jueves, 6 de octubre de 2016

¿Por qué los pavimentos asfálticos de las carreteras españolas no son negros?


Una de las cosas que llama la atención a los ingenieros de otros países cuando visitan España por primera vez es que los pavimentos asfálticos de nuestras carreteras no sean negros, al menos no tanto como los de su país de origen. Hay algunas excepciones en nuestras carreteras, naturalmente, pero la extrañeza de nuestros colegas extranjeros se produce ante una realidad que les resulta llamativamente generalizada. ¿Por qué nuestros pavimentos asfálticos no son tan negros como cabría esperar? Como lo he tenido que explicar muchas veces espero que no sea muy difícil volver a hacerlo, en este caso por escrito.


Tradicionalmente, por supuesto en términos coloquiales, los pavimentos asfálticos han sido denominados “negros”, mientras que los de hormigón, por oposición, se han dado en denominar “blancos”. Cuando se han establecido controversias entre los partidarios de uno y otro tipo esos adjetivos se han utilizado por los contrarios en sentido despectivo; en definitiva, una batalla de “blancos” contra “negros”.


Se ha tratado casi siempre de controversias ridículas, carentes de suficientes fundamentos técnicos. En abstracto, los pavimentos de hormigón no son ni mejores ni peores que los asfálticos, aunque se puede entender que detrás de las controversias haya unos intereses comerciales que pretendan poner de manifiesto solamente las posibles ventajas de un tipo y las supuestas desventajas del otro. Pero, como sabe cualquier ingeniero independiente que no se deje arrastrar por estas filias y fobias, en cada caso concreto, dependiendo de multitud de factores, tanto técnicos como económicos, la solución óptima será una u otra. A este respecto, desde que fue publicada en 2011, recomiendo a mis estudiantes una monografía americana que lleva por título “Guide for Pavement-Type Selection” y que puede ser descargada aquí.


Por otro lado, ni los pavimentos de hormigón son absolutamente blancos, sino más bien de un gris más o menos claro, ni los pavimentos asfálticos son verdaderamente negros en bastantes ocasiones, como ejemplifican perfectamente las carreteras españolas. La tonalidad depende del tiempo transcurrido desde la entrada en servicio, de cómo se haya acabado la superficie y de cuál sea la textura conseguida, del contenido de cemento o de ligante asfáltico y, en grandísima medida, de la tonalidad de los áridos empleados: tanto en los pavimentos de hormigón como en los asfálticos el aspecto final resultará tanto menos oscuro cuanto menos oscuros sean los áridos.


Asumida la anterior explicación se podría concluir que las diferencias de tonalidad entre los pavimentos asfálticos de distintas zonas geográficas quedarían explicadas por cómo fuesen los áridos disponibles y, por tanto, los empleados habitualmente en esas zonas. Sin embargo, eso no sirve para responder a la extrañeza de los ingenieros extranjeros al advertir que los pavimentos asfálticos de las carreteras españolas no son, con generalidad, tan oscuros como en sus países de origen, por muy extensos que estos sean. ¿Cuál es la razón para que esto sea así?


En torno a 1970 la tecnología de las mezclas asfálticas en caliente en España había alcanzado ya su madurez. Poco a poco, se habían ido abandonando en las carreteras principales las secciones constituidas por macadam revestido de un riego con gravilla, para pasar a las formadas por mezclas asfálticas sobre bases granulares de granulometría continua o, donde los tráficos pesados eran más intensos, sobre bases de gravacemento. Sin embargo, en esos pavimentos con mezcla asfáltica se empezó a manifestar con preocupante frecuencia un grave problema que no se había previsto: las roderas. A partir de su constatación, el esfuerzo tecnológico se concentró en intentar resolver un problema que llegó a afectar a una proporción nada desdeñable de la red nacional.


Hay que tener en cuenta que lo que se había implantado en España a raíz de distintas misiones técnicas de ingenieros españoles en Estados Unidos en la década de 1950 era la tecnología del Asphalt Institute. Sin embargo, las condiciones españolas presentan unas peculiaridades (algunas de ellas ligadas a cómo eran entonces en España las carreteras y el transporte por carretera) que obligarían, tras la aparición de las roderas, a una profunda revisión tecnológica: rampas con inclinaciones fuertes y longitudes importantes, altas temperaturas en verano, vehículos con grandes cargas por eje , mayores presiones de inflado en los neumáticos que las admitidas en otros países, crecimientos espectaculares del tráfico pesado durante aquellos años, etc. El problema quedó totalmente resuelto con la modificación en 1975 de las especificaciones de las mezclas asfálticas: granulometrías del árido menos sensibles a las variaciones de los parámetros involucrados, contenidos de ligante más estrictos, betunes asfálticos más duros, proporciones relativas de fíller más elevadas, mayores exigencias de los áridos para aumentar el rozamiento interno, etc.


Sin embargo, la resolución del problema de las roderas conllevó unos efectos secundarios que se arrastran, inexplicablemente, hasta hoy: esas mezclas tan resistentes a las roderas resultan demasiado rígidas, tienen una menor resistencia a la fatiga y, sobre todo, envejecen con relativa rapidez. La durabilidad de nuestras mezclas asfálticas resulta por ello muy inferior a la de las mezclas de otros países. Desde hace cuarenta años los pavimentos asfálticos españoles se distinguen a simple vista de los de otros países, tanto por presentar un color mucho más pálido, síntoma de envejecimiento prematuro, como por la gran profusión de grietas (algunas son una manifestación más de la escasa durabilidad, otras son el resultado ya del fallo estructural).


Las referidas modificaciones de las especificaciones en 1975 (mantenidas en líneas generales en las revisiones posteriores, la última de las cuales data de 2014) tienen todas ellas su sentido, pero no tanto en lo que respecta al parámetro en el que más énfasis se ha puesto en la práctica: la disminución del contenido de ligante que, a menudo, no es que haya sido estricto, como se decía más arriba, sino escandalosamente bajo. Se ha olvidado, tanto en las especificaciones como sobre todo en la práctica, el principio esencial del diseño de las mezclas asfálticas: el contenido de ligante debe ser siempre el más elevado posible, aunque manteniendo una suficiente resistencia a la formación de roderas, es decir, a las deformaciones plásticas (evaluada, por ejemplo, mediante el Wheel Tracking Test).


Las especificaciones no son inocentes, puesto que prescriben unas granulometrías que no admiten demasiado ligante y marcan unos contenidos mínimos de este algo inferiores a lo que en cualquier caso sería aconsejable, induciendo de alguna manera, aunque no sea explícitamente, a que se tomen esos mínimos como objetivo en el diseño de las mezclas asfálticas. Por otro lado, las resistencias a las deformaciones plásticas que se especifican son en algunos casos francamente discutibles por exageradas, lo que obliga a disminuir el contenido de ligante en el proceso de diseño.


Pero la práctica, como ya se ha apuntado, es mucho peor. Incluso habiéndose partido en el diseño de las mezclas de contenidos de ligante inferiores a lo deseable, la tendencia de los constructores es a reducirlos todavía más, en ocasiones por supuestos miedos técnicos, en absoluto justificados (escurrimiento de ligante en el transporte de la mezcla, “blandeo” de esta durante la compactación de la capa, etc.), pero en otras muchas para conseguir una ganancia ilícita en la ejecución de la obra. No es raro que estas prácticas cuenten con la anuencia de los directores de las obras.


En definitiva, si una mezcla asfáltica no tiene la dotación de ligante que debería llevar, no resultará suficientemente negra. Esa es la verdadera razón de que en España los pavimentos asfálticos de nuestras carreteras no sean verdaderamente negros y no, como algunos cínicamente esgrimen, la gran cantidad de horas anuales de sol ni la intensidad de su radiación. Estos factores influyen, claro que sí, en la menor durabilidad, pero muchísimo menos que el insuficiente contenido de ligante.

11 comentarios:

  1. Pensaba que ibas a comentar el tema de las carreteras rojas del València pero si no he entendido mal, al final todo són intereses económicos, avaricia, insolidaridad, desidia i/o corrupción?

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  2. Me viene a la cabeza que hace unos años circulaba por una autovía italiana y me llamó la atención que el color del asfalto era uno cuando mirabas hacia delante y otro completamente distinto al mirar por el retrovisor, aunque ahora no recuerdo de qué colores se trataba.

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  3. Interesante artículo, pero estaría bien que incluyese alguna imagen.

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  4. Lo de los áridos se nota bastante en Portugal, en todo tipo de carreteras. Supongo que conocerás los componentes, pero a un profano en la materia le llaman la atención los puntitos brillantes.

    El problema en muchas carreteras españolas es la gravilla suelta, cuya presencia comprendo después de leer tu artículo.

    En cuanto a firmes de hormigón, en Asturias tenemos la llamada "Y", donde hay mucha seguridad pero también bastante rumorosidadl

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  5. Excelente artículo. Y muy curioso. Aporta mucha información ignorada hasta ahora de un tema que, si ser conscientes, algunos nos pasamos muchas horas al cabo del año. Enhorabuena.

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  6. Pues pese a las críticas de los comentarios de arriba, alguno de ellos poco útiles a mi parecer, es un interesante artículo y bien explicado. Es cierto que unas fotos ayudan a la explicación, aún así se entiende el contenido perfectamente. Saludos.

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  7. ¿Podrías ampliar tu concepto de que "...Por otro lado, las resistencias a las deformaciones plásticas que se especifican son en algunos casos francamente discutibles por exageradas..."? ¿Es que podríamos aceptar mezclas algo más deformables en el ensayo de rueda cargada? Fernando M.

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  8. La pregunta es de calado, por lo que la respuesta tiene que ser necesariamente prolija. Es preciso remontarse a 1975, cuando se produce el cambio de las especificaciones. En aquel momento el ensayo Wheel Tracking Test (Pista de laboratorio) no está normalizado en España, por lo que no se introdujo una especificación concreta sobre sobre la resistencia a las deformaciones plásticas. Dado que no mucho después se concluyó una tesis doctoral que abordaba el problema en profundidad, fue posible la subsiguiente normalización del ensayo (recogida en la NLT-173, cuya última actualización se produjo en el año 2000) y la adopción práctica en el diseño de las mezclas de un valor límite de 15 ∙ 10-3 mm/min en los últimos 15 minutos de los 120 de duración del ensayo (esto para el caso de capas de rodadura, tráficos pesados intensos y altas temperaturas máximas en verano).

    En las especificaciones de 2004 (las últimas antes de la normalización europea) el susodicho valor de 15 se redujo a 12 para cualquier capa, tráficos pesados intensos y altas temperaturas máximas en verano. No se ha documentado ninguna justificación para este endurecimiento de la especificación.

    Tras la normalización europea que entró en vigor en 2008, en cuanto a la resistencia a las deformaciones plásticas las probetas pasaron a compactarse en España según el procedimiento descrito en la EN 12697-33, con el dispositivo de rodillo de acero; el ensayo es el de pista de laboratorio (Wheel Tracking), según la EN 12697-22. Entre las variantes que permite esta norma se adoptó el dispositivo pequeño, el procedimiento B (en aire), una temperatura de ensayo de 60 ºC y una duración de 10000 ciclos. Ciertamente se pretendió que hubiera los menores cambios posibles con respecto a la situación anterior, pero se trata de un ensayo diferente, empezando por la forma de preparar las probetas.

    Se debería haber discutido en su momento si las opciones que se adoptaron en España entre las que contemplan en la EN 12697-33 y en la EN 12697-22 son las mejores. Sin embargo, hecha ya la elección, el objetivo debería haber sido que el mayor número posible de laboratorios se hiciese con el equipamiento oportuno (lo que se consiguió solamente a medias) y que se hubiesen llevado a cabo trabajos sistemáticos como los que se habían desarrollado en la segunda mitad de la década de 1970 y que sirvieron para poner a punto el procedimiento que se había venido utilizando en España hasta entonces.

    En las especificaciones provisionales de 2008, sin ningún fundamento que se haya podido documentar, se fijó un valor límite de velocidad de deformación en el nuevo ensayo de 0,07 mm por cada 1000 ciclos en el intervalo de 5000 a 10000 ciclos, para todo tipo de capas, tráficos pesados de intensidades altas y medias y temperaturas máximas en verano altas y medias. Como se ve no se hicieron las oportunas discriminaciones entre situaciones evidentemente distintas.

    En los años posteriores empresas privadas y centros de investigación, al margen de la administración responsable de las especificaciones, hicieron estudios sistemáticos sobre el ensayo. Sin embargo, sigue faltando una correlación entre el comportamiento de las mezclas en el laboratorio, en lo que a las especificaciones sobre deformación plástica se refiere, y su respuesta en la carretera.

    Finalmente, debe señalarse que en las especificaciones actualmente vigentes de diciembre de 2014 se mantienen los límites recogidos en las especificaciones provisionales de 2008, si bien para capas de base o para intensidades medias de tráfico pesado se permite superar los límites establecidos si se cumplen determinadas condiciones.

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    1. Muchas gracias por la respuesta. En Argentina se han venido usando extra oficialmente los límites españoles. Para mezclas bien dosificadas por el método Marshall con adecuados parámetros volumétricos pero asfaltos convencionales resulta difícil satisfacer esos límites. Con asfaltos modificados si se cumplen relativamente fácil.

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  9. Todavía nos persiguen los miedos del pasado, de ahí que se le dé tanta importancia, únicamente, a la rigidez de la mezcla. Igualmente los métodos ingenieriles de dimensionamiento, abogan más por este parámetro a la hora de dar espesor a capa, con cierta mirada al lado del comportamiento a fatiga del material. Consecuencia mezclas agrias y fácilmente fatigables.

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  10. Una lectura muy inteesante y muy bien documentada. Te felicito por este curioso artículo. Un cordial saludo

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