infraestructura educativa - Consejo Departamental de Lima

REVISTA TECNICA DEL CAPITULO DE INGENIERIA CIVIL - CIP
Reforzamiento
Reforzamiento de
de las
las Cimentaciones
Cimentaciones
Vecinas
Vecinas en
en la
la Modalidad
Modalidad de
de Calzaduras
Calzaduras
Tecnología 3D
para el Diseño
Geométrico de
Carreteras
Aplicación
Aplicación
de las
las
Mezclas
Mezclas
Asfálticas
Asfálticas
Sustentables
Sustentables
Infraestructura
Escolar:
Principales
Problemas
PAVIMENTOS DE HORMIGÓN : “La Respuesta a los nuevos desafíos”
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COPIMERA 2011
Congreso Panamericano de Ingeniería
Mecánica, Eléctrica y Ramas Afines
San José
Costa Rica
24 al 26 de agosto de 2011
CIEMI
24 al 26 de Agosto de 2011
Colegio de Ing enieros y Ele ctricistas,
Mecá nico s e I ndustrial es de Co sta Rica
Temáticas
COP IM ER A
COPIMERA 2011
San José, Costa Rica
Presentación
del Congreso
En el marco de la celebración del 40 aniversario de la
creación del Colegio de Ingenieros Electricistas, Mecánicos
e Industriales de Costa Rica (CIEMI), constituye un honor
ser la sede del XXIII Congreso de la Confederación
Panamericana de Ingeniería Mecánica, Eléctrica , Industrial
y Ramas Afines (COPIMERA) que también conmemora el
20 aniversario de su fundación.
El Congreso COPIMERA 2011 tiene como objetivo principal
la generación de espacios, para intercambiar y compartir
entre colegas panamericanos, las experiencias y
conocimientos adquiridos en el desarrollo de nuestras
profesiones, para procurar una mejor calidad de vida de la
sociedad civil, la protección al medio ambiente, la
actualización profesional, así como buscar el aumento en la
productividad de las industrias, a través de charlas
magistrales, ponencias, tutoriales y una exposición técnica,
que despertarán el interés de todos los participantes.
El CIEMI en su 40 aniversario y COPIMERA en su 20
aniversario extiende una cordial invitación a todos los
profesionales, indistintamente de sus disciplinas y
nacionalidades y a las empresas que comparten nuestro
objetivo, a esta puerta abierta, para dar y recibir el valioso
aporte que los profesionales pueden ofrecer a la sociedad.
Bajo esta premisa, esperamos que todos los participantes
tengan un contacto cercano con los avances tecnológicos
que en forma acelerada recorren el mundo. Sede
Hotel Crowne
Sistemas de
Medición
-Metrología
-Medición
Inteligente
-Metrología
legal
-Unidades de
Verificación
-Calidad de
Las
Mediciones.
Ingeniería
Biomédica
Ingeniería
Industrial
-Electromedicina
-Ingeniería y
Neurocirugía
-Ingeniería y
Cardiología.
-Gestión de la
Calidad
-Logística
-Gestión del
mantenimiento
-Control de
procesos
-Producción
Tecnología de
información
-T elecomunicaCiones.
Energía
-Generación
-Distribución
-Transmisión
-Eficiencia
Energética
-Fuentes
Alternativas
-Combustibles
Alternativos
Otros Temas de Ingeniería
-Eficiencia en
-Sistemas contra
-Tecnología de la
Incendios.
SistemasTérmicos.
Información.
-Biocombustibles
-Telecomunicaciones -Medio-Ambiente
-Procesos de
Y Biomateriales.
acreditación de
carreras de Ingeniería.
Ingeniería Agrícola
-Mecanización
Agrícola.
-Construcciones
Rurales.
-Conservación
de
Suelos,Aguas
Subterráneas.
-Geomática al
servicio de la
Ingeniería
Agrícola.
-Ingeniería de
riego y Drenaje
Agrícola.
-Gestión Integral
de Recursos
Hídricos.
-Ingeniería de
Aguas y
Suelos.
-Maquinaria y
Mecanización.
-Ingeniería de
Alimentos y
Postcosecha
-Construcciones,
Medioambiente
y Energías
Renovables en
la Agricultura.
Exposición técnica
2011
Costo stand (2 m x 3 m)
USD2000
Costa Rica es una de las democracias más
consolidadas de América. Es el único país de América
Latina incluido en la lista de las 22 democracias más
antiguas del mundo.
En Costa Rica se explotan cinco fuentes de energía,
en orden de importancia: hídrica, térmica, geotérmica,
eólica y solar.
El ecoturismo, es extremadamente popular entre los
turistas extranjeros que visitan la amplia cantidad de
parques nacionales y áreas protegidas que existen por
todo el país
Inversión
Extranjeros
Conferencistas
Estudiantes
Acompañantes
US$250.00.US$150.00.US$ 100.00.US$ 100.00.-
-Ingeniería de
Sistemas
Biológicos
-Tecnología de
la Información y
Automatización.
-Educación en
Ingeniería
Agrícola.
-Integración
Agrícola regional
y Políticas
Agropecuarias.
-Ingeniería
Agrícola y
Ambiente:
Cambio
Climático y
Gestión
Integrada del
Recurso
Hídrico.
-Transferencia
de masa y calor
en invernaderos
-Bíoproductos y
desechos , así
como para los
Recursos
naturales, suelo,
Aire y energía.
Programa de
Programa
acompañantes
Se contará con Preliminar
Mayor
un programa de
acompañantes información:
• Temáticas
que podrán
• Ofertas de
consultar
Hoteles
en la página
web del evento: • Costo de
www.ciemi.com/copimera2011
pasaje aéreo
Informes en Perú:
Centro de Capacitación de Ingenierías y Afines
INNOVACIÓN
TEC NOL ÓGI CA
DEL PERU
DEL PERÚ
Calle Las Palmeras / 202 -S. de Surco
Web: www.ciemi.com/copimera2011 / http://capacitaciondeingenierias.blogspot.com
Email: [email protected]/ [email protected]
CONFORMACION DELEGACION PERUANA
Fecha de Salida : Martes 23/08/ 2011 Fecha de Retorno: Domingo 28/08/2011
6 días / 5 Noches
Haga su Reserva con la debida anticipación para acogerse a las tarifas
promocionales del evento.
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INGENIERÍA CIVIL
EDITORIAL
Estimados Colegas :
El país enfrenta un importante déficit de infraestructura, pilar del desarrollo
incluyente, que se mantiene como nuestra mayor deficiencia.
Es verdad que la carencia de una infraestructura adecuada no se produjo de un día
para el otro, sino que es la consecuencia de años y años de períodos donde se
sucedieron años de crecimiento con otros de crisis.
Lo cierto es que el crecimiento económico puede llegar a encontrar tensiones si no es
acompañado por un crecimiento adecuado en la infraestructura de todo el país. Se
dice que nuestro país está en crecimiento en casi 7% anual, pero preocupa la alta
brecha en infraestructura que afecta la competitividad.
“El Perú, para el nivel de desarrollo relativo que tiene, debería haber cubierto su
brecha de infraestructura”, si bien hay mejoras en regiones como Ica, Arequipa o
Tacna, otras localidades (Loreto, Amazonas, Apurímac, Huánuco y Huancavelica)
tienen niveles de competitividad comparables con los más bajos en países africanos.
Lo cierto es que la ausencia de infraestructura o un atraso tecnológico en la misma
hacen que los usuarios de los servicios públicos tengan que pagar un sobrecosto. Los
sobrecostos por una inadecuada infraestructura se refieren a la medida monetaria
de los costos adicionales que los usuarios están obligados a soportar por la utilización
(o no utilización) de inadecuada (o inexistente) infraestructura, en comparación con
una situación de provisión óptima de la misma. Estos servicios son determinantes del
desarrollo y de la productividad de un país.
Así mismo nosotros los ingenieros civiles que tenemos la responsabilidad de llevar a
cabo el manejo del desarrollo de la infraestructura en nuestro país, tenemos la
obligación de estar preparados para enfrentar estos grandes retos, los profesionales
peruanos hemos demostrado capacidad de desarrollar grandes infraestructuras pero
no debemos conformarnos. En aras de esa preparación continua es que nuestro
Capítulo de Ingeniería Civil, ha preparado cursos, fórums, conferencias, etc.
enfocados en nuestra realidad y a la vanguardia del conocimiento de la tecnología
mundial actual, todo esto en la forma más asequible en especial para los colegiados
hábiles.
La Revista de Ingeniería Civil presenta diferentes artículos técnicos entre los que
destacan lo referido a Infraestructura en carreteras y centros educativos, además
tecnologías de punta con el cuidado del medio ambiente; como un aporte añadido al
conocimiento actualizado que como ingenieros civiles debemos mantener.
A nombre de la Junta Directiva del Capítulo de Ingeniería Civil del CD Lima del CIP
me permito transmitirles nuestro compromiso de seguir trabajando para fomentar
la capacitación de nuestros colegiados.
Ing. Elsa Carrera Cabrera
Presidenta CIC- CDLima - CIP
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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
Consejo Departamental de Lima
Capítulo de Ingeniería Civil
SUMARIO
JUNTA DIRECTIVA 2010 -2011
INGENIERÍA DE PAVIMENTOS
Presidente
Ing. Elsa Carmen Carrera Cabrera
3
Rentabilidad Social de la Carreteras de
Penetración : Creando un Nuevo Paradigma
de Diseño de Pavimentos
Vice-Presidente
Ing. Leonardo Alcayhuaman Accostupa
Secretario
Ing. Juan José Benites Díaz
TECNOLOGIA EN CARRETERAS
Pro-Secretario
Ing. Alejandro Burga Ortíz
Vocales
Ing. José Carlos Matías León
Ing. Daniel Roberto Quiun Wong
Ing. Miguel Luis Estrada Mendoza
Ing. Erika Fabiola Vicente Meléndez
Ing. Felipe Edgardo García Bedoya
7
Tecnología 3D para el Diseño Geométrico
de Carreteras:Ventajas y Desarrollo Aplicativo
INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA
14
Principales Problemas: Daños a la
Infraestructura Escolar
Ing. Francisco Aramayo Pinazo
Decano
Consejo Departamental de Lima
Colaboradores
Ing. Wilfredo Gutiérrez Lazares
Ing. Jackeline M. Chuquillanqui Poma
Ing. M. Montalvo
Ing. Manuel Gonzales de la Cotera
Ing. César Torres Chung
Ing. Ph.D Mario Candia Gallegos
Ing. Elsa Carmen Carrera Cabrera
Comité Editorial
Ing. Martha Carmona Carrasco
INGENIERÍA DE ASFALTOS
20
Aplicación en el Perú de las Mezclas
Asfálticas Sustenteables
ESPECIAL
Pavimentos de Hormigón :
La Respuesta a los Nuevos Desafíos
25
- Diseño, planificación y evaluación
- Construcción Sostenible
26
Grupo Editorial
28
CENTRO DE
CAPACITACION DE
INGENIERIAS Y AFINES
CIIA-PERU
-Aplicaciones alternativas y especiales
-Técnicas para un correcto mantenimiento,
Reparación y rehabilitación
-Tratamiento y reciclado de materiales para
Infraestructuras del Transporte
La Revista “Ingeniería Civil” no se solidariza
necesariamente con las opiniones expresadas en los
artículos firmados en la presente ediciónSe permite la reproducción parcial o total
de los artículos consignando la fuente
CAPITULO DE INGENIERIA CIVIL
Marconi Nº 210 / San Isidro / Telefax: 202-5029
[email protected] / www.ciplima.org.pe
Edición : [email protected]
(511) 257-2040
29
Web Site : www.ciplima.org.pe/civil
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32
DISEÑO DE PAVIMENTOS
CreandounNuevoParadigmadediseñodePavimentos
RENTABILIDADSOCIALDECARRETERASDEPENETRACIÓN
Ing. Wilfredo Gutiérrez Lazares
Introducción
El presente artículo se ha estructurado con la
finalidad de integrar temas complementarios al
diseño de las carreteras, que permita al
profesional la toma de decisiones bajo un
lineamiento social.
Los diseños de carreteras se basan en métodos
foráneos, que se han empleado en todas las vías
de la red vial nacional, debido a que no se
cuenta con una Norma Peruana de diseño.
Ahora, para las carreteras transversales al país
ya no se debe seguir empleando dichos métodos
tradicionales y por el contrario se deben innovar
metodologías de acuerdo a la demanda de
diseños coherentes a la realidad de cada zona
que atraviesa.
Si bien el SNIP considera aspectos de producción
agropecuarias, la evaluación se centra a los aspectos
económicos, postergando aspectos sociales de interés
nacional. El fundamento radica en la variedad
geomorfológica del territorio, como para generalizar los
análisis de rentabilidad. La figura N°1, presenta vistas
fotográficas de tres lugares del país, donde se aprecia
diferencias sustanciales en sus geomorfologías. Las
carreteras de penetración, están afectas a dichas
condiciones heterogéneas y por lo tanto se debe
reconsiderar el diseñar mediante métodos tradicionales.
Los trabajos de investigación, deben considerar diseños de
pavimentos, que empleen parámetros coherentes con la
realidad de las zonas que atraviesa la carretera. Estos
parámetros corresponden a los actores sociales, que deben
integrarse en la evaluación de los proyectos de inversión y
que permita mejorar los análisis de la rentabilidad de la
inversión en carreteras de penetración hacia la Amazonía.
Cuando las carreteras presentan una orientación
de Oeste a Este, y viceversa, las condiciones de
suelos, altitud, temperatura, precipitaciones,
entre otras variables, propicia diseños por
estratos, es decir por grupo de factores
incidentes en una zona y que afectan a los
diseños de las estructuras de pavimentos que
pudieran ser causales de la degradación
prematura.
Figura N°1
Entiéndase como factores de influencia social,
aquellos que corresponde a parámetros de
diseño no tradicionales y que también pueden
generar proyectos rentables.
Desierto de Sechura
Geomorfología
diferenciada
del
territorio peruano
(Fuente Internet)
Antecedentes
Las evaluaciones de la rentabilidad de los proyectos de
construcción de carreteras de penetración, se realizan
mediante los alcances que brinda el Sistema Nacional de
Inversión Pública SNIP. Este sistema de evaluación de la
inversión, en proyectos de caminos rurales o de bajo
volumen de tránsito, considera un diagnóstico de la
situación actual del proyecto a formular y de sus indicadores
que justifiquen la inversión. Luego de los diseños de
ingeniería, se evalúa el proyecto, realizando el análisis de
costo y beneficio y sus impactos en la sostenibilidad de la
obra.
Ingeniero Civil egresado de la Universidad Nacional de Ingeniería, con grado de
Maestro en Ingeniería Geotécnica y candidato al grado de Doctor en Ciencias
Administrativas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Profesor Principal
de ante grado y posgrado en la UNI y la UPC. Ha desempeñado cargos directivos en el
ex Laboratorio Central del Ministerio de Transportes y Comunicaciones; y en el
Laboratorio de Mecánica de Suelos y Pavimentos de la FICUNI. Director Gerente de
GHAMA Ingeniería S.A., empresa consultora dedicada a la Ingeniería Geotécnica.
Valle Sagrado de
los Incas
El Manu
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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3
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Longitud de Carretera Vs. Área Superficial
por Departamento
Realidad Nacional
600
La red vial nacional, se ha desarrollado en base a la
construcción de pavimentos flexibles y no de pavimentos
rígidos, debido a su elevado costo inicial. Las diferencias
entre estos tipos de estructuras se muestran en la figura
Nº2, en la cual se aprecia que cada estructura está
compuesta de distintas capas. En círculo la estructura que
actualmente se emplea con ciertas variantes y en recuadro
las bondades de un pavimento rígido, actualmente
postergado.
500
Loreto
400
300
200
Ucayali
100
Madre d e Dios
Tu mbes
-Mayor tiempo de servicio.
-Menor mantenimiento.
-No requiere de capa de
base granular.
-Mejor respuesta a los
esfuerzos.
PAVIMENTO
DISTRIBUCION
DE CARGA
0
Longitud de Carreteras en miles de km
Figura N°3 Relación entre longitud de carreteras y áreas
Superficiales (Elaboración propia)
Es importante considerar otras variables como, población
en cada uno de los departamentos, o en el área de
influencia de la carretera, o tal vez el PBI, o el ingreso per
cápita. Según el Instituto Nacional de Estadística e
Informática (INEI), el crecimiento del Producto Bruto
Interno (PBI), en 15 departamentos se ubicó por encima del
promedio nacional durante el año 2009 (0.9 por ciento). Los
Figura N°2 Tipos de Pavimentos y su composición
departamentos que tuvieron las mayores tasas de
estructural (Elaboración propia)
crecimiento anual durante el año 2008, fueron Ayacucho,
El Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC), ha Cajamarca y Apurímac. Además los departamentos de la
valorado más al pavimento flexible por su relativo bajo costo Amazonía, alcanzaron valores tales como Ucayali (2.3%),
Loreto y Tumbes (2.2%) y Madre de Dios (6.1%), por
inicial, permitiendo construir mayor longitud de carretera,
actividades de manufactura en productos de agroindustria
sustentando la integración de más centros poblados. El y agro exportación, pesca y servicios gubernamentales.
Cuadro Nº1, muestra el costo por kilómetro de carretera
construida, en las diferentes regiones del país con Los análisis de los proyectos de inversión de diseños de
topografía variada. Se aprecia que el costo se acrecienta a carreteras de penetración a la Amazonía, deben ser
mayor dificultad topográfica, pero además los costos son evaluadas mediante los factores técnicos tradicionales, por
más elevados, tanto como se ingrese hacia la Amazonía.
los factores técnicos de influencia y por los actores sociales
participantes en el área de influencia.
2
Cuadro N°1 Costo en dólares americanos por km de carretera asfáltica
RIGIDO
FLEXIBLE
Carpeta Asfáltica
Base
Losa
Sub - Base
Sub - Rasante
Topografía
Plano
Ondulado
Montañoso
Costa
381,000
424,000
600,000
Selva
472,000
520,500
728,000
Sierra
475,003
556,003
866,003
Rompiendo el paradigma de diseño
Los suelos donde descansan las estructuras de
pavimentos, llamados subrasantes, varían de acuerdo a la
zona que atraviesa el trazo de la carretera. Existen suelos
La página web del MTC, indica además que la longitud total finos como las arcillas, limos y suelos gruesos formados
de la red vial es igual a 78.554,02 km, dividida en sistema de por arenas y gravas; en todos los casos se admiten la
carreteras nacional (17.094,65 km), departamental combinación entre ellos.
(14.595,74 km) y vecinal (46.863,64 km). Los
departamentos de Loreto, Madre de Dios y Ucayali, En zona de costa predominan los suelos gruesos y en las
presentan menores longitudes; aproximadamente un 4.5% vías de penetración los materiales más finos. En la mayoría
del total de la red. Un caso especial se observa con el de los casos, las zonas de altiplanicie, selva alta y baja,
departamento de Tumbes, que sin estar en la Amazonía presentan suelos finos, parcialmente saturados o
también presenta poca longitud de carretera construida. Por saturados, con baja capacidad de soporte y susceptibles a
otro lado la figura Nº3, representa la relación de longitud la deformación. Se clasifican como materiales débiles, los
2
entre el área (km/km ), que permite una evaluación de ubicados en las zonas de la Amazonía, con presencia de
densidad por departamento. Se aprecia que los niveles freáticos cercanos a la superficie, que dificultan la
departamentos de la Amazonía (Loreto, Ucayali y Madre de construcción debido a la sobre saturación de los suelos y a
Dios) y Tumbes son los que presentan menores densidad los bajos rendimientos alcanzados en la conformación del
pavimento.
de longitud de carretera.
Plan Intermodal de Transportes del Perú - Ministerio de Transportes y Comunicaciones/OGPP
2/5 - 2 Informe Final - Parte 4, Apéndice 2/5. Consorcio BCEOM-GMI-WSA. Junio de 2005
4
Cfr.: Http://www.inforegion.pe/portada/66010/pbi-de-15-departamentos-crecio-por-encima-delpromedio-nacional/
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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DISEÑO DE PAVIMENTOS
En las carreteras de penetración, se presentan factores de
influencia o variables independientes, como la temperatura,
precipitación, gradiente de temperatura, tipo de suelos,
materiales de canteras y otras, que no son tomados en
cuenta para el diseño del pavimento ni para evaluar la
rentabilidad de la misma, permitiendo su degradación
prematura, tal como muestra la figura Nº5.
SI
P CI0
5
Estructura sobredimensionada
100
Teórica esperada
Infradiseñada
N ivel de Falla
P CIf
0
0
t
Se deduce que la estructura del pavimento requerida es
mucho mayor y transmite mayor carga al terreno blando,
generando otro problema debido a las deformaciones del
suelo, que repercute en el hundimiento de la estructura,
requiriendo de trabajos correctivos.
El problema se acrecienta al cuestionar sobre la
rentabilidad de la carretera, que se degradará
prematuramente, sin considerar las disponibilidades de
recursos de la zona y sin considerar aspectos o variables
sociales, que justifiquen la inversión.
La rentabilidad de las inversiones que realiza el estado en
carreteras, consideran aspectos que evalúan las
condiciones económicas, sin embargo existen otros actores
que no se toman en cuenta para la evaluación. La realidad
de las obras de carretera de penetración, presentan
diferentes variables que permiten las evaluaciones
técnicas, más no las características ambientales y
geomorfológicas que presenta el área de influencia.
Tiempo
Los diseños deben efectuarse de acuerdo a las realidades
de cada tramo diferente, que presente el recorrido de la
t = Tiempo esperado de s ervicio en condiciones reales
carretera, considerando la altitud, el tipo de suelo, la
temperatura el gradiente de temperatura, precipitaciones,
Figura N°5 Curvas de Degradación (Elaboración propia)
materiales disponibles para la conformación del pavimento,
volumen y composición de tráfico, entre otros, haciéndose
Pero qué causas generan la degradación prematura. La más económicos de lo que se puede pensar y que sea
respuesta se encuentra en que ahora la red vial crece de reportado en un análisis de la inversión.
manera transversales al territorio nacional y las condiciones
de diseños varían en cada sector. Las carreteras de Los diseños no son únicos para toda la longitud de una
penetración experimentan diferentes altitudes, iniciando en carretera,ni la rentabilidad puede asociarse exclusivamente
la Costa, con topografía plana y carreteras construidas a los aspectos económicos. Los trabajos de construcción o
sobre rellenos; luego la carretera inicia el ascenso por una
rehabilitación o mantenimiento de carreteras deben estar
topografía accidentada a media ladera, por las faldas de los
asociados al impacto social que puede producir, o en todo
cerros; cuando la carretera alcanza altura considerable con
caso una evaluación integrada que permita la toma de
topografía plana, se ubica en la altiplanicie, donde
experimenta temperaturas de variación severa en un decisiones a los directivos responsables de las inversiones.
periodo de 24 horas, con precipitaciones cuyas aguas La figura Nº9, presenta un ejemplo de modelo de capas de
superficiales y de infiltración no logran drenar debido a los información que propone incluir actores como los medios
suelos finos; después se inicia el descenso hacia la selva físicos, medios bióticos, medio económico, medio social,
alta en donde las precipitaciones son intensas y poco medio cultural, entre otros y que evaluados pueda
espaciadas, que además de la vegetación abundante a los establecer una mejora en el análisis de la rentabilidad
lados, no se logra el drenaje; y finalmente la zona de selva social, logrando una expresión matemática que represente
baja con suelos saturados por las constantes lluvias la mejor alternativa de inversión con fines de toma de
decisiones.
alternadas con el calor intenso.
T iempo de Servicio del Pavimento
En las carreteras en altiplanicie o selva, los materiales finos
saturados originan grandes deformaciones en el suelo,
echando a perder la inversión. Las secciones están
asociadas a las carreteras existentes donde se puede
apreciar la variación de altitud y por ende de factores de
influencia, que no son los mismos a lo largo del recorrido, a
pesar que es la misma carretera.
En presencia de suelos finos, las variaciones en la
capacidad de carga, generan cambios sustanciales en los
espesores de las estructuras de pavimento. A menor
soporte del suelo, mayor es el paquete estructural del
pavimento y viceversa.
Material natural encontrado en el lugar y que servirá de cimentación a la carretera.
Figura N°9 Capas de información (Fuente Internet)
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5
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Los diferentes actores serán integrados para el
correspondiente análisis, mediante las comparaciones dos
a dos que permitan evaluar si las dinámicas que generan las
mismas se superponen, son adyacentes o distantes, más
aún si entre ellas generan sinergias o conflictos, analizando
mediante una matriz FODA geoespacial.
Las interacciones entre estas variables permitirán
determinar el grado de importancia que define un vector de
análisis a trabajar en la parte de rentabilidad. Estos trabajos
se apoyan en imágenes satelitales, fotos aéreas y mapas,
en donde se puedan independizar espacios territoriales de
interés que pueden ser “digitalizados”, o mejor
representado por pequeñas áreas con cierta valoración
(modelos de celdas representativas).
La figura Nº10, permite visualizar que cada una de las capas
de información podrá tener valores en sub áreas que
integradas a manera vertical (análisis mediante SIG raster y
vectores de análisis), podrá pertenecer a una misma
evaluación de interés en la mejora de la rentabilidad.
Misión por estrategia de análisis con entregable
- Generar planos temáticos del territorio nacional,
con fines de sectorización.
- Determinar la muestra de carreteras a nivel nacional a
investigar.
- Determinar las áreas de influencia para la carretera en
investigación.
- Definir los actores participantes en dicha área de
influencia.
- Generar protocolos de recolección de datos, que
permita documentar valores de diseño y factores de
influencia.
- Evaluar cada uno de los actores y establecer una
ecuación matemática que refleje su comportamiento
con la realidad.
- Desarrollar una matriz de factores para evaluar su
mutua interacción.
- Definir los factores predominantes, en el área de
influencia.
- Asociar los factores a una fórmula matemática que
integre a los factores de influencia de una manera
coherente e informativa para la toma de decisiones.
- Evaluar y determinar la rentabilidad de dichas
carreteras mediante los métodos tradicionales
empleados en nuestro medio.
- Integrar el resultado de la evaluación de la rentabilidad
económica a los factores de influencia.
- Establecer una metodología integradora de todos los
actores en la inversión de una carretera de penetración,
que proporcione un índice posible de clasificar y tipificar
la vía, así como establecer la rentabilidad de la misma.
Referencias
Figura N°10 Capa y Vector de análisis
Finalmente se debe entender que existen factores que no
se toman en cuenta en los diseños de carreteras para
evaluar la rentabilidad, a nivel de evaluación de la inversión
pública. En la mayoría de los casos, las evaluaciones
ambientales son parte del expediente técnico, y no como
elemento de toma de decisiones para evaluar la inversión.
Visión del Nuevo paradigma de diseño
Desarrollar un modelo matemático de análisis de la
rentabilidad social, para los proyectos de inversión en
carreteras de penetración hacia la Amazonía, empleando la
innovación tecnológica del análisis geoespacial y del
planeamiento territorial, logrando así la participación de
factores de influencia no tradicionales.
Sistema de Información Geográfica
Una imagen rasterizada , es una estructura o fichero de datos que representa una rejilla rectangular de píxeles
o puntos de color, denominada raster, que se puede visualizar en un monitor de ordenador, papel u otro
dispositivo de representación.
6
1. AASHTO. (1993).AASHTO guide for Design of Pavement Structures.Washington
D.C.:AASHTO.
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Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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TECNOLOGÍA DE CARRETERAS
TECNOLOGÍA3DPARAELDISEÑOGEOMÉTRICODECARRETERAS:
Beneficios,VentajasyDesarrollodeAplicativos
Ing. Jackeline Maribel Chuquillanqui Poma
Las carreteras en el Perú
son medios importantes
para la comunicación, y
comercio entre las
ciudades y pueblos de
nuestro país. Actualmente,
se hace indispensable la
constante creación de
nuevas vías
o mejoramiento de las
muchas, ya existentes.
Este proceso demanda
que se desarrolle de
manera ágil, lo cual reduce
el tiempo en su desarrollo,
implicando que no se haga
un diseño óptimo.
Es por esto, que el diseño de carreteras se debe desarrollar
en menor tiempo pero siempre se debe tratar de obtener un
diseño óptimo. Dentro del diseño de carreteras, el diseño
geométrico está compuesto por dos componentes
esenciales, el trazado del eje de una vía y el perfil
longitudinal. Pero para un buen diseño se requiere hacer
modificaciones en estas componentes y ver que se
correlacionen adecuadamente. Sin embargo, no es tan
simple hacer la correlación entre el trazado del eje y el perfil
longitudinal, ni tampoco se usan programas que permitan
versatilidad para las modificaciones que demanden sin
hacer una gran inversión de tiempo.
Por otro lado, a través de un modelamiento tridimensional
permite la visualización realística del diseño geométrico de
la carretera, y facilita el proceso de correlacionar el trazado
del eje de la vía y su perfil longitudinal, debido a que una
visualización en 3D tiene mayores beneficios que el diseño
tradicional en 2D.
De esta manera, la implementación de un software para el
diseño geométrico y mediante la creación de plantillas en
CIVIL 3D, con los estilos pertinentes, se podrá identificar
los errores con facilidad, y respaldados en un modelo
Foto: Cortesía COVISOL
tridimensional de la vía y de esta forma, mejorar las
características del diseño geométrico; como adecuadas
distancias de visibilidad de parada y distancias de
visibilidad de paso; longitudes de espirales, longitudes
propicias de tramos tangentes y tramos curvos, etc. Así
mismo, se podrá evaluar la optimización del movimiento de
tierras. Finalmente, se puede obtener un óptimo diseño de
una carretera en un menor tiempo, usando un software
dinámico y que además permita ser adecuado a las
demandas de diferentes contextos.
1.- Qué es el AutoCAD CIVIL 3D
AutoCAD CIVIL 3D es una software potente para la
elaboración del diseño de diversas obras de ingeniería civil,
ya que aumenta la productividad, ahorra tiempo y reduce
costos significativamente. Lo más importante de este
software es el dinamismo que posee, ya que mantiene
relaciones inteligentes entre los objetos. Por ejemplo, si se
realiza un cambio en algún elemento se actualizará
instantáneamente en todo el proyecto, para que de esta
forma se pueda terminar el proyecto en un menor tiempo
con una mejor precisión en cuanto al movimiento de tierras,
saneamiento unitario y parcelación.
Objetos en el entorno de AutoCAD CIVIL 3D son aquellos que no son simples dibujos sino que guardan información como inclinaciones, cotas, latitudes, longitudes, etc., así como
características especiales de comportamientos establecidos por condicionamientos.
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7
TECNOLOGIA DE CARRETERAS
Por otro lado, CIVIL 3D permite en las fases de
levantamiento topográfico, diseño, dibujo, análisis y
visualización un trabajo sincronizado a través de las
opciones que tiene para trabajar en sincronización a través
de referencias externas, administración de archivos y otras
opciones, para que de esta manera se pueda contar con un
modelo actualizado y coherente del proyecto.
Así mismo, otra parte engorrosa en los proyectos es la se
deben presentar los entregables de acuerdo a formatos
establecidos por normas o convenciones adoptadas. Los
formatos que se requieran para la presentación de los
entregables se pueden definir desde el inicio de un
proyecto a través de plantillas y estilos. El CIVIL 3D trae
consigo estilos y plantillas estándares y otras más de
acuerdo a lo a las normas AASHTO, pero brinda bastante
flexibilidad que permite crear nuevos estilos, incluso a partir
de los preexistentes. Es así que dentro de los estilos se
puede definir que capa contendré cada objetos de CIVIL 3D
o incluso un elemento de la companga. De esta forma se
puede tratar de forma bastante independiente cada
elemento en cuanto color, espesor de línea, o diversos
condicionamientos que se establezcan como estacado
cada 10 metros o si los alineamientos son principales o
secundarios. De esta manera, una vez definidos todos los
formatos y estas colecciones de estilos se logran crear
plantillas, las cuales podrán ser usadas en futuros
proyectos sin necesidad de ser creados nuevamente.
2.- Características de AutoCAD CIVIL 3D
Dentro de las características del CIVIL 3D se tienen tres
grupos principales, los cuales forman parte de las ventajas
y beneficios que ofrece el programa para el diseño
geométrico de carreteras.
b.- Diseño y Análisis
En cuanto al diseño y análisis se basa en modelos 3D,
donde las iteraciones del diseño son más rápidas, ya que
actualiza los elementos de acuerdo a las modificaciones
realizadas. El CIVIL 3D tiene herramientas para el diseño y
trazo de intersecciones, glorietas, y pasillos, parcelas,
tuberías, y graduaciones con herramientas específicas y
estándares personalizables del diseño. También se puede
acceder y utilizar datos geoespaciales para poder evaluar
condiciones existentes. Así mismo, cuenta con una
herramienta incorporada para realizar análisis de aguas
pluviales y residuales en el ámbito hidrográfico e hidráulico.
Por otro lado, para el diseño geométrico de carreteras, se
puede considerar varios corredores con diferentes
estructuras, adicionalmente se pueden editar sección por
sección o por tramos de querer indicar características
similares, como cortes de talud y/o rellenos o establecer
algún muro de contención. Otro punto importante dentro del
diseño geométrico de carreteras es la coordinación entre el
trazado en planta y el perfil longitudinal y que mejor si se
cuenta con herramientas que nos permitan de forma fácil
las simulaciones y visualizaciones interactivas en 3D. Para
esto se pueden crear animaciones (videos) para poder
hacer un análisis más realístico de cómo se creó nuestra
carretera. El CIVIL 3D también cuenta con otras
herramientas como el diseño basado en criterios, que sirve
para establecer como cuales son las longitudes mínimas
entre curvas para los casos necesarios o señalar si los
radios mínimos son los correctos para cumplir con un
adecuado diseño.
a.- Topografía
Dentro de la topografía este software nos brinda opciones
fáciles y dinámicas para el modelado de superficies, ya que
cuenta con un gran soporte de data sin provocar que el
proyecto pese demasiado. Por otro lado, ahora existe la
comunicación de equipos topográficos con el CIVIL 3D de
manera directa, pero estas herramientas solo se puede
aprovechar con equipos norteamericanos en su mayoría,
incluso se pueden importar archivos FBK o ASCII. De esta
manera, también se pueden obtener y crear superficies
desde el Google Earth, pero esto se recomienda para
proyectos que se desarrollen a nivel pre factibilidad, debido
que lo vertido en las imágenes que obtienen del Google
Earth tienen una data referencial.
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TECNOLOGÍA DE CARRETERAS
c.- Documentación
software emplea para el diseño geométrico las normas
AASHTO. Es así que el CIVIL 3D al ser un programa flexible
permite la importación y vinculación de archivos .XML y la
elaboración de pequeños programas en lenguaje de
programación de Visual Basic o de Visual Basic .NET.
De esta manera, el usuario puede crear complementos
específicos para cada proyecto y región, logrando reducir
tiempos para el cálculo, dibujo y/o estilos de diferentes
elementos. Es así que se puede reducir un tercio el tiempo
que antes se empleaba para el diseño geométrico de una
carretera, dando tiempo para evaluar otras alternativas de
diseño. A continuación se presenta el empleo de tres de
estos aplicativos.
Civil 3D está diseñado para los ingenieros civiles,
dibujantes, diseñadores, y técnicos que trabajan en
proyectos de diseño de transporte, desarrollo de suelos, e
hidráulicos. Y con la documentación se puede permanecer
coordinado y explorar más opciones del diseño, analizando
el desempeño del proyecto con mayor calidad. Se puede
trabajar los proyectos de forma coordinada a través de
referencias externas o con la herramienta Vault para la
administración de documentos y data. Por otro lado se
puede establecer y uniformizar las etiquetas y tamaño de
textos independientemente del tamaño de hoja a plotear.
Así mismo se puede generar reporte de volúmenes para poder hacer el
cálculo de movimientos de tierras y si es necesario donde ubicar las
nuevas canteras dependiendo del proyecto. Y por último, se puede a. Design criteria editor (editor de normas de diseño)
producir las vistas de secciones apoyados en los estilos necesarios para
.XML.
obtenerlas de acuerdo a la convención adoptada por el MTC.
3.- Aplicativos
AutoCAD CIVIL 3D brinda a nivel de personalización
buenas opciones con la vinculación de archivos para un
mejor análisis, automatizar cálculos de diseño, etc. Estas
personalizaciones son necesarias debido a que este
El Design Criteria a través de signos de alerta nos brindará
una ayuda extra para la verificación del diseño geométrico.
Estas advertencias se pueden ver en dos ambientes, en el
cuadro Panorama como se muestra a continuación y donde
directamente ya se pueden hacer las correcciones, en este
caso se ve como no se cumple con el radio mínimo para esta
carretera.
Y luego, también se puede ver estas advertencias directamente en el dibujo del ambiente AutoCAD y si se pone cerca el
cursor cerca de este símbolo indica a través de un cuadro de texto instantáneo de que tipo se trata, si es un radio inferior al
mínimo necesario u otras restricción aplicada.
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9
TECNOLOGIA DE CARRETERAS
El archivo original, que contenía estos radios
mínimos dependiendo de la velocidad de diseño y
del tipo de vía, estaba de acuerdo a las normas
AASHTO pero se modificó para que esté de acuerdo
a las Normas Peruanas, para lo cual es necesario
modificar el archivo con los valores correspondiente
B .Cá lc ulo a utom á tic o de
Peraltes a partir de la creación
de criterios.
Para este caso también se recurrió
a personalizar un archivo en .XML.
10
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TECNOLOGÍA DE CARRETERAS
Desde aquí se debe señalar la ubicación del
archivo .XML para crearse automáticamente
la transición de peraltes para cada curva.
Luego se selecciona que tipo de de orografía
tiene para este desarrollo además de indicas
si tiene o no espirales.
De no tener el aplicativo se haría
manualmente la transición de
peraltes en la pestaña
superelevation para cada curva,
(nótese la imagen anterior). Pero al
cargar este archivo .Xml y
seleccionar las características de
e s t a c a r r e t e r a , s e
haceAutomáticamente
A continuación una muestra lo que
contiene el archivo .XML
Y luego se genera la transición de peralte para cada
curva.
Esta es la transición de
p era lte s pa ra la
primera curva
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11
TECNOLOGIA DE CARRETERAS
c.Cálculo automatizado de Sobreanchos, a través
de un aplicativo de Visual Basic.
En este caso se elaboró un archivo en Visual Basic
que vincule los datos del trazado en planta del CIVIL
3D para que ejecute los cálculos, ya que si se realizan
cambio en el diseño se pondrán recalcular los
sobreanchos fácil y rápidamente. En la siguiente
imagen se ve el aplicativo desarrollado en Visual Basic
para donde lo que se requiere el indicar el
alineamiento de donde obtendrá los valores
necesarios para el cálculo de los sobreanchos.
Esta es la data que maneja el CIVIL 3D en cuanto al
alineamiento.
Finalmente ejecutar el aplicativo
para el cálculo de sobreanchos
es bastante sencillo.
12
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TECNOLOGÍA DE CARRETERAS
Y se puede generar también el registro de Sobreanchos.
De esta manera, se puede ver cómo creando
aplicativos se puede reducir el tiempo para el
diseño de carreteras con lo cual se llega a ser
más eficiente y eficaz, y brindar más
opciones a escoger hasta obtener la solución
óptima.
En resumen el AutoCAD CIVIL 3D es un
softw are dinámico, que permite la
actualización automática de datos y al ser
dinámico, la evaluación entre diferentes
alternativas es menos tediosa y permite al
usuario explorar todas las opciones para
obtener la óptima. Asimismo, por ser versátil
permite al usuario adecuarlo a las propias
necesidades de cada proyecto y región.
Finalmente, el Costo Beneficio del
programa, se refleja en la optimización de los
recursos para el diseño (hh) versus la
precisión de datos y toma de decisiones en
base a más de una alternativa.
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13
INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA
IIConversatorio INFRAESTRUCTURAEDUCATIVA
PrincipalesProblemas:DañosalaInfraestructuraEscolar
El II Conversatorio de Infraestructura
Educativa, fue organizado por el Capitulo
de Ingeniería Civil, presidido actualmente
por la Ing. Elsa Carrera Cabrera del
Consejo Departamental de Lima.
La actividad técnica, que se llevó a cabo el
24 de Setiembre fue presidida por el Ing.
Francisco Aramayo Pinazo, Decano del
Consejo Departamental de Lima del
Colegio de Ingenieros del Perú , contando
con la participación del Servicio Nacional
de Capacitación para la Industria de la
Construcción (SENCICO), con su
presidente ejecutivo el Arq. Fernando
Chaparro Tejada.
Participaron como expositores los
especialistas: Arq. Pedro Morales
Gonzáles (Jefe de la OINFE); Ing. Carlos
Casabonne de Gallegos Casabonne
Arango Quesada Ingenieros Civiles SAC;
Ing. Julio Rivera Feijoo de SEINTEC; Ing.
Alejandro Muñoz Peláez de la PUCP; Dr.
Javier Piqué del Pozo de la UNI; Ing. Daniel
Quiun de la PUCP y el Dr. Jorge Meneses
Loja de California, USA. Colaboraron en la
Organización del evento la Ing. Carmen
Kuroiwa (Gerente de Investigación y
Normalización del SENCICO); Ing.
Gabriela Esparza del SENCICO; Mag. Ing.
Nicolás Villaseca C. y actuando en calidad
de coordinador del evento el Ing. Oscar
Miranda Hospinal de la UNI
respectivamente.
RESUMEN
El Perú está ubicado en una de las regiones de más alta
actividad sísmica que existe en la tierra, por lo tanto está
expuesto a un Peligro Sísmico permanente. La historia de los
terremotos recientes más devastadores ocurridos en el Perú
(1966, 1970, 1974, 1996, 2001 y 2007), y los daños en las
Edificaciones Escolares han sido importantes ocasionando un
gran impacto social y económico.
Desde 1997 los centros educativos han sido reconocidos como
edificaciones esenciales (refugio post sismo entre otros usos),
sin embargo los problemas persisten porque después de cada
Sismo lamentablemente se verifica que los daños se repiten;
por ello se considero de suma importancia la organización de
este evento después de 5 años de realizado el primer
Conversatorio y el Capitulo de Ingeniería Civil, decidió retomar
el tema y organizar el II Conversatorio de Infraestructura
Educativa.
POR EFECTO DE COLUMNA CORTA.
Este Problema se repite Sismo tras Sismo, y su
origen está en la concepción del proyecto.
El sismo de Nazca, ocurrido el 12 de Noviembre
de 1996, de moderada magnitud, causó daños de
consideración en la infraestructura educativa
ex istente, afectando inclusive Centros
Educativos de reciente construcción.
Fig.2 Edificio tipo 780, con falla de columna corta
durante el sismo de Nazca (1996).
14 Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA
Similar problema se presento en el SISMO del 23 de junio
de 2011.
Fig.2 Edificio escolar, con falla tipo columna corta
durante el sismo Arequipa.
Fig.3 Se muestra una falla de columna corta ocasionada
por el sismo del 2001.
Esta edificación pre Norma, a pesar de la correcta
colocación de los estribos ha fallado “por columna corta”,
demostrando la falta de rigidez en el lado más largo de
la edificación.
El Ing. Carlos Casabonne destacó la
excesiva
flexibilidad lo que conlleva a la interacción del pórtico
longitudinal con los alfeizares o tabiques, mostrando a
su vez posibles soluciones.
Fig.4 No sólo basta un correcto diseño de la junta, en
este caso la ventana invade el espacio para la junta.
Fig. 5 En este gráfico se muestra el problema típico de la
Columna corta, que es la interacción del Pórtico
longitudinal con los alfeizares, además se presentan
algunas soluciones.
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil 15
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INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA
Una de las tipologías de edificación escolar con mayor
incidencia construidos en el Perú, es el denominado
“Sistémico 780 Pre - Norma” y ha tenido importantes
cambios a raíz del Sismo de Nazca de 1996, que dio origen
a la nueva Norma Sismorresistente de 1997.
EDIFICACIONES EDUCATIVAS : Sistémico 780
Construidas con la Norma anterior a la Ley de 1997
Una de las tipologías aplicadas con mayor incidencia en la
construcción de centros educativos en el Perú, es el
denominado Sistémico 780. Luego del sismo de 1996, que
motivó la actualización de la Norma de Diseño
Sismorresistente y la aprobación de la nueva norma de
1997, el Sistémico 780 sufrió importantes cambios.
Antes de 1997, el sistémico 780 consistía en un sistema
mixto de pórticos de concreto armado en la dirección
longitudinal, y de muros de albañilería confinada en la
dirección transversal. Los pórticos por su poca rigidez son
sísmicamente vulnerables mientras que los muros tienen
adecuada rigidez y buen comportamiento. Luego de la
emisión de la norma 1997, se incrementaron las
dimensiones de los pórticos de concreto armado en la
dirección longitudinal para darle mayor rigidez.
Vista panorámica “Sistema 780” pre-Norma 1997.
Vista panorámica “Sistema 780” pre-Norma 1997 o posterior, han demostrado competencia Sísmica y no han fallado ni en
Arequipa 2004, ni en Pisco de 2007
Módulo 780 con Octágono :
Este M odulo de 3 pisos, denominado
inicialmente como Torre INFES, tubo como
Colegio Emblemático al CE Fermín del Castillo
con daños intensos en la albañilería no
estructural , cuya falla a raíz del Sismo de Nazca
de 1996 y su comportamiento estructural fue
materia de una Tesis de Maestría del Ing.
Fernando Calagua, dirigida por el Ing. Daniel
Quiun Wong.
16 Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
El módulo 780 más octógono es una estructura
irregular, que debe separarse mediante juntas,
en dos estructuras individuales.
Las nuevas edificaciones ya contemplan esta
modificación. El rectángulo 780 individualizado se
debe reforzar en ambas direcciones.
Previa elaboración de un inventario a nivel
nacional de los centros educativos con esta
configuración, se debe iniciar una campaña para
reforzar este tipo de estructuras.
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INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA
Así mismo hay que precisar que una de las mayores enseñanzas del Fermín del Castillo, es que este tipo de Edificaciones
Esenciales, requiere de un buen estudio de la geología y de los suelos en la ubicación del centro educativo, dado que este
mismo tipo de Modulo: El CE. José Carlos Mariategui (Cercano al Fermín del Castillo) muestra daños de menor intensidad.
Centros Escolares de Adobe
Edificio con
muros de
adobe y
cobertura
liviana
Teniendo en cuenta la alta incidencia de Edificaciones
Escolares de este material, que se estima que llegue al
35% de los Centros Escolares a nivel nacional, el Dr. Javier
Pique recomienda no más Construcciones Escolares
Nuevas de Adobe, y el Ing. Alejandro Muñoz, a su vez
recomienda que las existentes sean reforzadas mediante
la Colocación de mallas electrosoldadas y/o Geomallas.
Existen diversas alternativas adecuadas para reforzar los
Centros Educativos. La aplicación de las mismas está
sujeta a las condiciones de cada caso, a los objetivos que
se planteen previamente a la intervención y a la
disponibilidad de presupuesto.
Planta de una edificación educativa de adobe
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil 17
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INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA
Centro Educativo José María Morante, antes y después del reforzamiento
Técnicas de “Aletas”
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
3Se debe tener presente que en el Perú, se cuenta con 3Se debe tener en cuenta que el costo de dichas
un universo aproximado de 41,000 Centros Educativos
estatales. Por ello, una sola entidad como la OINFE, no
podrá atender la necesidad de estos miles de colegios,
que se encuentran por reforzar. Es necesario entonces
uniformizar criterios con otras entidades que construyen
y refuerzan colegios tales como: las UGEL, Gobiernos
Regionales, Gobiernos Locales, FONCODES del
Ministerio de la Mujer y APAFAS.
3Se ha avanzado mucho en el campo del diseño
sismorresistente de los Centros Escolares, se ha llegado
a soluciones estructurales, de mayor resistencia y
rigidez. Entre ellos está el “Módulo 780 Actual” que ha
demostrado un buen desempeño sísmico durante los
sismos del 2001 y 2007 en el sur del Perú, por lo tanto se
considera importante la difusión de este hecho.
3Se debe plantear al Ministerio de Educación y a las
autoridades respectivas, el desarrollo de un programa a
nivel nacional de reducción de la Vulnerabilidad Sísmica
de los Centros Educativos. Es 0posible mejorar la
seguridad sísmica de estas edificaciones, mediante
técnicas de intervención para diversos niveles de
protección sísmica, de acuerdo con las posibilidades
económicas y técnicas.
intervenciones antes de la ocurrencia de un sismo, es en
general mucho menor que el costo de reparación y
reforzamiento después de ocurrido el sismo.
3No existe ninguna entidad que entrene, califique y
certifique a los distintos Proyectistas, Consultores,
Supervisores y Contratistas involucrados en el desarrollo
de la Infraestructura Educativa, el OINFE y el CIP
podrían llegar a cumplir dicha función.
3Es necesario alentar la actualización y difusión de la
Normatividad Específica para Infraestructura Educativa,
así como alentar también la necesidad de implementar
Políticas de Seguridad Sísmica.
3No es recomendable aprobar más construcciones
escolares nuevas de adobe. En cambio, las existentes
deben ser reforzadas mediante la colocación de mallas
de alambre electrosoldadas y/o Geomallas, ya que así se
incrementa la resistencia sísmica de la edificación.
3Es urgente el implementar un inventario de las
Edificaciones Escolares y educativas en general, en
base de datos modernos tipo GIS. Con este registro se
puede plantear una evaluación visual rápida de la
vulnerabilidad sísmica y establecer niveles de prioridad
en la reducción del riesgo sísmico de las edificaciones
escolares y educativas.
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil 19
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INGENIERIA DE ASFALTOS
APLICACIÓNENELPERÚ
MEZCLASASFÁLTICASSUSTENTABLES
Ing. M. Montalvo
Posición de los diversos países
en 2009 respecto del protocolo
de Kioto. 1
Firmado y ratificado.
Firmado pero con ratificación pendiente.
Firmado pero con ratificación rechazada.
No posicionado.
Figura N°1 País firmantes
del Protocolo de Kioto.
Las mezclas asfálticas sustentables o “Warm Mix Asphalt
(WMA)” constituyen una nueva tecnología, por el cual se
pretenden reducir las temperaturas de mezclados y
compactación, para tal efecto se trata de modificar la
viscosidad del cemento asfaltico convencional y por ende
conseguir menores temperaturas de fabricación de
mezclas asfálticas. Al propiciar la reducción de la
temperatura de mezcla, se obtiene menor emisión de gases
y un menor consumo de combustibles fósiles.
La producción de mezclas asfálticas en caliente es una de
las actividades industriales dentro del sector transportes
que se encuentra afectada, tal como estipula el artículo 10
el Protocolo de Kyoto, por lo que en el sector está surgiendo
la necesidad de proceder a tomar medidas que permita el
desarrollo de nuevas alternativas de productos o bien en la
mejora de los existentes, de manera que se pueda cumplir
con los requisitos exigidos, pero sin que por ello se vean
afectadas las características de las mezclas asfálticas en
Este trabajo efectuado en el laboratorio de la empresa sus propiedades reológicas.
CESEL SA pretende mostrar una serie de formulaciones
basados en como los cementos asfalticos peruanos, Uno de los aspectos a desarrollar, y que diversos estudios
combinado con una sustancia química se logra reducir la ya publicados han comenzado sobre ello con el estudio de
viscosidad del cemento asfaltico, logrando mezclar y las mezclas asfálticas, han consistido en conocer la
compactar las mezclas asfálticas con una reducción de influencia de todos los elementos que intervienen en la
temperaturas de hasta 20°C respecto a las mezclas fabricación de las mezclas bituminosas, frente a los
asfálticas convencionales.
requisitos del protocolo de Kyoto, y que se englobarían en:
Dentro de las ventajas de poder reducir la viscosidad del
asfalto se encuentra la de poder obtener mezclas con bajos 3Consumo de combustible
contenidos de vacios, mejorar la densificación de las 3Emisiones de gases
mismas así como la de reducir la oxidación del asfalto ya
que se utilizara menor temperatura de fabricación.
Generalmente en función de la temperatura utilizada se
Adicionalmente y lo más importante a nuestro juicio que se pueden distinguir hasta cuatro grupos de mezclas, las
tendría una tecnología concordante con el Protocolo de mismas que se muestran en el Cuadro N° 1.
Kyoto sobre el cambio climático que es un acuerdo
internacional que el Perú ha suscrito y que tiene por
Tipo de Mezclas
Temperatura de Aplicación
objetivo reducir las emisiones de seis gases que causan el
Mezclas
en
caliente
140°C<T° C<180° C
calentamiento global: dióxido de carbono (CO2), gas
metano (CH4) y óxido nitroso (N2 O), además de tres gases
Mezclas Semicalientes
100°C<T° C<140° C
(sustentables)
industriales fluorados: Hidrofluorocarbonos (HFC),
Perfluorocarbonos (PFC) y Hexafluoruro de azufre (SF6 ), en
60°C<T°C< 100° C
Mezclas Templadas
un porcentaje aproximado de al menos un 5%, dentro del
Mezclas en Frío
T°C: Temperatura ambiente
periodo que va desde el año 2008 al 2012, en comparación
a las emisiones al año 1990.
Cuadro Nº1 Tipos de Mezclas asfálticas en
función de la Temperatura
20 Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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INGENIERÍA DE ASFALTOS
BREVE HISTORIA DE LAS MEZCLAS SUSTENTABLES
Estas tecnologías tienden a reducir la viscosidad del asfalto
y prever el revestimiento completo de agregados a
Entre los años de 1995-1996 se realizan las primeras temperaturas más bajas. WMA se produce temperaturas de
experiencias en Europa y entre los años 1997-1999 se 20 a 55 ° C (35 a 100 ° F) inferior al típico mezcla caliente de
construyen los primeros pavimentos en Alemania, en el año asfalto (HMA).
1997 en el German Bitumen Forum se dio a conocer el inicio
de las Mezclas Sustentables (WMA).
APLICACIÓN DE LA TECNOLOGIA DE LAS MEZCLAS
En el 2002 la National Asphalt Pavement Association SUSTENTABLES EN EL PERU
(NAPA), realiza un Tours a Europa con la finalidad de
evaluar el comportamiento de las WMA que se habían Las Especificaciones Generales del Ministerio de
Transportes, en lo concerniente a la preparación de las
colocado en Alemania y en Noruega.
mezclas asfálticas en caliente señalan:
En el 2003 en la Convención Anual de la NAPA se
destaca el progreso de las WMA.
“El cemento asfáltico será calentado a un temperatura tal,
que se obtenga una viscosidad comprendida entre 75 y 155
En el 2004 se efectúa la demostración de las WMA en el
Mundo del Asfalto y se realizan los primeros trabajos de SSF (según Carta Viscosidad-Temperatura proporcionado
por el fabricante) y verificada en laboratorio por la
campo en los Estados Unidos.
Supervisión.”
En el 2005 y 2006 se efectúan números trabajos de En el Perú las Refinerías que producen asfaltos reportan los
campo y la National Center for Asphalt Technology certificados de calidad del cemento asfaltico clasificados
(NCAT) publica la Investigación sobre el Aspha-min, por el sistema de Penetración, en consecuencia no reportan
Sasobit y Evotherm.
ensayos de viscosidad absoluta ni cinemática, sin embargo
En mayo del 2007 un equipo de 13 expertos en materiales a requerimiento de los usuarios sobre todo para el ensayo
los laboratorios
de los Estados Unidos representantes de la American de Carta Viscosidad-Temperatura
especializados
que
efectúan
ensayos
de asfaltos,
Association of State Haighway and Transportation Officials
expresan
usualmente
la
viscosidad
cinemática
que se
(AASHTO), Federal Highway Administration (FHWA),
National Cooperative Highway Research Program reporta en centistokes (cSt).
(NCHRP), así como de los proveedores de asfalto, de
contratistas y de consultores visitó cuatro países europeos:
Bélgica, Francia, Alemania y Noruega, para evaluar y
valorar diversas tecnologías de WMA. El equipo pudo
apreciar una amplia gama de tecnologías, discutió con
diversos organismos, cómo y por qué estaban aplicando
estas tecnologías, visitó las obras de construcción y
observo las vías en el servicio. En la visita identificaron una
serie de factores que involucra el desarrollo de WMA en
Europa: aspectos ambientales y el desarrollo sostenible a
que se refiere, especialmente la reducción del consumo de
energía y la reducción de las emisiones de dióxido de
carbono (CO2). Mejoras en la compactabilidad} de las
mezclas, así como la facilidad en la extensión del periodo de
colocación de la mezcla y permitir transportar distancias
más largas, lograr una mejor condición de los trabajadores,
porque disminuye la exposición a los humos azules,
especialmente en el periodo de compactación.
En el XV CILA, Congreso Ibero-Latinoamericano delAsfalto
realizado en Noviembre del 2009 en Lisboa Portugal, se Cuadro Nº2 Carta Viscosidad - Temperaturade un Cemento Asfáltico
presentaron una serie de trabajos relacionados a las
Mezclas Tibias cuyas exposiciones más destacables fueron Debo de agregar que en la década del 70 en el Perú, no se
exigía este ensayo ya que en ese entonces no era muy
las de Madrid, Sevilla y Barcelona en España y de México.
usable la mezcla asfáltica en caliente y de común uso era la
DESCRIPCION DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS mezcla en frio, sin embargo tampoco era una exigencia la
carta viscosidad-temperatura.En la década del ochenta,
SUSTENTABLES
como consecuencia de un crédito del Banco Mundial para la
Las mezclas asfálticas sustentables es un grupo de rehabilitación de carreteras se inicio el uso masivo de la
tecnologías que permiten una reducción en las mezcla asfáltica en caliente uno de los tramos que se
temperaturas de mezclado del asfalto que se produce y se benefició con este crédito fue la carretera central en el tramo
de La Oroya-Cerro de Pasco,
colocan para su compactación.
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21
INGENIERIA DE ASFALTOS
El Contratista había colocado la capa de Binder (Base
y= 0,241x - 1,785x + 5,759
y= 0,819x - 9,099x + 40,36
negra) en un buen sector, sin embargo al poco de producido
este hecho, la capa se fisuro en todo su extensión, el
Contratista adujo que el rigurosamente cumplió con las
especificaciones técnicas de la partida Mezcla Asfáltica en
caliente, donde se señalaba que para la fabricación se
debería calentar el cemento asfaltico a 170° C, el Banco
Mundial destaco al Dr Jacob Greinstein especialista en
pavimentos para investigar el hecho, recibimos una orden
de la Dirección General de Caminos para que la Dirección
y= -119,903x + 1246,976x - 1890,785
de Estudios Especiales brinde el apoyo al Dr Greinstein en
RESULTADOS
su investigación, el suscrito en ese entonces trabajada en
OPTIMOCONTENIDOC.A(%)
5,9
dicha dependencia. Paralelamente a los ensayos de
PESOUNITARIO( gr/cm3 )
2,349
verificación de agregados y a solicitud del Dr, se remitieron
VACIOS ( %)
3.3
V.M.A ( %)
15.2
muestras del cemento asfaltico a EEUU para que se
V. LLENADOS C.A( % )
78.4
realicen los ensayos de calidad así como también el de
FLUJO( mm)
3.6
carta viscosidad-temperatura, lógicamente los agregados
ESTABILIDAD ( kg)
1293
cumplía con las ET, sin embargo el reporte de calidad del
INDICEDE RIGIDEZ ( kg/cm)
3.531
cemento asfaltico arrojo que la mezcla se debería calentar a
ESTABILIDAD RETENIDA(%)
98.7
menos de 145 ° C, teniendo en consideración que el Fuente: CESEL S:A
cemento asfaltico peruano contenía un exceso de parafina,
lo que hacía que un sobrecalentamiento del asfalto este Diseños de las mezclas asfálticas
Sustentables
envejecía prematuramente.
2
2
6,00
18,0
5,50
17,5
5,00
17,0
4,50
16,5
4,00
3,50
16,0
3,00
15,5
2,50
15,0
14,5
2,00
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
6,50
7,00
7,50
8,00
4,00
4,50
CEM EN TO A SFAL TI CO (%)
5,00
5,50
6,00
6,50
7,00
7,50
CEMEN TO ASFA L TICO (%)
2
ESPECIF
2000
1800
-
1400
3- 5
1200
MIN1
1000
-
800
2- 4
600
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
6,50
7,00
CEM EN TO A SFAL TI CO (%)
7,50
8,00
Esta investigación fue muy importante para la construcción
de los pavimentos asfalticos en caliente y partir de ese
entonces el Ministerio de Transportes exige que tanto el
Fabricante como el Supervisor y el Contratista deberán
presentar los ensayos de viscosidad-temperatura.
Para efectuar el diseño de una Mezcla Asfáltica Sustentable
era necesario conocer primero los aditivos químicos que
generan este cambio en el cemento asfaltico, es decir que
reduzcan los valores de la viscosidad, en tal sentido se
recurrió al mercado internacional y se determinaron una
El Instituto del Asfalto recomienda una viscosidad del gama de aditivos químicos entre los más comunes se
asfalto de 170±20 centipoise para obtener un excelente presentan en el Cuadro N.2
mezclado de fabricación de mezclas asfálticas en caliente y
PRODUCTO
COMPAÑÍA QUE DISTRIBUYE
para la compactación, recomiendan una viscosidad del
asfalto de 280±30 centipoise par obtener una excelente WAM-Foam y THIOPAVE
SHELL
densificación. Esta viscosidad es conocida como
LOW EMISSION
TEACO
Viscosidad Dinámica o Absoluta y puede obtenerse de la
ASPHALT
cinemática multiplicándola por la densidad a esa
EUROVIA
ASPHA-MIN
temperatura determinada.
En esta investigación desarrollada se han efectuado los
ensayos con asfaltos de PEN 60-70, y 85-100 que son los
cementos asfalticos más utilizados en el asfaltado de
carreteras en el Perú, sin embargo en este trabajo se
presentan algunos avances logrados hasta el momento.
Se tomaron muestras procesadas de una carretera que
está Supervisando CESEL SA en la Selva del Perú, donde
se ha utilizado el diseño Marshall aprobado cuyas
características físico mecánicas cumplen con las
especificaciones del MTC.
Y=0650x 2 - 9,872x + 38,89
Y=-0,021x2 +0,259x+1,564
2,400
10
8,0
2,350
6,0
2,300
4,0
2,250
2,0
0,0
2,200
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
6,50
CEM EN TO A SFA LTICO (%)
7,00
7,50
8,00
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
6,50
7,00
7,50
8,00
CEMEN TO A SFAL TICO (%)
Cuadro Nº3 Características Marshall del diseño
con cemento asfáltico original
-
1600
ADVERA
Pq cORPORATION
SASOBIT
SASOL
EVOTHERM
ASPHALT PRODUCTION
Rediset WMX
AKZO NOBEL
Cuadro Nº2 Principales productos utilizados en las WMA
Los ensayos de laboratorio para el diseño de las mezclas
sustentables, son los mismos que se utilizan para las
mezclas convencionales: es decir se utiliza el método
Marshall donde se dan parámetros relacionados a la
Resistencia (Estabilidad), Deformaciones plásticas (flujos)
Porcentaje de Vacios, Sensibilidad al agua (Estabilidades
Retenidas), Densidades (Pesos Unitarios), etc, pero
teniendo en cuenta a la hora de fabricar las briquetas
Marshall la temperatura de mezcla obtenida de la Carta
Viscosidad-Temperatura así como la compactación de las
mismas para acercarse lo más posible a las condiciones de
obra, destacándose que los resultados deben ser similares
a los obtenidos con el asfalto sin aditivar.
22 Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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MIN8
MIN8
INGENIERÍA DE ASFALTOS
Para nuestra investigación el aditivo que se utilizó es una
cera (aditivo orgánico), producido por el tratamiento de
carbón caliente con vapor de agua en presencia de un
catalizador. Son ceras de hidrocarburo alifático de cadena
larga con un punto de fusión de baja viscosidad a
temperaturas más altas, más de 98° C (208°F) y alta
viscosidad a temperaturas más bajas.
Foto Nº 1
Características
Granulométricas
del
Aditivo
Utilizado
Para la fabricación de la mezcla asfáltica, del grafico
podemos apreciar que la temperatura de aplicación para el
asfalto natural es de 152°C y con el 0.5% aditivo se reduce a
132°C obtiendose una reducción de 20°C, así mismo con
relación a la compactación con el asfalto normal se obtiene
una temperatura de aplicación de 144°C y con el asfalto
aditivado se reduce a 128°C, lográndose una disminución
de 16°C.
En consecuencia podemos afirmar que los resultados
obtenidos de la aplicación de las mezclas asfálticas
sustentable a nivel de laboratorio son aplicables a los
asfaltos que se producen en el Perú, ahora resta aplicar un
tramo de prueba con el fin de verificar las características de
la mezcla puesta en servicio.
Cabe agregar que a diferencia de los cementos asfalticos
producidos en EEUU por ejemplo, en donde a un aumento
gradual del aditivo utilizado, la temperatura de mezcla
obtenida es menor, en los cementos asfalticos peruano
Pasa lo contrario, es decir a un aumento gradual del
contenido de aditivo aumenta la temperatura de mezcla,
La foto N° 1 se muestra una de las formas en que el como una primera premisa se debera a que nuestros
aditivo está disponible en forma granular como asfaltos tienen un contenido alto de parafina, y como lo que
pequeñas bolitas para la adición directa en la mezcla, estamos aumentando al asfalto es un aditivo tipo cera esto
está considerado como un mejorador del flujo de requiere de menor cantidades para lograr su cometido es
asfalto durante el proceso de mezclado y en el proceso decir para llegar a obtener los 170 +- 20 Centipoise de
de extendido, debido a su capacidad de disminuir la viscosidad, esto lo podemos corroborar en los Gráficos N° 5
viscosidad del asfalto, esta disminución de la y N° 6 que se muestran a continuación.
viscosidad permite que las temperaturas de trabajo se
disminuyan en 20 a 30°C, este producto es
completamente soluble en el asfalto a temperaturas de
120°C. El punto de inflamación es de 285°C y su
densidad a 25°C es de 0.9g/cm3
Para determinar las bondades del aditivo se efectuó el
ensayo de Carta Viscosidad-Temperatura con el asfalto
virgen y con el asfalto aditivado, en el Gráfico N 4 se puede
apreciar la disminución de la viscosidad del betún con
aditivo respecto a un PEN 60-70 convencional. Se observa
que a partir de 100ºC hay un cambio de tendencia en la
curva de viscosidad, gracias al cual podemos trabajar la
mezcla a temperaturas más bajas.
Gráfico Nº 5 %de aditivo - temperatura de mezcla
128
144
132
°C
152
Cuadro Nº4 Viscosidad Temperatura Asfalto Original vs Asfalto Aditivado
Gráfico Nº 6 %de aditivo - temperatura de mezcla
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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23
INGENIERIA DE ASFALTOS
Posteriormente se efectuaron trabajos de moldeo de
briquetas Marshall con el 0.5% y 1.0% de aditivo, para
someterlas a los ensayos respectivos con la finalidad de
establecer si hubo variación de los parámetros Marshall
obteniéndose similares resultados en el Cuadro N 3.
Parámetro
Marshall
Asfalto 0.5 %
Aditivo
Asfalto 0.1 %
Aditivo
1,300
1,470
1,430
Vicios (%)
3.3
4.1
3.9
Flujo (mm)
3.6
3.3
3.3
Estabilidad (Kg)
Asfalto
Natural
Cuadro N ° 3 Parámetros Marshall vs Contenido de Aditivo
CONCLUSIONES
Todas las tecnologías de mezclas sustentables (Warm
Mix Asphalt) se basan en obtener la viscosidad del
asfalto para elaborar la mezcla (170 Centipoises) y para
compactar (280 Centipoise) a la más baja temperatura
posible, pero cuidando en no afectar las propiedades
reologicas de la mezcla en servicio.
Las tecnologías de mezclas sustentables respetan
todas las especificaciones del método de diseño de las
mezclas asfálticas, únicamente varían la viscosidad del
asfalto a las temperaturas entre 100 y 150°C.
Costo/Beneficio
Adicionar el Aditivo para la fabricación de WMA incrementa
el costo aproximadamente de US$ 3 a 5/ton
El consumo de combustible se reduce de 1.4 galones de
Diesel por tonelada para producir Mezcla Asfáltica
convencional a 1.0 galones por tonelada para producir
Mezclas Asfálticas Tibias.
Esta variación muestra el interés tanto económico como
medioambiental de reducir, hasta donde sea posible, las
temperaturas de fabricación, mientras las condiciones de
puesta en obra y el comportamiento en servicio de las
mezclas bituminosas no se vean afectados.
Sin embargo, el más importante beneficio se da que con la
reducción de la temperatura de producción de mezcla
asfáltica convencional, con la reducción de 5% de gases
que causan el calentamiento global tales como el Dióxido
de carbono, Gas Metano y Oxido Nitroso estaríamos
cumpliendo como País el Protocolo de Kyoto, tal como se
puede ver en el cuadro N° 4.
Co2
Referencia
155
0.347
0.00181
0.000706
36.97
0.00%
Alternativa 1
175
0.363
0.00185
0.000749
36.57
4.56%
Alternativa 2
165
0.355
0.00183
0.000727
35.77
2.28%
-1.14%
Al reducir la temperatura de mezcla y por ende al
cemento asfaltico, se obtiene un beneficio al reducir su
oxidación alargando el periodo de vida en servicio.
Ch4
Co2eq
∆/REF
Kg/Tn de mezcla asfáltica en caliente
Alternativa 3
Al tener que calentar menos el asfalto para elaborar la
mezcla asfáltica ahorramos el consumo de combustible
reduciendo las emisiones de diversos gases, siendo el
principal el Dióxido de Carbono que es el responsable
del calentamiento global.
N2O
T° C
Mezcla
150
0.343
0.00180
0.000695
34.57
Alternativa 4
140
0.335
0.00178
0.000673
33.77
-3.42%
Alternativa 5
130
0.327
0.00176
0.000652
32.98
-5.71%
Alternativa 6
120
0.319
0.00174
0.000630
32.18
-7.99%
Fuente: Mezclas Bituminosas fabricadas a baja temperatura experiencia española,
Lucía Miranda, Elena Hidalgo XV CILA.
Referencias:
Warm Mix Asphalt: European Practice US Department of
Transportation Federal Highway Administration.
Reducción de los humos azules (componentes volátiles
orgánicos) generados en la colocación de las mezclas
asfálticas en caliente, con los cuales los trabajadores
aspiran menos cantidades de los mismos.
Warm Mix Asphalt : Best Practices, National Asphalt Pavement
Association.
Facilidad para compactar empleando menos esfuerzos
(menor consumo de combustible de la maquinaria) y
menor temperatura obteniendo valores de densidades
muy cercanos a la densidad de diseño, lo cual ocasiona
que obtengamos mezclas asfálticas de alto
desempeño.
A Laboratory Study on CO2 Emission from Asphalt and its
Reduction with the use of Warm Mix Asphalt, Rajib B Mallick,
John Bergendahl , International Journal of Sustainable
Engineering.
Adecuado comportamiento para que la mezcla asfáltica
sea transportada a grandes distancias de donde es
producida.
Evaluation of Sasobit for use in Warm Mix Asphalt, Graham C
Hurley, Brian D Prowell, National Center forAsphalt Technology
Mezclas Bituminosas Fabricadas a Baja Temperatura
Experiencia Española, Lucía Miranda Pérez, Mª Elena
Hidalgo Pérez, Eiffage Infraestructuras, XV CILA.
Desarrollo de Mezclas Asfálticas Tibias en México,Álvaro
Gutiérrez Muñiz, Luis Taul Valenzuela Sánchez, XV CILA.
24 Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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Especial
Conclusiones
PAVIMENTOS DE HORMIGÓN
La Respuesta a los Nuevos desafíos (*)(*)
urante los días 13 a 15 de octubre de 2010 tuvo lugar en El Simposio se completó con unas visitas técnicas a las
Sevilla el 11º Simposio Internacional sobre Pavimentos siguientes obras:
de Hormigón.
3Autopista Sevilla Cádiz,
abierta al tráfico en 1971. Una
Se trata de uno de los eventos más importantes a escala
part e i mport an t e de l os
internacional en este tema, con una larga tradición. El primer
pav i men tos de h ormi gón
Arq.en
David
Simposio tuvo lugar
ParísRamos
en 1969,López
y posteriormente ha
originales de la misma se
venido Viceministro
celebrándose con
periodicidad
aproximada de
de una
Urbanismo
y Vivienda.
encuentra todavía en servicio,
unos cuatro años.
con un mantenimiento mínimo.
Otra parte ha sido recubierta
La organización técnica del Simposio estuvo a cargo del
con mezcla bituminosa, pero no
Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones (IECA), el
por fallos en sí del pavimento,
cual se responsabilizó de llevar a la práctica las directrices de
sino para mejorar la regularidad
un Comité Técnico Internacional presidido por el autor del
s u p er fi ci al , q u e h a b ía
presente artículo, y del que formaron parte 22 expertos de 12
empeorado por asientos de la
países. De la organización general se encargaron la
Agrupación de Fabricantes de Cemento de España
e x p l a n a da ( l a au t op i s t a
(Oficemen) y la Asociación Europea de Pavimentos de
atraviesa zonas de marisma o
Hormigón (Eupave).
con suelos plásticos) .
D
El Simposio contó con el patrocinio del Ministerio de Fomento,
la Junta de Andalucía, la Agrupación de Fabricantes de
Cemento de Andalucía (AFCA), la Sociedad Internacional de
Pavimentos de Hormigón (ISCP) y la Asociación Mundial de
Carreteras (PIARC).
El Simposio puede considerarse un éxito, puesto que, a pesar
del difícil contexto económico, se presentaron 112
comunicaciones de 27 países, y se contó con 540 participantes
de 37 países de todo el mundo. Ello ha confirmado su carácter
de foro internacional de intercambio de experiencias y
conocimientos.
El Simposio se desarrolló en 14 sesiones técnicas, divididas en
5 temas generales:
Diseño, Planificación y Evaluación
Construcción sostenible
Técnicas para un correcto mantenimiento,
reparación y rehabilitación
Aplicaciones alternativas y especiales
Tratamiento y reciclado de materiales para
infraestructuras del transporte
Una característica que ha diferenciado esta edición del
Simposio con respecto a las anteriores ha sido el gran número
de ponencias (75) presentadas oralmente. Para ello fué
necesario celebrar sesiones paralelas.
Una primera sesión general estuvo dedicada a presentar de
forma resumida los 5 temas indicados anteriormente, a fin de
proporcionar a los participantes una visión general del
Simposio y ayudarles a elegir aquellas presentaciones que les
resultasen de mayor interés.
Autopista Sevilla - Cádiz
3Variante de Marchena y pavimento polifuncional en
Écija.
Son dos obras ejecutadas recientemente, pero que
presentan, entre otros aspectos de interés, la particularidad
de depender respectivamente de una Administración
autonómica (Junta de Andalucía) y otra local (Ayuntamiento
de Écija) y haber sido ejecutadas por contratistas de tamaño
mediano.
3Carretera de acceso a la Punta del Sebo (Huelva). Se trata
de un tramo de la principal vía de servicio del puerto de
Huelva, conectando los muelles interiores del mismo con el
puerto exterior. El pavimento de hormigón de la carretera se
construyó en 1978, como refuerzo de un pavimento
bituminoso que se había degradado muy rápidamente. A
pesar del intenso tráfico que soporta, se encuentra todavía
en muy buen estado, habiendo sido necesario reparar
solamente un 2 % de las losas.
Todas las comun icaciones aceptadas con tienen
información útil y detallada. Por ello no es posible
resumirlas en este limitado espacio, pero sí pueden
extraerse algunas conclusiones generales:
3
3Se
ha confirmado de nuevo que los pavimentos de
hormigón, si están correctamente proyectados y
construidos, tienen una larga vida de servicio con una
con s erv aci ón mí n i ma. Se p res e n t a ro n v a ri a s
comunicaciones tratando de casos reales, y los
participantes tuvieron la oportunidad de circular por una
autopista cercana a los 40 años bajo tráfico.
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil 25
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INFRAESTRUCTURA VIAL
Especial: Pavimentos de Hormigón : La Respuesta a los Nuevos Desafíos
tipos de pavimentos de hormigón son 3Sin embargo, se ha insistido en el hecho de
que, a lo largo de una vida de servicio de 30
predominantes: pavimentos de hormigón en
años, el impacto medioambiental provocado
masa sin pasadores, pavimentos de hormigón en
masa con pasadores y pavimentos continuos de
hormigón armado. Todos ellos han presentado
es de 50 a 100 veces superior que el debido a las operaciones
buenos resultados a largo plazo.
de construcción y conservación. Por ello, la reducción mayor y
3Esta durabilidad es una prueba clara de que,en lo que más eficaz en el impacto está asociada a una disminución de
se refiere al proyecto de espesores, los materiales y las consumo de carburante. Numerosos estudios han mostrado ya
técnicas de construcción, los pavimentos de hormigón el efecto positivo de los pavimentos de hormigón a este
constituyen una tecnología muy consolidada. Sin embargo, respecto. Algunos ensayos llevados a cabo en Suecia dieron
la distancia entre juntas es todavía un tema sometido a como resultado diferencias del 1,1% con un coche y del 6,7%
debate. El acortamiento de las losas disminuye las con un camión. Estos valores son similares a los obtenidos
Arq. David
Ramos tanto
Lópezde temperatura previamente en Canadá y otros países. El mayor consumo de
tensiones debidas
a los cambios
de Urbanismo
y Vivienda.
comoViceministro
de humedad, y podría
traducirse en
una reducción de combustible en los pavimentos bituminosos se atribuye a su
los espesores. En algunas carreteras latinoamericanas se mayor resistencia a la rodadura, lo cual ha sido confirmado en
han dispuesto losas relativamente delgadas con una un estudio llevado a cabo en Japón.
longitud no superior a 2,4 m; pero todavía no ha transcurrido
un tiempo suficiente para permitir evaluar de forma precisa 3De cualquier forma, la sostenibilidad es un tema muy
complejo, en donde deben considerarse muchos factores.
el comportamiento de este tipo de pavimentos.
Los programas de ordenador preparados especialmente
para ayudar tanto a los proyectistas como a los decisores en
el empleo de modelos de sostenibilidad pueden ser una
herramienta valiosa. Uno de estos modelos, así como el
software asociado al mismo desarrollado en Holanda,
fueron presentados en el Simposio.
3Tres
3En
El Pavimento con losas cortas
3La durabilidad debe obtenerse cumpliendo también
criterios de construcción sostenible. Algunos factores
que favorecen la sostenibilidad de los pavimentos de
hormigón son:
-Empleo de cementos con adiciones activas.
-Utilización de materiales reciclados procedentes de
pavimentos existentes, tanto rígidos como flexibles.
-Empleo de materiales con especificaciones técnicas muy
exigentes, y por tanto escasos, solamente allí donde se
necesitan realmente (por ejemplo: áridos resistentes al
desgaste únicamente en la parte superior del pavimento).
las regiones con inviernos severos, el empleo de
aireantes es la medida adoptada mas frecuentemente
para obtener una adecuada resistencia a las heladas. Sin
embargo un exceso de aire ocluido debido a un mezclado
incorrecto puede dar lugar a un hormigón con una
resistencia mecánica baja. A partir de un estudio llevado a
cabo en Alemania sobre los mecanismos de actuación de
diferentes aireantes, se han formulado distintas
recomendaciones prácticas para evitar este problema. En
Rusia se ha desarrollado un nuevo método para estimar el
denominado factor de espaciamiento, otro parámetro clave
para obtener hormigones resistentes a las heladas. Los
autores indican que dicho método se pueden aplicar
fácilmente utilizando equipos normales que pueden
encontrarse en todos los laboratorios de carreteras. Se
dispone asimismo de varios métodos para estimar la
resistencia a las heladas, basados en ensayos llevados a
cabo sobre probetas. Sin embargo, en un estudio
comparativo llevado a cabo en Bélgica se ha concluido que
algunos de dichos métodos necesitan una redacción mas
precisa para evitar discrepancias en su interpretación. Por
otra parte la dispersión de los resultados fue importante.
3Es
26
Construcción
de pavimento
en dos capas,
la inferior con
áridos reciclados y la superior con áridos
nuevos resistentes al
desgaste
posible obtener niveles sonoros reducidos en los
pavimentos de hormigón sin sacrificar sus características
de resistencia al deslizamiento. Se dispone de varias
opciones. En la actualidad la mas eficaz es el empleo de
texturas de árido visto con un tamaño máximo de árido
pequeño (6 8 mm) y un hormigón de gran calidad. Se
dispone de una larga y positiva experiencia en esta técnica
en países comoAustria y Bélgica.
3Las
texturas de árido visto están asociadas
frecuentementecon la construcción del pavimento en
dos capas.
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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Especial:
INFRAESTRUCTURA
Pavimentos de Hormigón
VIAL
: La Respuesta a los Nuevos Desafíos
En la inferior se pueden utilizar áridos con unas
características no tan exigentes como las de la capa
superior, e incluso áridos resultantes de la demolición
de antiguos pavimentos. Dicha construcción en dos
capas es una técnica de la que se tiene un amplio dominio y
que puede utilizarse incluso en obras con restricciones
importantes de espacio, como es el caso de los túneles.
Evolución de la resistencia a comprensión de
un hormigón de apertura rápida al tráfico.
Arq. David Ramos López
Viceministro de Urbanismo y Vivienda.
Construcción de pavimento de hormigón en dos
capas y textura de árido visto.
3En
las autopistas y carreteras principales, los
pavimentos deben ser inspeccionados periódicamente
para programa las operaciones de conservación. El
deflectómetro de impacto (FWD) se utiliza con frecuencia
para evaluar su capacidad de soporte, junto con algunos
dispositivos diseñados específicamente para los
pav imen tos de hormigón, como el denominado
"Faultimeter" para medir escalonamientos en las juntas.
Debe prestarse una atención especial a la influencia de los
gradientes de temperatura y/o humedad al analizar los
resultados de este tipo de medidas.
3Un
pavimento de larga vida requiere estar apoyado
uniformemente un una subbase no erosionable.A este
respecto, se tiene una positiva experiencia en España con
el empleo de subbases de hormigón magro vibrado. En
otros países en donde se utilizan abundantemente sales
fundentes se prefiere utilizar materiales tratados con
cemento protegidos bien con una capa de mezcla
bituminosa de poco espesor o bien con un geotextil no tejido
resistente a los álcalis.
3En
caso de que se precise una reparación estructural, es
posible reforzar un pavimento de hormigón existente con otro
pavimento de hormigón. Asimismo debe destacarse que los
refuerzos con hormigón se utilizan cada vez más sobre
pavimentos bituminosos, una técnica a la que se denomina
habitualmente "whitetopping". Hay varias posibilidades:
refuerzos gruesos o, si el pavimento existente se encuentra
en buen estado, refuerzos ultradelgados adheridos. En el
caso de pavimentos bituminosos nuevos se están llevando a
cabo ensayos para estudiar las posibilidades de aplicar
capas de rodadura formadas por morteros de prestaciones
altas o muy altas, en los cuales pueden incrustarse áridos
duros resistentes al desgaste. Se presentaron varios
ejemplos de "whitetopping", construidos en algunos casos
para evitar los problemas causados por pavimentos
bituminosos envejecidos, en los que la aplicación de
sucesivos refuerzos con mezclas bituminosas no se ha
revelado como una solución eficaz. Si no es posible modifica
las cotas de los elementos adyacentes, otra posibilidad es
demoler total o parcialmente el pavimento existente y
sustituirlo por uno de hormigón. Un ejemplo notable es el del
anillo interior de Ciudad de México, una obra con una
longitud de 42 km y un ancho entre 35 y 49 m, por la que
circulan diariamente más de 110.000 vehículos.
3Todos los pavimentos necesitan de cuando encuando
algunas actuaciones de reparación o de rehabilitación,
si bien su frecuencia es muy baja en los pavimentos de
hormigón proyectados, construidos y gestionados
correctamente. Se dispone de técnicas de reparaciones
eficaces. A este respecto, se informó de algunas
reparaciones de grietas longitudinales debidas a cambios
de humedad en la explanada todavía en buen estado
después de más de 20 años.
3Se
dispone de cementos ultra-rápidos que permiten
abrir al tráfico las losas reparadas en solamente unas
pocas horas. Se puede utilizar también losas prefabricadas
para reparaciones provisionales.
Refuerzo de pavimento bituminoso mediante
un pavimento de hormigón
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil 27
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INFRAESTRUCTURAEspecial:
VIAL Pavimentos de Hormigón :: La Respuesta a los
los Nuevos Desafíos
3El ensanche de una carretera existentees una
de las opciones para mejorar la movilidad.Una
s o lu ció n adecu ada, tant o t écni ca como
económicamente, para ampliar una calzada con
pavimento bituminoso es añadir un nuevo carril derecho y un
arcén con pavimento de hormigón.La experiencia en países
como Alemania, Bélgica y Holanda es positiva y muestra que
no son necesarias medidas especiales en la unión de los
pavimentos de hormigón con los pavimentos bituminosos
existentes.
Ensanche de autopistas mediante la adición de un
carril y de un arcén con pavimento de hormigón.
3La
conversión de un pavimento oscuro (mezcla
bituminosa en uno más claro (hormigón) presenta
varias ventajas.Se constata una tendencia creciente hacia
el empleo de superficies reflectantes claras en las ciudades,
tanto en las cubiertas de los edificios como en los
pavimentos, para reducir la cantidad de energía que se
necesita para enfria los ambientes urbanos, cuya
temperatura puede verse aumentada por el efecto de la isla
de calor. Por otra parte, los pavimentos claros disminuyen
de manera significativa la cantidad de energía que se
necesita para la iluminación de los viales durante la noche,
reducen el efecto invernadero y contribuyen al enfriamiento
global, al disminuir la cantidad de radiación solar absorbida
por la superficie de la Tierra. Se pueden obtener superficies
claras incluso si se utilizan áridos oscuros.
3Mediante
el empleo de una nueva generación de
cementos con dióxido de titanio (TiO2 ) es posible
construir pavimentos que disminuyen la contaminación.
Los óxidos de nitrógeno más perjudiciales, especialmente
2
el NO , se absorben a través de un fenómeno de
óxidoreducción que genera una fotocatálisis. Se han
obtenido resultados prometedore tanto con pavimentos
hormigonados in situ como con adoquines prefabricados.
épocas lluviosas, pueden perjudicar a los sistemas
De guiado óptico y obstaculizar el acceso de los
pasajeros, especialmente si se utilizan sillas de
ruedas. Los pavimentos de hormigón son la forma
más segura de evitar las roderas.
Por otra parte, debido a su durabilidad, pueden
reducirse al mínimo las restricciones a las
operaciones de los autobus esprovocadas por
las obras de conservación. Durante el Simposio se
presentaron varios ejemplos de carriles bus en
Holanda, Bélgica, Francia y España.
Carril bus con pavimento de hormigón
3Las glorietas constituyen otros puntos en las redes de
carreteras y calles en donde son frecuentes los deterioros d
los pavimentos.En muchos países europeos se recurre cada
vez más a la construcción de las mismas en las
intersecciones importantes, porque permiten un tráfico más
seguro y continuado que el de otras alternativas. El tráfico
pesado en las glorietas produce elevadas tensiones en el
pavimento, como resultado tanto de las fuerzas centrifugas y
los esfuerzos de frenado como de las sobrecargas de las
ruedas exteriores de los vehículos al inclinarse. Algunos
efectos de estas tensiones, tales como la formación de
roderas, los desplazamientos laterales de la capa de
rodadura, las pérdidas de áridos en la superficie o las grietas
pueden evitarse si se utiliza un pavimento de hormigón. Hay
que indicar además que las reparaciones asociadas a dicho
problemas son en general muy difíciles de llevar a cabo
debido al intenso tráfico. Suiza, Austria, Holanda, Francia y
Bélgica son algunos de los países donde esta solución se
utiliza con frecuencia. En el último de ellos el primer
pavimento de hormigón en una glorieta se abrió al tráfico en
1995, y se encuentra todavía en servicio.
3Las ciudades de todo el mundo se están
enfrentando
problemas cada vez mayores de congestión en sus
Centros y áreas suburbanas,al igual que las carreteras de
acceso las mismas. En los países densamente poblados est
fenómeno se produce también en las carreteras conectand
las ciudades. Los carriles reservados al transporte públic
puede garantizar al pasajero tanto el tiempo de
desplazamiento como la hora de llegada. En estas obras son
un tema importante las roderas asociadas con el tráfico
canalizado, puesto que además de los problemas de
estabilidad de vehículos y del riesgo de hidroplaneo en
28
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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Glorieta
con
pavimento
de
hormigón
Especial:
Especial: Pavimentos
Pavimentos de
de Hormigón
Hormigón :: La
La Respuesta
Respuesta aa los
los Nuevos
Nuevos Desafíos
Desafíos
3En los túneles los pavimentos de hormigón
tienen también una contribución importante
a la seguridad.
Es esencial que, en caso de que se produzca un
incendio, el pavimento no agrave sus consecuencias.
El hormigón es un materia incombustible,
que no emite humo ni gases tóxicos y tampoco incrementa
la carga de fuego.
Por ello en algunos países como Austria y España, los
pavimentos de hormigón son obligatorios en los túneles
de más de 1 km de longitud.
Pavimento
de
hormigón
del túnel
Juan Carlos I
(vielha)
3Las
barreras de hormigón constituyen una opción
sostenible y fiable para mejorar la seguridad de los
ocupantes de los vehículos. Se dispone de diferentes
tipos, tanto prefabricados como hormigonados in situ. En la
red de carreteras del Reino Unido las administraciones
viales las especifican como la opción por defecto de las
barreras centrales de mediana en autopistas o carreteras
principales de gran capacidad. Se han desarrollado
modelos para` nuevos usos, entre los que pueden citarse
las barreras par´contención de inundaciones, las barreras
de seguridad antiterrorismo, las barreras especiales
prefabricadas que no deflectan en caso de impactos
importantes, empleadas para la protección de elementos
como las pilas de puentes, y las barreras integradas en
pantallas antirruido.
3Una
de las razones que explican el empleo de los
pavimentos de hormigón en las vías de baja intensidad
de Tráfico son sus reducidoscostes de conservación. Sin
embargo, en algunos estudios llevados a cabo en varios
países, como Polonia y España, se ha obtenido que incluso
sus costes de construcción pueden ser inferiores a los de
otras opciones. Por otra parte, su capacidad para resistir
cargas concentradas hace de ellos una solución adecuada
para instalaciones municipales tales como puntos de
reciclado o recintos feriales.
Pavimento
del
recinto
ferial
de
Écija
3En lo que se refiere a pavimentos industriales y
portuarios, el hormigón es la opción preferida.
Con frecuencia se aplican sobre los mismos
elevadas cargas concentradas, como las
producidas en las zonas portuarias tanto por las
carretillas para el manejo de contenedores
como por otros
3Vehículos
especiales. Por ello se precisan métodos de
diseño deespesores específicos, como uno desarrollado en
Alemania, para tener en cuenta factores tales como las
dimensiones en planta de las losas, el tamaño y posición de
las superficies cargadas, etc. Una interesante innovación en
este tipo de obras es el empleo simultáneo de fibras de
plástico y de acero, combinando la disminución de
retracción debida a las primeras con la mayor resistencia a
la fatiga obtenida con las últimas. Desde el año 2000 se han
construido con esta técnica diferentes pavimentos de
hormigón en estaciones de servicio y puertos, con una
superficie de hasta 4.000 m2 sin juntas, y casi todas ellas no
presentan grietas. A este respecto, las fibras de acero
recicladas procedentes de neumáticos fuera de uso
constituyen una alternativa prometedora. En algunos
ensayos llevados a cabo en el Reino Unido se ha concluido
que al utilizarlas en proporciones elevadas pueden mejorar
la resistencia tanto a compresión como a flexotracción del
hormigón, de forma similar a lo que ocurre con las fibras de
acero producidas industrialmente.
3Tanto el tratamiento de suelos como el reciclado in situ
de pavimentos existentes proporcionan excelentes
resultados desde los puntos de vista técnico, económico y
medioambiental. El crecimiento de su empleo es constante.
(*) Carlos Jofré / Director Técnico del Instituto Español del
Cemento y sus Aplicaciones (IECA) /Presidente del Comité
Técnico del Simposio / ASOCEM
2 al 5 de Mayo
IIII Congreso
Congreso Panamericano
Panamericano
de
de Geosintéticos
Geosintéticos
E
l Capítulo Peruano del IGS Internacional (IGS-Perú), se
e nc u e n tra o r ga n iz a n d o e l S e g un d o C o n g re s o
Panamericano de Geosintéticos y exhibición paralela,
GeoAmericas 2012, el cual se llevará a cabo del 2 al 5 de mayo del
2012 en las instalaciones del r hotel Westin.
El objetivo del congreso es incrementar y fomentar el uso de los
materiales geosintéticos, además de proporcionar un foro en
donde los diseñadores, fabricantes y usuarios puedan
intercambiar ideas,
mejorar sus contactos, involucrarse y
actualizar sus conocimientos acerca de los geosintéticos en
general, productos relacionados y tecnologías asociadas.
El programa
que contara con expositores y especialistas
reconocidos a nivel mundial, estará conformado por un día entero
de cursos cortos, sesiones técnicas y charlas magistrales.
Asimismo se les invita a participar activamente enviando su
resumen, el cual se evaluará para poder ser expuestos dentro de
alguna de las sesiones tecnicas.
Paralelo a las conferencias habrá una feria de exhibición en la cual
estarán presentes las empresas proveedoras de geosintéticos
más importantes e instituciones y compañías del sector
presentarán sus productos, servicios y soluciones.
Mayor Información Ingrese a :
www.geoamericas2012.com
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil 29
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Especial: Pavimentos de Hormigón : La Respuesta a los Nuevos Desafíos
INFRAESTRUCTURA VIAL
PAVIMENTADORA
DE
CONCRETO
GOMACO COMMANDER III
Con Encofrados Deslizantes
E
l Perú se encuentra en una firme tendencia que
promete seguir transformando profundamente el
sistema vial como base para el desarrollo de sus
pueblos; en los últimos años se han construido importantes
obras viales como lo son el Corredor Vial o “El
Metropolitano” en Lima; así como obras de gran
envergadura como la Interoceánica , ello ha conllevado a
aplicar ingeniería y tecnologías de punta. En este marco
respecto a la tecnología para aplicar en el desarrollo de los
pavimentos de concreto la revista “Ingeniería Civil”,
presenta la Pavimentadora Gomaco Commander III de
Cementos Pacasmayo.
normas de rugosidad o IRI's exigidos en los países del exterior.
Se ha logrado con los sistemas digitales operativos que el
proceso sea casi atomizado y no exista la necesidad de un
operador que este atento a cada ajuste necesario durante el
proceso de pavimentación, incorporando además un molde de
vaciado moderno.
1-¿Cuál es la tecnología que aplica la pavimentadora
Gomaco Commander III en las obras viales?
Por si una carretera o calle fue hecha con criterios básicos
en concreto, con nuestra tecnología se tiene una vida útil
mas larga y por obvio la no necesidad de reparaciones o
mantenimiento cada par de años sobre las otras aplicaciones
disponibles como comúnmente se da. Esto significa que la
inversión caminera es más efectiva para el Perú y además que
la habilidad de usar materiales sea más amigable en nuestro
ambiente.
Por años los dos problemas que afectaron la construcción
caminera en concreto fueron el ritmo de producción de
pavimentación diario y los costos asociadoscon una baja
producción diaria de la calidad de acabado, lo cual en principio
se generaba cuando fue realizado con tecnologías anteriores o
en forma manual.
No sólo la calidad esta mejorada sino también la producción
lineal. Hoy en día con nuestras pavimentadoras el proceso de
pavimentación es un proceso continuo durante el día.
2-¿Cuál es su aporte al desarrollo de los Pavimentos de
concreto en el Perú?
3-¿Cuáles son las ventajas y sus aplicaciones frente a
La situación se empeoraba con los continuos incrementos de otras soluciones y alternativas que ofrece el mercado de
costos de mano de obra y materiales, los presupuestos de los pavimentos en el Perú?
gobiernos no llegaban a cubrir las necesidades del desarrollo
que necesitaban, ante esto la única salida fue mecanizar el Todas las inversiones con las variadas aplicaciones
proceso de pavimentación en concreto.
disponibles tienen que ser estudiadasy analizadas para
poder ser aplicadas en el momento preciso, logrando de
Con el avance en tecnología en nuestras pavimentadoras de
esta manera la máxima eficiencia y el punto más optimo.
concreto durante los últimos 40 anos, ahora podemos
pavimentar a un ritmo mediano de 1.0m lineal por minuto; con Sucede que utilizando una aplicación de corte vida útil en un
los equipos y con los sistemas operativos digitales disponibles lugar donde se requiera una aplicación final no resulta
económicamente correcto para l a nación o los usuarios,
ahora estamos pavimentando con las mismas
30 Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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Especial:
INFRAESTRUCTURA
Pavimentos de Hormigón
VIAL
: La Respuesta a los Nuevos Desafíos
pavimentaciones más duraderas y lisas para poder tener una
inversión efectiva, estos trabajos más y más están siendo
realizados con pavimentadoras GOMACO. En Perú
actualmente ya se ha utilizado en Trujillo y en un proyecto
privado de Pacasmayo, además hay 3 próximas obras a
realizarse en Piura, Chiclayo y Pacasmayo.
5-La resistencia , la durabilidad y el cumplimiento de los
están dares in ternacionales en los procesos de
construcción de las obras garantizan la calidad de las
al utilizar la tecnología que nosotros brindamos, obtenemos un
mayor uso óptimo de los recursos y un resultado a la altura de mismas , al respecto ¿ Qué alcances nos puede dar sobre
la pavimentadora Gomaco Commander III?
lo que el mercado demanda.
GOMACO es una empresa americana donde la calidadde
las vías es el ejemplo mundial para la construcción en
concreto y nuestras pavimentadoras están hechas para las
altas exigencias de calidad y producción, son los mismos
Desde las nuevas vías centrales de Brasil hasta las mod el os n u es t r os l os q u e comerci a l i z a mo s e n
principales nuevas calles y avenidas de Panamá, Latinoamericana y que a su vez se pueden apreciar en
las carreteras principales de México, están optando por nuestras obras.
4-¿Cuáles son las obras más resaltantes en el mundo en
Latinoamérica y específicamente en el Perú en las que se
ha aplicado la tecnología de la pavimentadora Gomaco
Commander III?
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INFRAESTRUCTURA VIAL
Especial: Pavimentos de Hormigón : La Respuesta a los Nuevos Desafíos
APLICACIONDEFIBRASDEACEROWIRAND
ENELDISEÑOYCONSTRUCCIONDELOSASDECONCRETO
Ing. César Torres Chung / Project Manager(*)
Generalidades
El diseño y construcción de losas de concreto
apoyadas sobre terrenos es dentro de la ingeniería una
especialidad que requiere adoptar criterios y
metodologías con la finalidad de asegurar un adecuado
comportamiento durante su vida útil, no podemos olvidar los
procedimientos constructivos recomendados y los
materiales que requieren este tipo de estructuras para su
adecuado comportamiento. Es por esta razón que el uso y
aplicación de fibras de acero dentro del diseño y
construcción de losas apoyadas sobre terreno resulta en la Fig. 1 Ejemplo de aplicación del Programa Pave 2008 actualidad una solución que integra los requerimientos
Diseño de Losas Fibroreforzadas
técnicos en un proyecto de este tipo (capacidad estructural
Luego, se determinan los esfuerzos actuantes debido a las
y facilidad constructiva).
cargas sobre el pavimento, los cambios de temperatura y
los esfuerzos de retracción que están presentes en el
Metodología de Diseño
concreto; en el caso de las cargas se verificará también si la
carga es en el borde del paño de la losa, en la esquina o en el
El diseño estructural de losas de concreto centro, considerando también si las juntas serán con
fibroreforzado se basa en reglas técnicas y dowells o no.
recomendaciones incluidas en el código ingles TR 34/3 Estos esfuerzos actuantes son amplificados utilizando los
y código americano ACI 360R (Design of Slab-on- factores de seguridad que estipule el código seleccionado
ground).
para el diseño.
Finalmente, se compararán los esfuerzos actuantes con los
3La aplicación de la metodología de diseño para admisibles por la estructura y se calcularán factores de
pavimentos fibroreforzados considera los siguientes seguridad que serán los que determinen la certeza del
diseño recomendado.
factores dentro del análisis estructural.
aspecto importante dentro del diseño de una losa
3Tipo de Suelo representado mediante un Coeficiente Otro
fibroreforzada es la adecuada distribución de las juntas,
3
de reacción k(N/mm ) o
CBR% del material de
apoyo.
3Resistencia de Concreto f'c relacionado directamente
con el módulo de rotura del concreto (Mpa).
pudiendo obtener un mayor espaciamiento entre ellas en
comparación a un diseño tradicional, pudiendo llegar a
longitudes de 1.5 veces más que el espaciamiento
convencional para concreto simple indicado por el ACI de
3.5m a 5.5m.
3Dosificación de Fibras de Acero Kg/m3 (20-25 Kg/m3).
3Carga de diseño sobre la losa.
3Espaciamiento entre juntas.
3Gradiente de Temperatura en la losa.
El procedimiento de cálculo según la metodología y el
código ingles TR34/3 fue adaptado dentro del programa
PAVE 2008 el cual está basado en los reglamentos
mencionados en los párrafos anteriores, el cual puede ser
seleccionado por el diseñador según su preferencia.
A partir de un pre-diseño tomando en cuenta un peralte de
losa inicial y dosificación de fibras metálicas en Kg/m3 se
determina los esfuerzos admisibles dentro de la estructura.
32
Fig. 2 Detalle de junta de contracción con Dowell Losa de Concreto con Fibras de Acero.
Revista Técnica del Capítulo de Ingeniería Civil
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Especial:
INFRAESTRUCTURA
Pavimentos de Hormigón
VIAL
: La Respuesta a los Nuevos Desafíos
En la fig.2 podemos apreciar un detalle constructivo de una
junta de contracción de una losa de 17.5cm reforzada con
fibras de acero.
Ventajas Técnico Constructivas
La fibra de acero Wirand dentro de su comportamiento
estructural va a permitir que la losa adquiera ductilidad,
permitiendo que el elemento estructural pueda ser
capaz de absorber cargas a mayores niveles de
deformación que un concreto simple. Esto permite que el
concreto fibroreforzado posea las mismas propiedades que
un concreto armado.
3Aumento del rendimiento durante el vaciado de concreto
3Mejor comportamiento a las variaciones de temperatura.
Todo lo expuesto se traduce en optimización de procesos y
economía para la obra, en puntos como materiales, mano
de obra, tiempo de ejecución. Estas características hacen
de esta solución una buena alternativa para proyectos de
pavimentos rígidos.
Sumado a la capacidad estructural que posee una losa
fibroreforzada, la solución posee bondades constructivas
en comparación de la solución tradicional en concreto
armado.
Contribución de todo el espesor de la sección de concreto
fibroreforzado, gracias a la distribución tridimensional de las
fibras dentro de la losa de concreto.
3
3 Reemplazo de la armadura tradicional en acero.
3Menor permeabilidad.
(*)Departamento de ingeniería y proyectos - Maccaferri de Perú S.A.C.
E-mail: [email protected] /Web site: www.maccaferri.com.pe
Fig. 3. Almacén Industrial - Losa Reforzada con
Fibras de Acero Wirand
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