estudios realizados por la Sociedad Española <strong>de</strong> Acústica. Si extrapolamos estos datos, la<br />

técnica <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> con emulsión, colabora, por tanto, a la reducción <strong>de</strong>l ruido <strong>de</strong> nuestras<br />

carreteras, hasta en un 50% menos, durante la fase <strong>de</strong> ejecución.<br />

• Reduce emisiones <strong>de</strong> gases <strong>de</strong> efecto inverna<strong>de</strong>ro<br />

Una <strong>de</strong> las consecuencias <strong>de</strong> la gran reducción <strong>de</strong> los transportes realizados en obra y <strong>de</strong>l uso <strong>de</strong><br />

tecnologías “en frío”, es la disminución <strong>de</strong> la emisión <strong>de</strong> gases <strong>de</strong> efecto inverna<strong>de</strong>ro.<br />

Teniendo en cuenta que el consumo <strong>de</strong> 1 kg <strong>de</strong> combustible fósil, genera 3 kg <strong>de</strong> emisiones <strong>de</strong><br />

CO2 a la atmósfera, a<strong>de</strong>más <strong>de</strong> ciertos porcentajes <strong>de</strong> NOx, COV, SOx y <strong>de</strong> partículas en<br />

suspensión, con las consiguientes afecciones a la salud que suponen para el hombre, se trata <strong>de</strong><br />

una técnica <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> <strong>de</strong> <strong>firmes</strong> a tener en cuenta.<br />

• Reduce consumos energéticos: Eco-eficacia<br />

Otra consecuencia <strong>de</strong> la reducción <strong>de</strong>l transporte y <strong>de</strong>l uso <strong>de</strong> tecnologías “en frío” es el ahorro<br />

energético <strong>de</strong> combustible fósil, que evita las emisiones <strong>de</strong> CO2 que habitualmente se generan<br />

durante la fabricación <strong>de</strong> la mezcla bituminosa convencional.<br />

El consumo energético <strong>de</strong> esta técnica <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> <strong>de</strong> carreteras “en frío” es un 35%<br />

menor, que las <strong>técnicas</strong> convencionales, “en caliente”.<br />

b) Reduce costes <strong>de</strong> ejecución<br />

• Reduce los costes <strong>de</strong> transporte durante la ejecución <strong>de</strong> las obras<br />

Mediante esta técnica se evita el trasiego <strong>de</strong> gran cantidad vehículos pesados, en cuanto a los<br />

transportes a las plantas <strong>de</strong> producción <strong>de</strong> mezclas bituminosas, o a las <strong>de</strong> producción <strong>de</strong> áridos,<br />

o a los verte<strong>de</strong>ros, se refiere.<br />

5


• Técnica más económica <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> <strong>de</strong> <strong>firmes</strong><br />

Esta técnica <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> es más económica que las <strong>técnicas</strong> convencionales <strong>de</strong> fresado y<br />

reposición, en cuanto a secciones equivalentes se refiere.<br />

Se producen ahorros <strong>de</strong> materiales, <strong>de</strong> transporte, <strong>de</strong> combustible, <strong>de</strong> cánones <strong>de</strong> vertido y <strong>de</strong><br />

ejecución <strong>de</strong> <strong>de</strong>svíos provisionales nocturnos.<br />

c) Reduce afecciones a usuarios<br />

• Limita las <strong>de</strong>gradaciones colaterales <strong>de</strong> carreteras aledañas, por transportes imprevistos<br />

El empleo <strong>de</strong> esta técnica, limita enormemente el tránsito <strong>de</strong> vehículos pesados por las carreteras<br />

aledañas <strong>de</strong> la zona <strong>de</strong> actuación, evitando la fuerte <strong>de</strong>gradación que este tipo <strong>de</strong> transporte les<br />

genera, al tratarse <strong>de</strong> un tráfico no previsto.<br />

El uso <strong>de</strong> carreteras aledañas, como caminos <strong>de</strong> acarreo, para la <strong>rehabilitación</strong> <strong>de</strong> una<br />

infraestructura existente, por métodos convencionales, es una práctica más que habitual.<br />

Si bien, la técnica <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> con emulsión minimiza este tipo <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradaciones colaterales, al<br />

reducir drásticamente el transporte <strong>de</strong> materiales.<br />

d) Mantiene las condiciones geométricas <strong>de</strong> las infraestructuras existentes<br />

• Mantiene los gálibos geométricos <strong>de</strong> la carretera existente<br />

Al tratarse <strong>de</strong> un <strong>reciclado</strong> “in situ” <strong>de</strong> la carretera envejecida y <strong>de</strong>gradada, se mantienen los<br />

gálibos horizontales y verticales, respetando la geometría inicial <strong>de</strong> la carretera.<br />

Esta ventaja es interesante en tramos <strong>de</strong> carretera situados bajo pasos superiores, pasos<br />

inferiores, cruces con otras vías principales a distinto nivel y túneles.<br />

e) Durabilidad<br />

• Capacidad portante para rehabilitaciones <strong>estructural</strong>es<br />

De los estudios realizados sobre la mezcla reciclada en los últimos años, se ha concluido:<br />

- Que se trata <strong>de</strong> un material apto para <strong>rehabilitación</strong> <strong>estructural</strong> <strong>de</strong> <strong>firmes</strong>, según la Norma<br />

6.3-IC <strong>de</strong> Rehabilitación <strong>de</strong> Firmes, <strong>de</strong>l Ministerio <strong>de</strong> Fomento (2.003). (3)<br />

- Que tiene un coeficiente <strong>de</strong> equivalencia <strong>de</strong> 0,75 , respecto a los espesores <strong>de</strong> una capa<br />

<strong>de</strong> MBC convencional, tal y como se recoge en la Norma 6.3-IC <strong>de</strong> Rehabilitación <strong>de</strong><br />

Firmes, <strong>de</strong>l Ministerio <strong>de</strong> Fomento (2.003). (3)<br />

- Que tiene una ley <strong>de</strong> fatiga específica no tipificada. (3)<br />

- Que cuenta con un módulo <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z que oscila entre los 2.500 MPa y los 4.000 MPa, es<br />

<strong>de</strong>cir, se trata <strong>de</strong> un material más flexible que una MBC convencional, pero con<br />

características comprendidas entre una grava-emulsión y una MBC tipo G.<br />

- Que posee unos husos granulométricos similares a los <strong>de</strong> una MBC tipo G, como se<br />

pue<strong>de</strong> observar en la figura 6. Don<strong>de</strong> RE1 es el huso granulométrico correspondiente al<br />

fresado <strong>de</strong> una capa <strong>de</strong> MBC, con un espesor mayor <strong>de</strong> 10 cm y RE2, el correspondiente<br />

a un fresado <strong>de</strong> espesor menor <strong>de</strong>10 cm. (4)<br />

6


Cernido acumulado %<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

Husos RE 1 y RE 2 y Curva genérica <strong>de</strong> MBC tipo G<br />

HUSO GRANULOMÉTRICO RE-2<br />

HUSO GRANULOMÉTRICO RE-1<br />

GRANULOMETRÍA GENÉRICA MBC G<br />

0<br />

10080635040 2520 12.5 8 4 2 0.5 0.25 0.063<br />

Tam i ce s UNE<br />

Figura 6. Comparativa <strong>de</strong> husos granulométricos <strong>de</strong> mezcla bituminosa tipo G, con mezcla bituminosa reciclada (RE-1 y RE-2)<br />

3. 2 LIMITACIONES<br />

Sin embargo, la técnica <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> en frío con emulsión, presenta, como cualquier otra técnica,<br />

algunas limitaciones entre las que se pue<strong>de</strong>n señalar las siguientes: (2)<br />

• No todos los materiales son susceptibles <strong>de</strong> ser <strong>reciclado</strong>s <strong>de</strong> forma efectiva y económica.<br />

Cualquier operación <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong>, al igual que cualquier otra técnica <strong>de</strong> conservación,<br />

requiere un estudio previo <strong>de</strong> las secciones y <strong>de</strong> los materiales.<br />

• El <strong>reciclado</strong> no permite solucionar algunos tipos <strong>de</strong> problemas habituales en los <strong>firmes</strong>,<br />

en particular los asociados a mala calidad <strong>de</strong> la explanada o <strong>de</strong> capas profundas.<br />

• Conviene evitar los tramos urbanos, sometidos a elevadas tensiones tangenciales, don<strong>de</strong><br />

a<strong>de</strong>más se <strong>de</strong>tecten tapas <strong>de</strong> registro, pozos, arquetas o canalizaciones subterráneas en<br />

medio <strong>de</strong> la calzada, que dificultan el empleo <strong>de</strong> esta solución.<br />

• Tampoco es recomendable reciclar pavimentos que contengan geotextiles anti-fisuras,<br />

cuando éstos se encuentran <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>l espesor <strong>de</strong>l material a reciclar, porque su<br />

disgregación es complicada, y aparecerán trozos <strong>de</strong> geotextil en la superficie que se<br />

<strong>de</strong>spren<strong>de</strong>rán muy fácilmente y el aspecto <strong>de</strong> la mezcla será <strong>de</strong>ficiente y poco funcional.<br />

• Finalmente, como cualquier otro material bituminoso, su puesta en obra <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> la<br />

climatología. Por tanto, no es recomendable ejecutar obras <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> con emulsión en<br />

los meses <strong>de</strong> invierno, con bajas temperaturas, ni en los periodos lluviosos.<br />

7


4. EJEMPLO PRÁCTICO DE DIMENSIONAMIENTO<br />

Sea una sección tipo <strong>de</strong> nueva construcción, genérica, calculada con el Programa BISAR.<br />

Suponiendo que la citada sección se construyó a principios <strong>de</strong> los años 90, y que por tanto se<br />

encuentra actualmente al final <strong>de</strong> su vida útil, se consi<strong>de</strong>ra la posibilidad <strong>de</strong> estudiar una<br />

<strong>rehabilitación</strong> <strong>estructural</strong> <strong>de</strong> firme.<br />

Para ello se van a emplear métodos <strong>de</strong> cálculo analítico, basado en los estudios <strong>de</strong> tensiones y<br />

<strong>de</strong>formaciones producidos por las solicitaciones <strong>de</strong> tráfico, bajo mo<strong>de</strong>los elásticos multicapa.<br />

El cálculo <strong>de</strong> la sección tipo <strong>de</strong> proyecto, genérica, se planteó según los siguientes parámetros:<br />

Categoría <strong>de</strong> tráfico: T31<br />

Categoría <strong>de</strong> cimiento: E2<br />

Don<strong>de</strong> se obtuvieron los siguientes resultados:<br />

TABLA 1. Dimensionamiento <strong>de</strong> sección tipo <strong>de</strong> referencia<br />

PROYECTO OBRA NUEVA (Principios años 90)<br />

Estado Teórico<br />

Solución Proyecto:<br />

15 MBC/25 ZA/E2<br />

Durabilidad (años) 20 20<br />

Ejes equivalentes 878.000 887.037<br />

Modo fallo: MBC<br />

(µ<strong>de</strong>f)<br />

k: Coeficiente<br />

logarítmico <strong>de</strong><br />

aplicaciones <strong>de</strong> carga<br />

tipo (Indicador<br />

dimensionamiento)<br />

8<br />

- 166<br />

- 1,00


30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Durabilidad (años)<br />

Ejes equivalentes<br />

Estado Teórico Solución Proyecto: 15 MBC/25 ZA/E2<br />

888000<br />

886000<br />

884000<br />

882000<br />

880000<br />

878000<br />

876000<br />

874000<br />

872000<br />

Suponiendo que al cabo <strong>de</strong> los 20 años, y habiendo agotado su vida útil por completo, esta<br />

sección necesitase una <strong>rehabilitación</strong> <strong>estructural</strong>, se proce<strong>de</strong> a su dimensionamiento para un<br />

periodo <strong>de</strong> proyecto <strong>de</strong> 10 años.<br />

Para ello, se ha estimado un crecimiento anual <strong>de</strong> vehículos pesados <strong>de</strong>l 2%, un coeficiente <strong>de</strong><br />

equivalencia <strong>de</strong> 0,6 y un coeficiente <strong>de</strong> mayoración <strong>de</strong> cargas <strong>de</strong> 1,1.<br />

A partir <strong>de</strong> estos parámetros <strong>de</strong> cálculo, se proponen las siguientes alternativas <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong><br />

<strong>estructural</strong>:<br />

Alternativa 1: Fresado y reposición <strong>de</strong> 5 cm <strong>de</strong> MBC y posterior refuerzo <strong>de</strong> 5 cm <strong>de</strong><br />

MBC<br />

Alternativa 2: Reciclado “in situ” <strong>de</strong> la carretera existente, con emulsión, en un espesor<br />

<strong>de</strong> 7 cm y posterior refuerzo <strong>de</strong> 5 cm <strong>de</strong> MBC<br />

9


Si se comparan los resultados obtenidos en ambas alternativas <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> (ver tabla 2), se<br />

podrá observar que tanto, la durabilidad, como el indicador <strong>de</strong> dimensionamiento y el coeficiente<br />

<strong>de</strong> seguridad, en ambos casos es exactamente igual. Es <strong>de</strong>cir, se trata <strong>de</strong> dos secciones<br />

equivalentes.<br />

Si bien, la solución 2 (<strong>reciclado</strong> con emulsión) es más económica, más efectiva (mayor espesor<br />

<strong>de</strong> saneo <strong>de</strong> MBC antigua), más rápida, más segura y más respetuosa con el medioambiente, que<br />

la solución 1 (fresado y reposición convencional).<br />

20<br />

10<br />

Durabilidad<br />

(años)<br />

TABLA 2. Comparativa <strong>de</strong> secciones <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> equivalentes<br />

Comparativa <strong>de</strong> Rehabilitaciones Estructurales<br />

Proyecto <strong>de</strong><br />

Rehabilitación<br />

Solución<br />

Fresado+Reposición+Refuerzo<br />

Solución<br />

Reciclado Emulsión +<br />

Refuerzo<br />

10 12-13 12-13<br />

Ejes equivalentes 1.470.000 1.643.853 1.643.853<br />

Modo fallo: MBC<br />

(µ<strong>de</strong>f)<br />

k: Coeficiente<br />

logarítmico <strong>de</strong><br />

aplicaciones <strong>de</strong><br />

carga tipo<br />

(Indicador <strong>de</strong><br />

dimensionamiento)<br />

0<br />

Coeficiente <strong>de</strong><br />

seguridad<br />

Durabilidad (años)<br />

Ejes equivalentes<br />

- 140 141<br />

- 1,01 1,01<br />

- 1,10 1,10<br />

Proyecto <strong>de</strong> Rehabilitación Solución Fresado+Reposición+Refuerzo Solución Reciclado Emulsión + Refuerzo<br />

1700000<br />

1650000<br />

1600000<br />

1550000<br />

1500000<br />

1450000<br />

1400000<br />

1350000<br />

Nota: Los espesores <strong>de</strong> MBC existentes, no fresados o no <strong>reciclado</strong>s, y los <strong>reciclado</strong>s, se han afectado por el coeficiente <strong>de</strong><br />

equivalencia que estipula el Ministerio <strong>de</strong> Fomento en la Norma 6.3-IC, para el dimensionamiento <strong>de</strong> rehabilitaciones <strong>de</strong> <strong>firmes</strong>.<br />

10


5. NORMATIVA DE REFERENCIA<br />

La normativa estatal vigente, sobre <strong>reciclado</strong>, a nivel estatal, queda recogida en el PG4, en su<br />

artículo 20 “Reciclado in situ con emulsión <strong>de</strong> capas bituminosas”, en vigor <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el 18 <strong>de</strong> enero<br />

<strong>de</strong> 2002, según Or<strong>de</strong>n Circular 8/2001 <strong>de</strong>l Ministerio <strong>de</strong> Fomento y en la Or<strong>de</strong>n<br />

FOM/3459/2003 en la que se aprueba la Norma 6.3 IC, <strong>de</strong> Rehabilitación <strong>de</strong> Firmes. Es<br />

<strong>de</strong>stacable resaltar, en esta última Norma, el siguiente comentario: “por consi<strong>de</strong>raciones<br />

ambientales y <strong>de</strong> reutilización <strong>de</strong> los materiales existentes en los <strong>firmes</strong> y pavimentos, en las<br />

actuaciones cuya superficie <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> sea superior a 70.000 m 2 , se <strong>de</strong>berán tener en<br />

cuenta en el análisis <strong>de</strong> soluciones para el proyecto <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> <strong>de</strong>l firme las <strong>técnicas</strong> <strong>de</strong><br />

<strong>reciclado</strong> con las limitaciones y prescripciones indicadas en los puntos 3 y 4”.<br />

Por otra parte, en la Comunidad Andaluza, se editó en 1.999, la Instrucción para el Diseño <strong>de</strong><br />

Firmes (actualmente en fase <strong>de</strong> borrador la nueva versión <strong>de</strong>l 2.007), que igualmente contempla<br />

las operaciones <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> en frío. Y que se encuentra en la misma línea <strong>de</strong> prescripciones que<br />

la normativa estatal, a pesar <strong>de</strong> que ésta plantea, a<strong>de</strong>más, otros tipos <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> en función <strong>de</strong><br />

los espesores y la tipología <strong>de</strong> materiales a reciclar.<br />

Finalmente, en Castilla y León, la Junta actualizó en el año 2.004, las “Recomendaciones <strong>de</strong><br />

proyecto y construcción <strong>de</strong> <strong>firmes</strong> y pavimentos”, que igualmente recogen comentarios a cerca <strong>de</strong><br />

esta técnica, y que al igual que la Junta <strong>de</strong> Andalucía, plantea más tipos <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong>, a diferencia<br />

<strong>de</strong> la normativa estatal.<br />

6. ESTUDIOS DE INVESTIGACIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN<br />

a) Investigación y Desarrollo (I+D)<br />

Des<strong>de</strong> hace años, <strong>de</strong>terminadas Empresas han apostado por la sostenibilidad en la construcción<br />

<strong>de</strong> obras <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> <strong>de</strong> <strong>firmes</strong>, por lo que se han <strong>de</strong>sarrollado importantes mejoras en la<br />

técnica <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> “in situ” con emulsión, tras los exhaustivos estudios <strong>de</strong> I+D efectuados hasta<br />

la fecha: (5)<br />

• Estudios e investigaciones sobre la interacción <strong>de</strong>l grado <strong>de</strong> penetración <strong>de</strong>l betún en la<br />

cohesión <strong>de</strong> la mezcla.<br />

• Análisis sobre emulsiones fabricadas con mezcla <strong>de</strong> betunes y la inci<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> los<br />

agentes rejuvenecedores en betunes envejecidos.<br />

• En 1.998, Probisa promovió y editó, la “Guía para el Dimensionamiento <strong>de</strong> Firmes<br />

Reciclados “in situ” en Frío”, con la inestimable colaboración <strong>de</strong> la ETSICCP <strong>de</strong> la<br />

UPM, cuando no existía normativa alguna al respecto.<br />

• Investigaciones sobre la evolución <strong>de</strong> módulos <strong>de</strong> elasticidad y las resistencias<br />

conservadas, en función <strong>de</strong>l contenido <strong>de</strong> cemento y <strong>de</strong>l contenido <strong>de</strong> agua.<br />

• Estudio <strong>de</strong>l proceso <strong>de</strong> maduración <strong>de</strong> mezclas bituminosas: Proyecto OPTEL<br />

• Participación en el 5º Programa Marco <strong>de</strong> Investigación y Desarrollo <strong>de</strong> la Comisión<br />

Europea, junto con el CEDEX y otras entida<strong>de</strong>s europeas, <strong>mediante</strong> el PROYECTO<br />

SCORE (Superior Cold Recycling), llevado a cabo entre los años 2.002 – 2.005, cuyo<br />

objetivo final consistió en profundizar en el conocimiento <strong>de</strong> los materiales asfálticos<br />

11


eciclados en frío, y conseguir optimizar la técnica <strong>de</strong> modo que constituya una opción<br />

atractiva para los gestores <strong>de</strong> la conservación <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> carreteras. El proyecto planteó<br />

un enfoque sistemático que cubrió todas las etapas <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la caracterización <strong>de</strong> los<br />

materiales componentes hasta la puesta en obra <strong>de</strong> la mezcla final y la valoración<br />

coste/beneficio <strong>de</strong>s<strong>de</strong> los puntos <strong>de</strong> vista técnico, económico y medioambiental.<br />

• Trabajos <strong>de</strong> investigación <strong>de</strong> adherencia entre capas (<strong>reciclado</strong> - firme existente)<br />

b) Innovación (i)<br />

En la actualidad se han <strong>de</strong>sarrollado nuevas formulaciones <strong>de</strong> trabajo, nuevos ligantes y se han<br />

producido saltos tecnológicos a nivel <strong>de</strong> maquinaria <strong>de</strong> obra, que dan respuesta a gran parte <strong>de</strong><br />

las oportunida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> mejora <strong>de</strong> la técnica pendientes hasta el momento, como la posibilidad <strong>de</strong><br />

reducción <strong>de</strong> los tiempos <strong>de</strong> espera entre la ejecución <strong>de</strong>l <strong>reciclado</strong> y la colocación <strong>de</strong> la capa<br />

superior <strong>de</strong> MBC, la obtención <strong>de</strong> mayores cohesiones iniciales y módulos <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z a muy<br />

corto plazo, o las mejoras establecidas a nivel <strong>de</strong> seguridad y medioambiente:<br />

• Nuevas formulaciones. La ecoemulsión<br />

Tras varios años <strong>de</strong> investigación, se ha conseguido <strong>de</strong>sarrollar un tipo <strong>de</strong> formulaciones <strong>de</strong><br />

trabajo, a base <strong>de</strong> emulsionantes bio<strong>de</strong>gradables, con pH neutro y <strong>de</strong>terminados porcentajes <strong>de</strong><br />

aditivo, que han introducido el concepto <strong>de</strong> ecoemulsión o emulsión ecológica. Se trata <strong>de</strong> una<br />

emulsión <strong>de</strong>l tipo ECL-2, que marca la norma, sin ningún tipo <strong>de</strong> etiquetaje, es <strong>de</strong>cir, que no<br />

presenta ningún riesgo para la salud, ni a nivel <strong>de</strong> manipulación en laboratorio, ni a nivel <strong>de</strong><br />

fabricación en planta, y siempre respetuosa con el medioambiente.<br />

• Nuevas tecnologías en los equipos <strong>de</strong> trabajo<br />

Son bien conocidos los equipos <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong>, tipo W- 2.500 ó W- 2.100 DCR, que existen en la<br />

actualidad. Sólo algunas <strong>de</strong> las <strong>reciclado</strong>ras W- 2.100 DCR existentes en España poseen un<br />

sistema automático <strong>de</strong> dosificación <strong>de</strong> cemento o cal, que le confiere a la mezcla altas<br />

prestaciones a nivel <strong>de</strong> resistencias en húmedo y <strong>de</strong> resistencias conservadas, que exige la<br />

normativa vigente.<br />

Por otra parte, actualmente se está empezando a trabajar con sistemas <strong>de</strong> compactación<br />

inteligentes (ver figura 7), que tienen la particularidad <strong>de</strong> dar información continua en tiempo<br />

real <strong>de</strong>l grado <strong>de</strong> compactación <strong>de</strong> la mezcla en todos sus puntos. Mediante el empleo <strong>de</strong> este<br />

tipo <strong>de</strong> sistemas, que acomodan la amplitud y la frecuencia <strong>de</strong> vibración <strong>de</strong> los rodillos<br />

metálicos a la mezcla reciclada, por resonancia, se va indicando en un sistema computerizado los<br />

puntos débiles existentes, con objeto <strong>de</strong> corregirlos, aumentando la energía <strong>de</strong> compactación en<br />

tiempo real. De esta forma se consiguen mayores <strong>de</strong>nsificaciones <strong>de</strong> los materiales y sobre todo,<br />

una gran homogeneidad en el grado <strong>de</strong> compactación final a lo largo <strong>de</strong> la obra.<br />

12


• Reducción <strong>de</strong> tiempos <strong>de</strong> espera<br />

Figura 7. Esquema <strong>de</strong> equipo <strong>de</strong> compactación “inteligente”<br />

La aplicación <strong>de</strong> las nuevas formulaciones <strong>de</strong> trabajo, junto con el empleo <strong>de</strong> nuevas tecnologías<br />

en los equipos <strong>de</strong> ejecución y compactación, han permitido la posibilidad <strong>de</strong> reducir los tiempos<br />

<strong>de</strong> espera, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la ejecución <strong>de</strong> la mezcla bituminosa reciclada, hasta la incorporación <strong>de</strong> la<br />

MBC superior.<br />

Este aspecto, permite conseguir una mejora <strong>de</strong> la seguridad vial, por dos razones: Por una<br />

ejecución más rápida <strong>de</strong> la obra, y por la prevención <strong>de</strong> posibles acci<strong>de</strong>ntes producidos por<br />

ocasionales <strong>de</strong>sprendimientos <strong>de</strong> la superficie reciclada, <strong>mediante</strong> la posibilidad <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong><br />

los tiempos <strong>de</strong> espera <strong>de</strong> la mezcla final, evitando <strong>de</strong> esta forma los largos periodos que se<br />

necesitan en la actualidad.<br />

7. CONCLUSIONES<br />

Los materiales proce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong>l fresado <strong>de</strong> capas <strong>de</strong> mezclas bituminosas <strong>de</strong>gradadas, constituyen<br />

un 10% (6) <strong>de</strong> los residuos proce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> la construcción y <strong>de</strong> la <strong>de</strong>molición (RCD), que son la<br />

mayor fuente <strong>de</strong> residuos inertes <strong>de</strong>l país. Su producción estimada anual se sitúa en torno a los<br />

62,50 Kg/hab (7), con lo cual se generan unos 2,5 millones <strong>de</strong> toneladas <strong>de</strong> material fresado al<br />

año, <strong>de</strong> los cuales, en España, sólo se recicla poco más <strong>de</strong>l 10%.<br />

Esta situación favorece durante la fase <strong>de</strong> ejecución <strong>de</strong> la obra, por una parte, la posible<br />

formación <strong>de</strong> vertidos incontrolados, y por otra, el más que probable aumento <strong>de</strong> impacto<br />

ambiental, en cuanto a aumentos <strong>de</strong>l tráfico pesado, impacto visual, ruido, alteración <strong>de</strong> hábitats<br />

y formación <strong>de</strong> espacios <strong>de</strong>gradados.<br />

Por lo tanto, la forma más eficaz <strong>de</strong> ayudar a mantener inalterado nuestro patrimonio viario y<br />

ambiental, sin <strong>de</strong>jar <strong>de</strong> realizar las pertinentes actuaciones <strong>de</strong> <strong>rehabilitación</strong> que requieran<br />

nuestras infraestructuras para mantener unas condiciones mínimas <strong>de</strong> servicio, es emplear<br />

<strong>técnicas</strong> <strong>de</strong> <strong>reciclado</strong> <strong>de</strong> carreteras “in situ”.<br />

13


8. ALGUNOS EJEMPLOS DE OBRAS REALIZADAS<br />

Autopista A-4. Sevilla/Cádiz: Superficie reciclada 130.000 m 2<br />

6.6.- Carretera CM-4120. Puerto Lápice (CR). Superficie reciclada 75.000 m 2<br />

A-493 La Palma <strong>de</strong>l Condado. (Huelva). Superficie reciclada 105.000 m 2<br />

14


Bibliografía<br />

(1) Catálogo <strong>de</strong> Deterioros en Firmes. MOPU 1989.<br />

(2) Guía para el dimensionamiento <strong>de</strong> <strong>firmes</strong> <strong>reciclado</strong>s (Probisa)<br />

(3) Instrucción <strong>de</strong> Carreteras 6.3-IC <strong>de</strong> Rehabilitación <strong>de</strong> Firmes (Mº Fomento)<br />

(4) Pliego <strong>de</strong> Prescripciones Técnicas Generales para Obras <strong>de</strong> Conservación <strong>de</strong> Carreteras. PG4. Mº <strong>de</strong> Fomento<br />

(5) Boletín 45 <strong>de</strong> Probisa. “Avances en el campo <strong>de</strong> los <strong>reciclado</strong>s. Reciclado Mixto con emulsión y cemento”. Octubre<br />

2004. Basic Asphalt Recycling Manual (Asphalt Recycling and Reclaiming Association). Jornada Técnica: El sector<br />

ante los retos actuales. La respuesta <strong>de</strong> ASEFMA (Noviembre 2.006).<br />

(6) Jornada Técnica INTEVÍA: Reciclado <strong>de</strong> <strong>firmes</strong>. Estado actual <strong>de</strong> la técnica (Noviembre 2.006)<br />

(7) Plan Nacional <strong>de</strong> Residuos <strong>de</strong> Construcción y Demolición 2.001-2.006<br />

15

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!