La Nieve - Ategrus
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Ángel Heredero - CASLI La Nieve: El problema de la limpieza de nieve. LA NIEVE El problema de la limpieza de nieve es en definitiva un problema de transporte de materiales. Ahora bien, mientras en cualquier otro tipo de materia los diversos factores que intervienen son normalmente constantes, en la nieve son de una variabilidad extraordinaria. Tales son; densidad, adhesión y plasticidad. Ello hace que el estudio de la máquina adecuada para cada caso sea de una importancia capital, y por otra parte explica la variedad de sistemas que en la actualidad se emplean. La densidad de la nieve varia enormemente oscilando entre unos límites que pueden pasar desde los 40/50 kg/m3. en los casos de nieve fresca, hasta la densidad del hielo de casi 900 kg/m3. España es un país de clima continental en el que grandes variaciones de temperatura producen un cambio constante en la densidad de la nieve. Es por ello un país en el que si bien la cantidad de nieve es proporcionalmente inferior a la de otros, sus características especiales, lo clasifican como uno de los más difíciles y que mayores problemas plantea, precisamente por esta falta de normalidad en las características de la nieve. Esta diversidad se manifiesta no solo en un cambio de densidad de la nieve, sino también en su irregularidad. Explicamos esto con un ejemplo: 1. Una nevada nocturna puede producir una nieve fresca y seca cuyas características se mantienen inalterables mientras la temperatura exterior se mantiene constante. Al día siguiente se produce un cambio brusco de temperatura que se puede elevar hasta varios grados sobre 0 y luce el sol. La nieve caída la noche anterior comienza a derretirse, por lo que aumenta su densidad al mismo tiempo que su plasticidad. Si la nevada fue lo suficientemente intensa, las capas inferiores todavía mantendrán durante cierto tiempo las mismas características que cuando cayó. Si en la noche siguiente se produce un nuevo descenso brusco de la temperatura, se produce la clásica helada, y las capas superiores de nieve mojada se convierten en hielo. En este momento nos encontraremos que en el mismo sitio existen superpuestas tres diferentes clases de nieve, pues tendremos una primera capa inferior de nieve fresca y seca, una segunda capa de nieve plástica y una tercera de nieve helada. Si nieva de nuevo se volverá a reproducir el mismo fenómeno. Ángel Heredero - CASLI 1 Del mismo modo que en la densidad, se producen notables variaciones en la cohesión de los cristales de nieve y su plasticidad. Hay que tener en cuenta que los rendimientos en lo que a limpieza y evacuación de la nieve se refieren, están en relación directa no con su volumen, sino con su peso. No se puede hablar de máquinas capaces de evacuar tantos m3/h sino de máquinas que desalojan tantas toneladas/hora, ya que evidentemente el volumen dependerá de la densidad de la nieve y en definitiva de la resistencia que ofrezca (dureza, cohesión, plasticidad). En una sociedad como la nuestra, cada día se hace más imprescindible que las carreteras estén cortadas al tráfico el menor número de horas posible. Por ello, se hace de día en día más patente la necesidad de utilizar sistemas cada vez más eficaces, que sustituyan en lo posible el trabajo del hombre y cuyos rendimientos sean más elevados. Otros de los principios fundamentales en la limpieza de nieve es la rapidez con que hay que actuar. Los problemas se multiplican con el paso del tiempo por el número de factores que intervienen. No cuesta lo mismo limpiar en una carretera nieve fresca y ligera, que costras de hielo. En consecuencia, los equipos utilizados deben ser empleados tan rápidamente como sea posible, con lo que el coste del trabajo se reduce al mínimo. 1.PRODUCTOS FUNDENTES. En pistas de aeropuertos y zonas adyacentes se nos presenta un problema que no es tan agudo en carreteras. Las pistas de aterrizaje son mucho más sensibles a la acción corrosiva de los fundentes empleados en carreteras, los cuales no se deben de emplear en cantidades masivas como se hace en aquel caso. A continuación relacionamos una serie de productos que se suelen usar preferentemente en pistas de aeropuertos: Arena. No es un producto fundente, se trata de un abrasivo por lo cual no derrite la nieve y lo único que hace es mejorar el coeficiente de adherencia de la pista para los neumáticos de los vehículos que circulan por ella. No es aconsejable en ningún caso. Ángel Heredero - CASLI 2 Urea. Es una sustancia con un grado de corrosión muy bajo y que une lo que habitualmente se suele usar en pistas de aeropuertos. El problema es su precio que es muy elevado aunque su comportamiento con el hielo y la nieve es bastante bueno. Debido a su volatilidad se suele aplicar acompañado de otro tipo de material. Glicoles. Son soluciones anticongelantes que resultan extremadamente caras aunque muy efectivas desde el punto de vista de la acción curativa e incluso preventiva. Cloruro sódico. Es el más empleado en carreteras, pero debido a su alto grado de corrosión en hormigones y estructuras, no suele ser aconsejable su utilización en aeropuertos. Cloruro cálcico. El cloruro cálcico tiene una gran ventaja con respecto al sódico y es que tiene una gama de acción mucho más amplia que el sódico y es efectivo hasta temperaturas muy bajas. Su punto eutéctico puede llegar hasta 32º bajo cero. Acetato de sodio(sa). Formado de sodio (sf) acetato de potasio (cc) y cnc. Todos estos productos son de tipo experimental aunque en algunos aeropuertos de EE.UU. está bastante extendido su uso aunque presenten algunos problemas a la hora de su manipulación; los operarios deben de protegerse con mascarillas y guantes. Debido a su carácter experimental, todavía presenta un precio muy alto. En cuanto al estado del fundente para su aplicación, la regla puede ser la misma que con respecto a las carreteras, es decir se empleará fundente seco en plan curativo; es decir, cuando tengamos el problema ya presente se empelarán fundentes humedecidos o en forma de líquido cuando se trate de tratamiento preventivo. Facilitamos dos proveedores de sustancias fundentes: IBERICA DE SALES REMOLINOS (ZARAGOZA) Y SOLVAY IBERICA BARCELONA Ángel Heredero - CASLI 3 Acetato potásico. - - Disponible únicamente como solución muy eficaz para deshelar la nieve y el hielo. Satisfactorio desde el punto de vista ambiental: es biodegradable. Es 20 veces más caro que la sal. Es higroscópico, dejando la calzada mojada y susceptible de congelarse. Agentes antideslizantes . Durante la carga, esparcido y tránsito es susceptible de aparecer la molestia del polvo. Materiales triturados (virutas de piedra de 2 a 5 mm.) - mayor eficacia a largo y corto plazo. Es más bien ineficaz en condiciones heladas. Es reutilizable. Guijarros lanzados hacia arriba. Hasta la mitad del precio de la arena salada. Dificultad para los ciclistas. Arena caliente - Más caro. - Técnicamente difícil de manipular. - Inapropiado desde el punto de vista ambiental, ya que se emplea combustible para calentar el almacenaje. - Inapropiado desde el punto de vista ambienta, contiene metales pesados y sulfato. Ángel Heredero - CASLI 4 2. SISTEMAS EMPLEADOS Nos hemos referido en el epígrafe anterior a los problemas que puede plantear la nieve como material. Ahora vamos a hacer una breve exposición de los equipos mecánicos normalmente utilizados para su tratamiento. Existen fundamentalmente dos tipos de máquinas quitanieves perfectamente diferenciadas: máquinas de empuje y máquinas dinámicas. A). Máquinas de empuje (cuñas y hojas oblicuas). Se trata de equipos utilizados con distintas elevaciones, acoplados a la parte delantera de un camión o tractor de gran potencia (es recomendable un mínimo de 150 HP), cuya forma es similar a la de la proa de un barco, especialmente estudiada para facilitar el avance de la máquina. Este tipo de quitanieves tiene la ventaja de trabajar a una velocidad elevada (20 a 60 Km.). pero solo cuando la nieve es fresca y su altura no sobrepasa un máximo de 40/50 cms. Si la nieve es dura y la altura superior a la indicada, es indispensable la utilización de máquinas dinámicas. Otro inconveniente de este tipo de máquinas es que deposita la nieve a los lados de la carretera comprimiéndola, facilitando así la formación de ventisqueros (actualmente se soluciona en parte con las cuñas transformables). En consecuencia, estas máquinas se utilizan con alto rendimiento, solamente en los principios de las nevadas y cuando estas no han sido muy copiosas. En ambos casos, dada su velocidad, su utilidad es indiscutible; pero en todo caso exigen la existencia de máquinas dinámicas que con posterioridad desalojen y lancen lejos los cordones de nieve depositados en los laterales de la carretera. Es importante destacar que la rascadora de acero es más efectiva en nieve dura, helada y apelmazada.Mientras que las rascadoras de caucho o vulkolan lo son en nieve ligera y primavera. B. Máquinas dinámicas. Actualmente existen tres sistemas de máquinas dinámicas: 1. Quitanieves de turbina. 2. Quitanieves de fresa. Ángel Heredero - CASLI 5 3. Quitanieves turbo-fresa. 1. Máquinas de turbina. Regularmente accionadas por vehículos que incorporan un motor auxiliar. Fue el primer sistema de quitanieves dinámico en Europa. Aunque ahora ha quedado un poco desprestigiado en aquellos países donde la nieve suele endurecerse. La turbina rinde bien en la nieve fresca y ligera que no ofrece resistencia, pero si la nieve es dura y mojada el rendimiento baja rápidamente. Es un hecho generalmente reconocido y explicable por el sistema en sí. La turbina es empujada en la nieve por la fuerza del vehículo transportador. A medida que la nieve se hace más pesada aumenta la resistencia hasta el punto en que la fuerza de tracción del vehículo no puede ya con ella. 2. Máquinas de fresa. Se trata de tambores cilíndricos situados en la parte anterior del vehículo tractor, accionado asimismo por un motor auxiliar, que giran a gran velocidad sobre un eje longitudinal y van provistos de aristas que cortan la nieve frontalmente. Con la propia velocidad de giro la lanzan por dos chimeneas situadas en la parte posterior de la fresa. La fresadora es una máquina concebida para la nieve dura. Sin embargo su capacidad de absorción está limitada por la corta profundidad de los cuchillos atornillados e el tambor. En la nieve fresca y ligera en la que el trabajo de la máquina es evacuar grandes cantidades de ella, el rendimiento es mediocre. Otro problema es que suelen atascarse con facilidad sus chimeneas produciendo demasiadas paradas. La visibilidad es difícil cuando hay ventisca y otro inconveniente es que no suelen poder recambiarse las cuchillas porque van soldadas al tambor. Suelen ser máquinas robustas pero demasiado rígidas y simples. 3. Ángel Heredero - CASLI Máquinas turbofresadoras. Se trata en realidad de un equipo quitanieves doble, pues van provistos de una fresa abierta (no sobre tambor cilíndrico) y de una turbina. Aquella gira más lentamente que esta, y va cortando la nieve con sus cuchillas helicoidales al mismo tiempo que la 6 transporta a la turbina que gira a gran velocidad (en la proporción de 1 a 4 en relación con la fresa) y que lanza la nieve desmenuzada a una gran distancia. Reúne las ventajas de los dos sistemas anteriores, trabajando con un rendimiento sensiblemente Igual para todos los tipos de nieve y alcanzando mayor altura de trabajo que la fresa normal, al tratarse de una fresa abierta. Después de múltiples ensayos y pruebas, se ha demostrado que para las características de la nieve en España, el sistema de quitanieves más adecuado es el de turbo-fresa. . 3.EQUIPOS PARA LA APLICACIÓN DE FUNDENTES. Clasificación por modalidad de aplicación. • MODALIDAD DE RODILLO. Son extendedores que suelen ir remolcados por tractores, todo terreno, camiones, etc. Este sistema es propulsado por la acción de las ruedas del remolque. Se utilizaba en el pasado para aplicar sal a la misma anchura que limpiaba un elemento de empuje delantero. Tiene como inconvenientes que proporciona un ancho de extendido muy pequeño y la distribución del material fundente es más irregular que en otros sistemas. Pero resulta muy útil, para aplicar sal en zonas como carriles bici, pasos peatonales, aceras, etc. Incluso los hay de tracción humana. • MODALIDAD DE DISCO. Son los extendedores que se utilizan habitualmente en carreteras, cuyo sistema de aplicación desarrolla anchos de limpieza de hasta 12 m. y con una distribución muy homogénea del material fundente. Los de sistema de rodillo son los que antes denominábamos como remolcados mientras que los de sistema de disco son de la clase sobre camión que como he dicho antes son los que habitualmente vemos en carretera. Estos últimos han alcanzado una gran profusión en los últimos años y pueden aplicar fundente de muy diversas maneras y en diferentes estados. Ángel Heredero - CASLI 7 4. ESTADO DEL FUNDENTE EN EL MOMENTO DE LA APLICACIÓN De forma genérica hay cuatro formas diferentes de aplicación del fundente que son las siguientes: Los extendedores convencionales, con el equipamiento adecuado, pueden aplicar el fundente en forma líquida o humedecida. Cuando debamos recurrir a la aplicación de líquidos o fundente líquido más seco, tenemos que disponer de extendedores combinados o cisternas de salmuera. Como y cuando se debe utilizar en cada caso, es el epígrafe que tratamos a continuación: • • • • FUNNDENTE SECO FUNDENTE HUMEDO FUNDENTE LIQUIDO (EN SALMUERA). FUNDENTE LIQUIDO MAS SECO. (SIMULTÁNEAMENTE). 5. TIPOS DE TRATAMIENTO DE FUNDENTES. Los tipos de tratamiento son dos: • Preventivos. Como su propio nombre indica son los que se anteponen al problema con lo cual esta acción tiene como objetivo el evitar que se produzcan en sus primeras etapas. Este tratamiento es de gran eficacia y sobre todo procura ahorro de fundente significativo y aparte produce menos daño en estructuras, zonas verdes, vehículos, etc. Para los tratamientos preventivos se suelen utilizar los fundentes en forma húmeda, combinada o liquida dependiendo de las condiciones meteorológicas y del tipo de problema que tengamos sobre la vía de comunicación. Más adelante, estableceremos unas dosificaciones recomendadas que se utilizarán en cada caso. • Curativos Los tratamientos curativos son los que se realizan una vez que el problema ya se ha presentado y tenemos la calzada cubierta de nieve, escarcha o hielo. Se debe de primar siempre los anteriores tratamientos a éste ya que si dejamos que el problema se nos presente siempre será mucho más difícil luchar contra él teniendo en cuenta, que el tráfico ya se ha visto afectado por este problema. A modo general, en nuestro país ha decaído de forma muy significativa el uso de abrasivos ya que estos no son en realidad sustancia fundente y han de ser retirados de la calzada una vez combatido el problema. De todas las maneras hemos de comentar que en países en los que el invierno es muy duro y prima consideraciones de tipo medio-ambiental que restringen de forma importante el uso de fundentes químicos, se Ángel Heredero - CASLI 8 está volviendo al uso de abrasivos que tiene como objetivo aumentar el coeficiente de rozamiento lo cual exige que los vehículos de los usuarios dispongan de neumáticos especiales, aparte de una mayor pericia por parte de los conductores. 6. DOSIFICACIONES. CUADRO 2 TRATAMIENTOS PREVENTIVOS CONTRA EL HIELO Y LA NIEVE ESTADO DE LA CALZADA CALZADA SECA TIPO DE FUNDENTE DOTACIONES(g sal/m2) Humedad relativa del aire < - 75% SALMUERA DE CLOR. SODICO Humedad relativa del aire > 75% SALMUERA DE CLOR. SODICO O NA CL HUMIDIFICADA NA CL SÓLIDA o NA CL HUMIDIFICADA NA CL SÓLIDA CALZADA LIGERAMENTE HUMEDA CALZADA MUY HUMEDA 5-10 5-10 5-10 10-15 CUADRO 3 TRATAMIENTOS CURATIVOS CONTRA EL HIELO DOTACIONES (G SAL/M2) TEMPERATURA TIPO DE FUNDENTE e < - 2 CM E > 2 CM > - 5º C NA CL sólida o humidificada 10-20 20-30 -5ºc > T > -15ºc Mezcla sólida 20-30 30-40 2/3 NA CL + 1/3 CA CL2 T < - 15º C CA CL2 sólida 20-30 30-40 Tipo de nieve Nieve en fusión Nieve seca o apelmazada CUADRO 4 TRATAMIENTOS CURATIVOS CONTRA LA NIEVE Tipo de fundente Dotaciones (g sal/m2) Temperatura E <- 2 cm E > 2 cm T > - 5º C CL NA SOLIDA 20-30 30-40 -5ºC> T>-15ºC 2/3 NA CL + 1/3 20-30 30-40 CA CL2 T < -15ºC CA CL2 SOLIDA 15-20 20-30 T > - 5º C CL NA SÓLIDA o 20-30 30-40 humidificada -5ºC> T>-15ºC 2/3 NA CL + 1/3 CA CL2 SÓLIDA + SALMUERA 20-30 30-40 7. CONSIDERACIONES MEDIOAMBIENTALES. Ángel Heredero - CASLI 9 Existe un enérgico estado de opinión contra el empleo de sal en las carreteras. Las autoridades de obras públicas suecas, como grandes consumidores a gran escala, se encuentran en el punto de mira. No sin razón, los usuarios de las carreteras mantienen el criterio de que nuestro uso de la sal es demasiado frecuente, y se concentra en rutas inapropiadas La crítica mantiene que la sal daña al medio ambiente, a los automóviles, al bienestar y por tanto reduce la seguridad. Por nuestra parte, en el mantenimiento vial de invierno, hemos de ponderar varios factores: - - el sistema vial debe ser accesible y transitable durante las veinticuatro horas del día. El tránsito por las vías públicas debe ser seguro y cómodo, de forma que los usuarios puedan llegar a su destino conforme tengan previsto. Al mismo tiempo, debemos asegurar que el daño al medio ambiente se reduzca al mínimo. Para asegurar todo ello, las autoridades viales suecas han decidido utilizar la sal para combatir las carreteras deslizantes. Invierno significa carreteras con nieve, heladas y carreteras deslizantes. La sal evita que la humedad se congele. Por supuesto que existen inconvenientes al aplicar sal. Pero los resultados de los ensayos demuestran que se reduce el número de accidentes y ahorra vidas Normalmente, la nieve y el hielo se deshielan a 0º C, si bien aplicando pequeñas cantidades de sal, la nieve sobre las carreteras se deshelará incluso a 12º C, dependiendo de la intensidad del tráfico. La sal “engaña” al invierno, de forma que las carreteras pueden despejarse de nieve y hielo incluso con temperaturas por debajo de cero. La sal de carretera contiene por lo menos un 98% de cloruro sódico. El 2% restante se compone principalmente de humedad y yeso, CaSO4. La sal contiene también cantidades más pequeñas de 0,01% de ferrocianuro potásico (K4Fe (CN)6 x 3H20). Se encuentra incluso en la sal de mesa corriente, evitando que se apelmace. El ión cianuro, de otro modo venenoso, es el agente, pero como está rodeado por el ión de hierro, resulta inofensivo. La sal Ángel Heredero - CASLI 10 de carretera no contiene cantidades detectables de combustible diesel ni de metales pesados. Un exceso de sal puede perjudicar a la salud. En la disolución de sal en agua, se forman cantidades iguales de iones de sodio e iones cloruro. Los valores límites de los iones cloruro en el agua potable, establecidos por la Dirección de Servicios Sociales, son de 300 mg/l. Es decir, próximos a una concentración degustable. WHO recomienda que los valores límite de los iones de sodio en el agua potable sean de 120 mg/l, si bien concentraciones mas bajas pueden resultar peligrosas, sobre todo para personas con trastornos cardiovasculares. Los iones de sodio positivos se rodean de partículas de tierra negativas durante su filtración al agua freática. Por eso, la cuantía de iones de sodio es relativamente inferior a la cuantía de iones cloruro en el agua freática salina. ¿Es realmente necesaria la aplicación de sal? Por supuesto que las autoridades viales suecas preferirían abstenerse del todo de aplicar sal. Nosotros no tenemos interés propio alguno en emplear sal en las carreteras. ¿Nos podemos por tanto pasar por completo sin ello?. Sí, pero solo a expensas de la transitabilidad y seguridad de las carreteras. Otra alternativa sería incrementar drásticamente los costos de control en las carreteras deslizantes mediante el empleo de otro agente descongelante. Pero si hemos de alcanzar el objetivo del mantenimiento invernal de las carreteras a un costo razonable para la comunidad y para las autoridades viales, resulta inevitable la aplicación de la sal. Las carreteras que reciben sal experimentan menos accidentes. Mediante la sal, se incrementa la transitabilidad y la seguridad de la calzada. Sin ella, no podríamos conducir tan rápido ni tan eficazmente, ante la presencia de nieve y hielo sobre las carreteras. El tráfico pesado tendría dificultades al ascender pendientes. Sin la sal, se reduce la seguridad. La estadística comparada y referida a todas las partes de Suecia, señala hacia relaciones causales entre carreteras que recibieron sal y un reducido número de accidentes. Por eso, nuestra opinión es que, para una gran parte del país, no existe otra alternativa que los agentes químicos descongelantes, tal como es la sal. No hay opción si hemos de lograr nuestro objetivo por lo que respecta a las Ángel Heredero - CASLI 11 vías principales, a las rutas internacionales y a las carreteras con tráfico más denso, es decir un carril libre de nieve y hielo. “En resumen, la sal es lo más eficaz, menos costoso y menos dañino de las diversas alternativas”. Al mismo tiempo, las autoridades viales deben tener presente la creciente oposición a la sal en la carretera. Debemos esforzarnos por reducir la dosificación en las calzadas, sin concesiones a la seguridad y transitabilidad. Debiéramos hablar con los que se oponen a la aplicación de sal, para llegar a soluciones en aquellas partes del país en que exista una oposición muy generalizada a la sal. ¿Constituye la sal una amenaza a nuestro entorno? El principal problema no es la sal como sustancia química. Sus efectos sobre la naturaleza son limitados, y en comparación con otros problemas ambientales derivados del tráfico vial, la sal juega una parte más bien insignificante. El agua en la proximidad de las carreteras no se ve virtualmente afectada, debido principalmente a la relativa fuerte circulación del agua. El agua freática y los pozos pueden verse afectados cuando se demuestre que existen factores hidrológicos y geológicos desfavorables. La sal únicamente afecta al agua superficial, dentro de un radio de 20 mts. A partir de las carreteras. Por eso, solo existe un riesgo limitado de que el agua resulte contaminada. Sin embargo, debe indicarse que se sabe poco acerca de los efectos a largo plazo de la aplicación de sal sobre el agua. Por consiguiente, deben tomarse medidas preventivas ante cualquier uso que se haga de la sal como agente descongelante, y se deberán clasificar los distintos biotopos de agua, según su vulnerabilidad. En algunos lugares a lo largo de las carreteras, la salinidad del suelo ha producido un cambio en la rivalidad entre especies. Algunas, que son más resistentes a la sal se han beneficiado de los cambios, a expensas de otras. Por ejemplo, las plantas de costa han llegado a aparecer con frecuencia en los arcenes de la carretera. Algunas plantas de las proximidades de la carretera resultan afectadas por la sal. En especial, son sensibles las partes verdes. El problema resulta más evidente en las ciudades, donde los árboles crecen junto a las calles y la sal puede pulverizarse sobre hojas y agujas. Las coníferas, especialmente los abetos, son más sensibles a la sal que los árboles de hoja caduca, ya que ellos no pierden sus hojas cada año. La sal ejerce un efecto inhibidor del crecimiento, pero únicamente en árboles que están situados dentro de un radio de 20 metros de la carretera. Las zonas densamente boscosas ofrecen mejor protección para los árboles que están detrás, y cualquier daño se limita a la Ángel Heredero - CASLI 12 proximidad de la carretera. El deterioro en las raíces del árbol solo se produce en zonas urbanas, que ofrecen una menor protección a los árboles, es decir si la zona que circunda al árbol está asfaltada o pavimentada. Aquí, el agua salina puede filtrarse al sistema de la raíz sin ser arrastrada. Las especies de animales muy apreciadas solo resultan afectadas en una escala limitada. Hasta ahora no existe evidencia de que la caza se haya visto atraída a las carreteras que recibieron sal, ni que sufra por esta causa. Los efectos por la aplicación de sal originan problemas. El inconveniente no es la sal en sí, sino los problemas que de ello se deriva. Cualquier agente descongelante en combinación con neumáticos de púas producirá la sustancia fangosa que ensucia los parabrisas y origina una molestia general en nuestras carreteras. Si sucede que el agente descongelante es la sal, ello también producirá un incremento en la corrosión de los automóviles. En el informe MINSALT del Instituto Sueco de Investigación Vial y Tráfico y de las autoridades de O.P. suecas, se estimaba que durante 1987 la sal fue la causa del 25% de la corrosión de automóviles en Suecia, lo cual representó un costo total de tres billones de coronas suecas. Desde entonces, la anticorrosión ha mejorado de forma considerable, por lo que el costo actual es mucho más bajo. Sin embargo, existen síntomas de que otras partes que no es la carrocería, son susceptibles de corrosión. Los dispositivos electrónicos resultan especialmente sensibles. Hay que tener también en cuenta que el deshielo normal tras una nevada producirá el mismo fango. Con frecuencia se culpa a la sal por las situaciones desagradables que causan los neumáticos de púas. Sin el empleo de estos neumáticos, una cuantía considerablemente menor de asfalto y cascaje resultaría arrancada de la superficie vial, y el fango permanecería blanco o transparente, con lo cual los automóviles se ensuciarían menos. En los países en los que está prohibido el empleo de neumáticos de púa, la sal se acepta de mejor grado, porque el fango no se pone oscuro ni sucio. La sal y la sustancia fangosa en los automóviles da lugar a una mayor presencia de disolvente en la naturaleza. Los propietarios de los automóviles lavan sus vehículos con más frecuencia, incrementando de este modo el empleo de elementos tales como agentes limpiadores, agentes desengrasantes, champús y cera de autos, incluso aceites lubricantes usados, anticorrosivos moderno, pinturas anticorrosivas, etc. La mezcla de cascajo, asfalto, goma y sal se adhiere sobradamente a los automóviles. Por contraste, una solución pura salina puede lavarse con facilidad mediante agua. Cuando el fango no se mezcla con el asfalto, la goma y el cascajo, se reducirá la necesidad de agentes Ángel Heredero - CASLI 13 protectores del automóvil. En la actualidad, existen agentes biodegradables y desengrasantes menos dañinos (aceite de semilla de colza, parafina normal, ciertos “tensides”). Algunos de ellos pueden utilizarse en el lavado de autos así como en el hogar. Bajo contenido de sal en el fango. El fango, que es la sustancia compuesta de nieve, asfalto, residuos de goma y sal, constituye el 46% de los residuos de asfalto y de otros productos petrolíferos, 40% de cascajo y arena, y 7% de residuos de goma. Solo un dos por ciento es sal. El resto es humedad. Indudablemente, muchos suecos se oponen a la aplicación de sal. La oposición se hace más fuerte cuanto más al norte, y continua ganando adeptos, y se está extendiendo por el sur. Incluso los usuarios viales profesionales están en contra de la sal. Los estudios realizados por las autoridades de O.P. y diversos institutos de investigación, han confirmado de forma independiente esta oposición. El CMA es de 15 a 20 veces más caro. Efectuando un examen detenido, la actitud negativa hacia la sal se basa principalmente en dos cosas: el fango y la corrosión. Nunca nos desharemos del fango en tanto como utilicemos agentes descongeladores químicos en combinación con neumáticos de púa. Y por otro lado, el empleo de agentes químicos representa la única oportunidad de alcanzar nuestro objetivo: una carretera libre de nieve y hielo. Asimismo, la corrosión podría reducirse considerablemente aplicando un agente menos agresivo tal como el CMA (acetato calciomagnésico). Esta es la única alternativa que ofrece por igual buenas posibilidades de un control eficaz de la nieve y del hielo. A la cabeza de todo, es menos corrosivo y resulta menos perjudicial para el medio ambiente. Desafortunadamente, es también de 15 a 20 veces más caro que la sal. En base a las cifras de años recientes, los gastos totales en cuanto a productos de esparcir ascenderían de 90 millones a 1,4 billones de Coronas suecas. Y todavía, nos quedaría el fango, ya que el CMA no es mejor que la sal a este respecto. La sal forma parte del problema en el mantenimiento vial. Ángel Heredero - CASLI 14 Hay quien puede encontrar extraño que las autoridades de O.P. suecas insistan en la aplicación de sal cuando tan elevado numero de usuarios de la carretera está en contra. En especial cuando nosotros nunca dejamos de recalcar la importancia de mantener un diálogo con el usuario de la carretera, y de tener la voluntad de adaptación al mercado. Sin embargo, en el asunto en que los usuarios de la carretera son más explícitos acerca de su postura, las autoridades de O.P. mantienen puntos de vista opuestos. Lo hacemos así porque también debemos escuchar a quienes nos han confiado nuestro mandato: el Parlamento y el Gobierno. No podemos lograr el objetivo de un sistema vial eficaz y seguro a costo razonable, sin emplear la sal. Muchos usuarios de la carretera no comprenden que la sal lleve a una mayor seguridad. Por el contrario, mantienen que el fango en el parabrisas, sal en el mecanismo de los frenos y la capa de sal y alquitrán en los neumáticos, significa una reducción en la seguridad vial. Además, hay quien pretende que la sal en la carretera hace a la gente conducir a más velocidad durante el invierno, por la mejoría en el estado de la carretera. Y una mayor velocidad no incrementa la seguridad. Nosotros no compartimos el punto de vista de que la sal de carretera ejerza un efecto negativo sobre la seguridad. Los resultados derivados del proyecto MINSALT sugieren que el número de accidentes asciende cuando nos abstenemos de aplicar sal. El número de accidentes registrados en cada una de las regiones es insuficiente para pretender la plena validez de los resultados, pero conjuntados muestran una clara tendencia. En otro estudio, con datos que van desde 1987 a 1992, comparamos la seguridad vial en tres grupos de condados: los del sur y los del centro de Suecia, que han sido activos en realizar una aplicación preventiva de sal, los que están en la misma zona que no tomaron medidas y los condados del norte. El menor incremento del número de accidentes en el espacio comprendido desde el verano al invierno, se produjo en los condados donde se habían tomado medidas preventivas de aplicación de sal. Concretamente, el número de accidentes sin trascendencia se ve reducido por la aplicación de sal. Muchos automovilistas, en particular los que conducen con frecuencia, se sienten plenamente capacitados para enfrentarse a las carreteras deslizantes. Sin embargo, las autoridades de O.P. aseveran que solamente los conductores expertos determinarían el nivel de mantenimiento vial en invierno. Aún cuando a mucha gente le gustaría que dejásemos de aplicar sal, existe otro grupo que quiere que prosigamos. La sal es considerablemente más popular entre los conductores menos experimentados. Ellos se sienten más seguros en las carreteras donde exista menos posibilidad de patinar. Ellos prefieren convivir con el problema de la corrosión, pero conducir sobre carreteras seguras. Nosotros somos responsables ante todos los automovilistas, y en especial ante los que están menos acostumbrados o capaces de adaptarse a situaciones viales difíciles. Ángel Heredero - CASLI 15 La aplicación de fundente en preventivo es un método que economiza sal en el control de carreteras deslizantes. La aplicación preventiva de sal constituye una de las formas más eficaces de emplear la sal de la carretera. Pequeñas cantidades de sal humedecida o una solución salina (5 g/m2) se extienden sobre una calzada seca o húmeda inmediatamente antes de que comience la resbalabilidad. Ello impide la formación de hielo sobre la calzada, y de que la nieve se congele sobre ella. Las previsiones meteorológicas, las imágenes por radar y de los satélites así como el sistema de vigilancia Vvis, permiten a las autoridades de O.P. efectuar predicciones exactas acerca de cuando se va a producir resbalabilidad, con el fin de evitarla. Las autoridades de O.P. tratan de reducir el consumo de sal. En el informe MINSALT, de las autoridades de O.P. y el Instituto Sueco de Investigación Vial y Tráfico, se exponían propuestas en cuanto a una nueva estrategia de aplicar sal. Se estima que el consumo puede reducirse de un 20 a un 40%, sin transigir en la seguridad y transitabilidad vial. En una decisión que data de 1993, tomada con referencia al informe MINSALT, el gobierno sueco hace hincapié en que las autoridades de O.P. “en su continuo esfuerzo concerniente al mantenimiento vial de invierno, deben ejecutar esta labor con un consumo mínimo de sal, sin hacer concesiones en cuanto a seguridad y transitabilidad”. Por eso, el gobierno y las autoridades de O.P. tratan de reducir la cuantía de sal en las carreteras. A este respecto, debería tenerse en cuenta algunas de las ideas del MINSALT. Este informe fue redactado en una época en que las autoridades de O.P. no adaptaban sus estrategias en cooperación con los peticionarios y los contratistas. Actualmente, no operamos de acuerdo con métodos pre-establecidos sino ateniéndonos a resultados. No obstante, aun quedan problemas por abordar. - Todo el mundo que trabaja en el mantenimiento vial de invierno, ya sean peticionarios o contratistas, deberán ser estimulados a trabajar con las cuestiones relacionadas con la aplicación de sal, la transitabilidad, la seguridad y el medio ambiente. Debe efectuarse un gran esfuerzo en la introducción y adiestramiento de nuevos métodos y herramientas. Esto es aplicable muy especialmente a los contratistas ajenos a las autoridades de O.P. Ángel Heredero - CASLI 16 - En el control químico de las carreteras deslizantes, debiera aplicarse el método que proporcione los mejores resultados e implique el menor consumo de sal. Esto significa que puede darse prioridad a otra alternativa, en vez de la más barata. - Los usuarios de la carretera debieran ser informados acerca del objetivo de las autoridades de O.P. en el mantenimiento vial de invierno. Y nosotros (las Autoridades), debiéramos escuchar a los usuarios, aceptar sus criterios en serio y estar dispuestos a negociar el uso de la sal. Con anterioridad a esta temporada, el jefe de la división vial y Tráfico impuso un número de limitaciones sobre algunos de los servicios de limpieza vial. Tales restricciones tienen por finalidad reducir el consumo de sal, de forma que - La aplicación preventiva de sal únicamente involucra extender sal humedecida o soluciones salinas saturadas. La dosificación no debiera ser mayor de 10g. De sal seca/m2. - La aplicación de sal con respecto a las nevadas solo se realice cuando exista el riesgo de que se adhiera a la superficie de la calzada, debiendo siempre ir precedido del despeje de la nieve. - El control mecánico de las carreteras deslizantes únicamente deberá efectuarse mediante alternativas que no sean salinas. A continuación figura una relación de medios y métodos que existen para el control de carreteras deslizantes. Se expone según sus ventajas y desventajas, en la medida en que han podido establecerse. Continuaremos nuestro trabajo de desarrollo relacionado con la lucha contra las carreteras deslizantes. Este invierno se va a ensayar una mezcla de CMA (acetato calciomagnésico) y sal de carretera (20% de CMA y 80% de BaC1). Se han evaluado asimismo las normas relativas a mantenimiento y operación. Esperamos que esta breve yuxtaposiciòn de nuestra actitud y debate en este asunto, nos permitirá encontrar el equilibrio correcto en cuanto al uso de extender sal. 7. PRUEBAS REALIZADAS POR EL DIRECTORADO DE CARRETERAS DE DINAMARCA CON SALMUERA Y SALES HUMEDAS. Se trata de una serie de tests realizados por este organismo utilizando dos máquinas extendedoras Epoke: la Sirius SW-3500 y la extendedora de salmuera SL. Se trató de observar sobre el terreno el comportamiento de fundentes húmedos y en solución, en circunstancias diferentes, (tratamientos curativos y preventivos). Ángel Heredero - CASLI 17 Extendedor de salmuera SL. Extendedor de fundente Sirius . Métodos de aplicación de salmuera. • Difusores tipo jet; estos van montados en la barra de esparcido y aplican la salmuera a gran velocidad, hasta 85 km/h. Es posible alcanzar hasta 10,5 mts. de anchura, empleando conjuntamente difusores de disposición trasera y lateral. Ángel Heredero - CASLI 18 • Difusores tipo ventilador; usados habitualmente en zonas de baja densidad de tráfico, la aplicación con este tipo de fundente es más sensible a la acción del viento y admite una velocidades menores de aplicación. • Difusión a través del disco de extendido; imposible controlar ni garantizar anchuras ni dosificaciones. LIQUIDO CONTRA FUNDENTE HUMEDO. Firmes con hielo/escarcha. La formación del hielo o la escarcha, está sujeta a dos condicionantes principales, que la temperatura del firme esté por debajo de 0º y que la temperatura del punto de rocío, (aquella que produce la condensación y precipitación de una masa de vapor de agua), esté por encima de ese valor. Hay de zonas de carreteras particularmente favorables para la formación de hielo, se caracterizan fundamentalmente por una gran pérdida de calor, una muy baja radiación solar y un entorno con elevada humedad. Por ejemplo: Áreas sombreadas. Zonas protegidas del viento. Zonas próximas a cursos o láminas de agua. Zonas bajas en comparación con el terreno colindante. Puntos de rápido enfriamiento, tales como puentes, bocas de túneles pasos angostos. 9 Zonas abiertas en general. 9 9 9 9 9 Un caso extremo de condiciones favorables para la formación de hielo, sería un tramo que discurriera de este a oeste, en una depresión del terreno, con una densa masa forestal o una colina al sur, abierto al norte y con un curso o lámina agua cercanos. Más de un 50% de las intervenciones tienen lugar durante períodos de helada. Firmes con nieve. Ángel Heredero - CASLI 19 Cuando la predicción indica nieve, es muy importante haber hecho una aplicación previa al comienzo de la precipitación. Si no, la capa de nieve se compactará con el pavimento y su retirada será más difícil. Para ahorrar fundente es preciso que el ancho de limpieza de la cuchilla sea el máximo posible. Se han usado cámaras fijas para seguir la evolución del estado del firme, empleando los dos tipos de fundente. Las imágenes son muy ilustrativas. -Concentraciones utilizadas. 1. Fundente húmedo: se aplicó un total de 75 gr/m2, dicha cantidad se componía de 70% de sal seca, o sea 52,5 gr y 30% de líquido, o sea 22,5 gr. Como la concentración de líquido era del 22%, (5 gr. De sal disuelta), la cantidad total de sal aplicada, en los dos estados fue de 57,5 gr/m2. 2. Líquido; un total de 215 ml/m2 fue aplicado, que a una concentración del 22% supone 47,3 ml. De sal, que en gramos son 55,9 gr/m2. Las diversas filmaciones muestran que la calzada donde se aplicó líquido, está todavía cubiertas de nieve, siendo la concentración mayor en el carril rápido, (con menos tráfico).Se determina que aumentando la dosificación en el carril rápido se compensa el menor nivel de tráfico, obteniendo un nivel de servicio más uniforme. Queda claro que la aplicación de sales húmedas, con sobredosificación en el carril rápido, (extendido asimétrico hacia la izquierda),es más eficaz que la aplicación uniforme de líquido. CONCLUSIONES. Situaciones con escarcha en calzada. Basados en la observación de las grabaciones de video, se pueden obtener las siguientes conclusiones: Con escarcha en la calzada y, habiéndose aplicado 5,2 gr. De cloruro sódico en forma de líquido y 7,7 en forma de sal humidificada, el nivel de eficacia en el mantenimiento del firme es el mismo. Nieve en la calzada. Ángel Heredero - CASLI 20 Con nieve en la calzada se ha podido constatar que la aplicación, de una sobredosificación de fundente húmedo en el carril rápido, es mucho más eficaz que una aplicación uniforme de líquido. El comité sugiere las siguientes dosificaciones en según cada caso: Situación Dosificación g/m2 Test de 1992 Sal húmeda Escarc Firme seco Firme húmedo Preventivo contra Nieve o después del paso de la hoja. Test de 2.002 Líquido 5-10 3-5 10 5 15-20 En estudio 8. SISTEMA DE AUTOMATIZADOS DE APLICACIÓN En países con inviernos rigurosos y en zonas muy concretas donde la aparición de placas de hielo es segura, se utilizan unos sistemas automatizados que aplican fundentes líquidos cuando la temperatura y condiciones así lo requieren. Estas zonas son bocas de túneles, puentes, pasos angostos, zonas con una lámina de agua cercana. Zonas sombreadas, zonas de densa vegetación, etc. 9. EQUIPOS PARA LA FABRICACIÓN Y ALMACENAJE DE FUNDENTES. Ángel Heredero - CASLI 21 En relación con el aumento de la aplicación de fundentes líquidos y húmedos, se planteó el problema de cómo fabricar las diferentes soluciones e idear un sistema de almacenaje que conservara todas sus propiedades. Cuando se trata de fundentes sólidos, no hay tal problema, porque se utilizan acopios a granel, incluso al aire libre pero no sucede lo mismo con los fundentes en estado líquido. Actualmente se comercializan plantas de salmuera que comprenden en su instalación un depósito de almacenaje de capacidad variable que son los que abastecen a las máquinas extendedoras cuando están realizando su trabajo. Estas plantas de salmuera pueden fabricar soluciones con una concentración variable entre el 12 y el 26% para el cloruro sódico que es el fundente más común. Ocasionalmente, se utiliza el cálcico o incluso el potásico que tienen más gama de temperatura, aunque también son más caros. Los tanques de almacenaje pueden variar su capacidad entre 6000 y 50000 lts. dependiendo de las necesidades y del numero de máquinas a abastecer. 10. SISTEMAS DE DETECCIÓN PRECOZ DE CONDICIONES PARA LA FORMACIÓN DE PLACAS DE HIELO. Existen instalaciones meteorológicas de tipo fijo pero que presentan el problema de que solamente registran los parámetros de las zonas inmediatamente adyacentes en donde están instaladas y por lo tanto están muy sujetas a microclimas. Existen instalaciones de tipo móvil dotadas en vehículos que como novedad registran la temperatura o punto de rocío, que es aquélla a la que una masa de aire debe de enfriarse para provocar su condensación y posterior precipitación. ESTACION METEOROLÓGICA MOVIL EPOTEMP. Se trata de un sistema de medición que proporciona un medio inmejorable de monitorización de las condiciones reales de la carretera, mientras se conduce. El equipo incluye caja de control y display, instalado a bordo del vehículo y proporciona de forma continua los siguientes datos: • • • • Humedad relativa en % Temperatura ambiente en ºC Temperatura en firme en ºC Temperatura de punto de rocío. Dispone de las siguientes alertas: 1. Alerta amarilla cuando la temperatura del firme es igual o menor a 0 ºC. Se formará hielo si hay precipitación. 2. Alerta roja, cuando la temperatura de punto de rocío es menor o igual a la temperatura del firme (condensación y precipitación: firme mojado). Se formará hielo si el firme está sobre enfriado. 3. CUANDO LAS DOS LUCES SE ACTIVAN SIMULTÁNEAMENTE, SE DARAN LAS DOS CONDICIONES ANTES DESCRITAS. La formación de hielo es segura e inminente. Ángel Heredero - CASLI 22 El instrumento que mide el factor humedad es un sensor polimérico, muy sensible al vapor acuoso, que presenta las siguientes ventajas: • • • extensa gama de medición. tiempo de reacción muy corto. gran exactitud. Sensor de temperatura por rayos infrarrojos. Basado en la energía termal emitida por una superficie. Esta radiación es convertida en una señal eléctrica, a través de un fotodetector. El dispositivo de medición por infrarrojos está expresamente recomendado y optimizado para la medición de datos en una carretera, con una gran exactitud de medición. 1. mediciones cada 0.005 segundos. 2. a una velocidad de 80 km/h. las mediciones se realizan cada metro. TEORIA. Humedad. Humedad significa presencia de vapor de agua en la atmósfera en el aire. Se produce cuando el agua en estado sólido o líquido se transforma en vapor y se mezcla con el aire. La humedad depende de varios factores, el más importante es la temperatura. El factor humedad relativa es muy dependiente de la temperatura; una variación de 1º supone un cambio de un 6% en la humedad relativa. Son necesario instrumentos muy precisos para obtener datos fiables. Temperatura de punto de rocío. Es la temperatura a la cual una masa de aire debe de ser enfriada para provocar su saturación y consiguiente condensación y precipitación. VENTAJAS DE LA ESTACIÓN EPOTEMP. 1. no sujeta a influencias climáticas. 2. mide las condiciones reales e infinitamente variables de un tramo concreto. 3. detecta, con la suficiente antelación, las condiciones necesarias para la formación de hielo. 4. instrumento muy eficaz, para determinar la necesidad o no de un tratamiento preventivo. 5. ahorro de fundente (económico y todo el que supone efectos negativos en firme, estructuras, vegetación, vehículos, etc). 6. mejora de la seguridad vial. Ángel Heredero - CASLI 23 11. ESTRUCTURAS SENSIBLES DESDE EL PUNTO DE VISTA INVERNAL. Puentes. Los tableros de los puentes, debido a las corrientes convectivas, tienen una inercia térmica mucho mayor. A ello se añade la proximidad de masas de agua, con lo cual la posibilidad de que la nieve cuaje antes o que se formen placas de hielo con más facilidad, es algo a tener en cuenta. Pero además se trata de un estructura muy sensible a la acción corrosiva de la sal, por lo cual se debe de cuidar muy especialmente lo siguiente: • • • • Impermeabilización de los tableros. Control de estanqueidad de juntas. Limpieza de drenajes de y desagues. Canalizaciones que viertan las sales de deshielo sobre las pilas del puente. Bocas de túneles. La formación de corrientes en bocas de túneles y pasos subterráneos, puede producir la condensación del medio ambiente, que si se precipita sobre un suelo enfriado, puede provocar el famoso hielo negro. 12. TIPOS DE FIRMES Y SU INCIDENCIA EN VIALIDAD INVERNAL. Firmes de hormigón. Mala tolerancia hacia las sales de deshielo debido a la carbonatación de las armaduras. Firmes drenantes. Debido a la presencia de poros, presenta una inercia térmica mayor que los otros firmes. El fundente que se emplee debe de ser mucho más húmedo. 13. PROBLEMÁTICA ESPECÍFICA DE LA VIALIDAD INVERNAL EN NÚCLEOS URBANOS. El problema de la nieve en núcleos urbanos se reduce a una pregunta que es muy simple pero que a la vez es muy compleja ¿qué hacemos con la nieve? En vías interurbanas podemos retirarla y depositarla arcenes, medianas o incluso con sistemas dinámicas expulsarla fuera o incluso cargarla en camiones. En las ciudades, el problema de retirar la nieve de la calzada es que probablemente vaya a parar a un sitio donde cause todavía más trastorno. Debemos de tener en cuenta que en las calzadas hay coches aparcados, más allá de los coches hay aceras, más allá de las aceras entradas a viviendas con lo cual el remedio puede ser peor que la enfermedad. Además, últimamente y con la gran profusión de señales luminosas y con resalte en los pavimentos de la calzada, la labor de limpieza se dificulta ya que estos elementos son muy sensibles al paso de las quitanieves. Ángel Heredero - CASLI 24 Como norma general, se deben establecer una serie de prioridades a la hora de grandes nevadas, en núcleos urbanos. Se atenderán preferentemente aquellas zonas que pueden verse afectadas de forma particular como son: • • • • • zonas industriales, terminales de mercancías, hospitales, escuelas, terminales de transportes En general, en todas aquellas zonas donde se mueve transporte pesado son las más afectadas y son las que deben ser objeto de un tratamiento de tipo preventivo. Así dentro de la zona urbana, las rondas, cinturones de circunvalación, pasos subterráneos, pasos elevados son las que deben de tener prioridad a la hora de una acción de retirada de nieve. MADRID FEBRERO DEL 2.008 Ángel Heredero - CASLI 25
