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Innovador proyecto para diseñar pavimentos de hormigón

Rodrigo Delgadillo, académico del Departamento de Obras Civiles de Universidad Santa María (USM), está impulsando una iniciativa que busca renovar la forma en que se diseña este tipo de infraestructura, introduciendo un diseño basado en esfuerzos y deformaciones, más racional que el método actual basado en correlaciones empíricas. Esto redundará en diseños de pavimentos más eficientes y económicos en el largo plazo.

Rodrigo Delgadillo, Departamento de Obras Civiles USM.

Adaptación y aplicación de la guía empírico mecanicista de diseño de pavimentos de hormigón AASHTO 2009 GEMDP de EE.UU.” es el nombre del proyecto merecedor de un fondo Innova CORFO por $153 millones y que se desarrollará en un lapso que comprende 32 meses.

Según explica el académico, la investigación se enmarca en el Concurso de Bienes Públicos para la Competitividad y “trata de la implementación en Chile de métodos más modernos de diseño de pavimentos. Se utiliza como base para el desarrollo la nueva guía empírico mecanicista de AASHTO, que es lo que se está usando en muchos lugares de los Estados Unidos”.

El equipo incluye además, como colaboradores, a Carlos Wahr (Director alterno) y Gabriel García; y como investigadores secundarios a Sergio Carmona, Ludwig Stowhas y Ricardo Salsilli.


En pos de la innovación

La idea es innovar, pues en términos globales en Chile se usa el diseño de pavimentos que se basa en regresiones que se consiguieron de manera experimental a mediados del siglo pasado. El método que se utiliza actualmente es el AASHTO tradicional, el que se obtuvo observando la evolución de la confortabilidad para el conductor sobre una pista de prueba, a medida que ésta se deterioraba por el paso de vehículos pesados. Esta confortabilidad es una medida de la regularidad superficial del pavimento y se llama serviciabilidad.

Esta pista de prueba se llamó prueba AASHO y se realizó en el estado de Illinois en USA entre los años 1952 a 1954. La fórmula de diseño de pavimentos utilizada actualmente en nuestro país es simplemente una ecuación de regresión ajustada a la serviciabilidad observada en función del tráfico para distintas estructuras de pavimento de dicha prueba. La ecuación de diseño ha sido objeto de actualizaciones a través de los años pero básicamente sigue siendo la misma.


Calidad y duración


El problema de este sistema es que “el criterio de deterioro que usaron no fue otro que la serviciabilidad, bastante subjetivo, porque se trata de la sensación que tiene la persona manejando sobre el pavimento, sintiendo qué tan suave o cómodo es. Lo anterior es muy importante, pero no es lo único que debe considerarse en el diseño. Puede que un pavimento se sienta muy cómodo, pero que tenga muchas pequeñas grietas, que si no son reparadas a tiempo llevan el pavimento rápidamente a la falla. Por otro lado, puede que un pavimento de hormigón tenga una mala serviciabilidad por escalonamiento de las losas, pero que esté muy lejos de la falla pues este escalonamiento puede solucionarse con técnicas superficiales como el cepillado”, afirma Rodrigo Delgadillo.

Pese a que se fueron incorporando mejorías, el sistema se fue quedando obsoleto “al considerar solamente parámetros empíricos que, siendo rigurosos, son válidos sólo para las condiciones en que fue construida esa pista de prueba, como las condiciones de clima y suelo de Illinois, tráfico, tipo de vehículos y métodos constructivos de esa época”, clarifica el académico.

Por eso, sostiene que “el hecho de que sigamos usando este tipo de diseño de pavimentos en Chile es un bloqueo a la innovación. El método no está preparado para incorporar nuevos materiales (hormigón con fibras, por ejemplo), pues no es posible tomar en cuenta las mejores características del material, las que deberían permitir llegar a espesores de pavimento más delgados”.

Este nuevo método de diseño de pavimentos, basado en esfuerzos y deformaciones de los mismos, permite diseñar de una forma más precisa y efectiva, porque se enfoca en los deterioros específicos de cada tipo de pavimento, relacionando esfuerzos con la vida de fatiga particular de los distintos materiales.

“Para una eficiente planificación vial y asignación de recursos, es crucial que la vida de los pavimentos sea lo más cercana posible a la vida para la que fueron diseñados. Si se diseñan para una vida útil de 20 años, pero en realidad duran 40 años, quiere decir que la estructura fue sobredimensionada y hubo un mal uso de recursos que pudieron utilizarse, por ejemplo, en la pavimentación de otras calles adicionales.

En Chile hay bastante evidencia de que muchos pavimentos de hormigón han sido sobredimensionados, y un factor muy importante es el método de diseño que utilizamos en la actualidad”, concluye Delgadillo.

Agosto 2012
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