La historia de los pavimentos con adoquines se inicia

Pavimentos Intertrabados
de Adoquines de Hormigón
Resumen de la Quinta Conferencia Internacional sobre pavimentación con
adoquines de concreto: Tel-Aviv, Junio 23 al 27 de 1996.
Por: Germán G. Madrid - Director Departamento Técnico
Instituto Colombiano de Productores de Cemento - ICPC
Uno de los mejores indicios de que la Pavimentación con Adoquines de Concreto ha alcanzado
un alto grado de madurez como tecnología es la sucesión ininterrumpida de cinco Conferencias
Internacionales, realizadas en Newcastle (1980), Delft (1984), Roma (1988), Auckland (1992) y
Tel-Aviv (1996), y dos Talleres Internacionales, realizados en Melbourne (1986) y Oslo (1994).
Durante la 5a. Conferencia Internacional sobre Pavimentación con Adoquines de Concreto se
reunieron, en Tel-Aviv, Israel, mas de 150 delegados de 23 países, entre el 23 y el 27 de junio de
1996. Los países con mayor asistencia fueron el Reino Unido, Australia, Alemania, Japón, los
Países Bajos, Israel y Sudáfrica, en los cuales la industria y la tecnología de la pavimentación
con adoquines de concreto se encuentra bien desarrollada.
La Conferencia fue patrocinada por la industria pavimentadora, los productores de adoquines y
de manera especial, por la firma Industrias Ackerstein, el mayor productor de adoquines en
Israel, y quien posee una subsidiaria, Acker Stone Inc. en el sur de California. El organizador y
Director de la Conferencia fue Ilan Ishai, Profesor de la Facultad de Ingeniería Civil del TechnionInstituto de Tecnología de Israel, quien además ha sido ingeniero diseñador y consultor de un sin
número de proyectos.
Durante la apertura, Giora Ackerstein, Presidente de Industrias Ackerstein, resaltó como en
Israel se alcanzó en 1995 una Producción de 5 millones de m2 de adoquines (la mitad de ellos
fabricados por dos plantas pertenecientes a dicha firma), lo que equivale a una producción de 1
m2/hab-año, comparable con la de los países líderes en esta actividad como los Países Bajos. El
principal campo de aplicación de los pavimentos de adoquines en Israel ha sido el de los
andenes (cientos de kilómetros en ciudades pequeñas y grandes) y los pavimentos para uso
residencial y comercial, con algunas aplicaciones en aeropuertos e instalaciones militares.
Durante los tres días completos de trabajo académico se presentaron 62 ponencias (Reino Unido
(11), Japón (11), Australia (6), los Países Bajos (6), los Estados Unidos (5), Israel (5), Alemania
(3), Colombia (2), Italia (2), Sudáfrica (2), y Ghana, Canadá, Polonia, India, China, Hong Kong,
Dinamarca y Singapur con 1 ponencia) distribuidas en 12 sesiones, algunas de las cuales se
destacan a continuación.
1. Introducción
Como introducción el Dr. John Knapton, Profesor de Ingeniería Estructural en la Universidad de
Newcastle upon Tyne, Director del SEPT - Comité Internacional de Tecnológicos en
Pavimentación con Pequeños Elementos, presentó una fascinante conferencia sobre la historia
de los pavimentos, con énfasis en las Vías Romanas, resaltando la sistemática colocación de
capas de materiales granulares más finos y un recubrimiento de piedras bien ajustadas. La
duración de estas vías, muchas de las cuales todavía se pueden visitar desde Inglaterra hasta
Jordania, es el mejor testimonio de la calidad de ejecución de dichos trabajos y de la factibilidad
del sistema constructivo de pavimentos segmentados, y del buen resultado del énfasis en la
base.
2. Producción de Adoquines, Colocación y Propiedades
La densidad ha sido un método corriente para medir la calidad de los adoquines en las plantas
de producción. Frank Bullen, de Australia, presentó la ponencia "Control de calidad rápido para
adoquines de concreto, en Australia", en la cual concluye que se puede utilizar la medición de la
densidad de adoquines frescos para estimar su resistencia mecánica (a la compresión) y a la
abrasión; para esto se basa en la buena correlación existente entre la densidad tomada a los 2
min y la resistencia a la compresión, y la densidad a los 28 d, y entre la densidad y la resistencia
a la abrasión a los 28 d. Los resultados son tan obvios que el autor urgió a los productores para
implementar la densidad como control de calidad, si todavía no la utilizan.
J. Dunnous de los EUA hizo una brillante presentación a través de su ponencia "Coloración de
adoquines de concreto con pigmentos de óxido de hierro en suspensión", la cual no se detuvo en
el sistema de aplicación de los pigmentos sino en los puntos claves que la pigmentación de
concreto requiere y como interpretar y resolver lo que comúnmente se conoce como pérdida de
color, que en la mayoría de los casos obedece a problemas de dosificación, curado y
almacenamiento de los adoquines.
El contraste provino de la ponencia "Manufactura y uso de pavimentos de adoquines de concreto
en Ghana", presentada por Y. Tuffour, en la cual se presenta esa otra cara de la tecnología que
se puede apreciar cuando se trabaja en países del tercer mundo, reforzando lo presentado sobre
Colombia y algunas regiones de Sudáfrica en pasadas Conferencias.
3. Arena para la capa de arena y para el sello
La dureza de la arena para la capa de arena es fundamental para pavimentación de calles,
puertos y aeropuertos, con el fin de que resista la degradación debida a las repeticiones de carga
del tráfico. La dureza depende de las características del mineral constituyente de las partículas
de arena.
La degradación de la arena debajo de los adoquines se puede acelerar por la presencia de
humedad, especialmente si es de mineral blando, como la dolomita. Esta degradación genera
material fino que entra en suspensión y puede migrar o ser bombeado, originando ahuellamiento
del pavimento. Por esto, el efecto combinado de las cargas y de la humedad, justifica el uso de
arenas lo mas duras posibles, las cuales se pueden identificar por medio de tres ensayos de
degradación: El de "Lilley y Dowson" (molino), el "Micro-Deval" (molino) y el "Deval" (cilindros
rotando inclinados). En su ponencia "Especificación y comportamiento de los materiales para la
capa de arena", Anthony Beaty del Canadá, mostró que cualquiera de los tres ensayos funciona
de manera adecuada para evaluar el potencial de degradación de las arenas, con miras a la
durabilidad del pavimento.
4. Construcción y colocación mecanizada de adoquines
Sudáfrica es un gran usuario de adoquines de concreto, con clima subtropical que le permite
adelantar labores de construcción durante todo el año y con gran cantidad de mano de obra
disponible. Esto ha hecho que con el advenimiento del nuevo gobierno, se haya incrementado el
uso de adoquines para dar cabida a esta mano de obra, como una manera de reducir los costos
y devolver parte de las ganancias a la misma comunidad.
Esta experiencia se presentó en las ponencias "Pavimentación con adoquines de concreto para
construcción de carreteras con uso intensivo de mano de obra" de Patrick Kelly, Director de la
CMA de Sudáfrica, Donald Macleod del Banco de Desarrollo de Sudáfrica, Anthon Matthews de
Concor Technicrete, y "Consideraciones prácticas para la pavimentación con adoquines de
concreto intensiva en mano de obra para carreteras principales" de Matthews. En ellas se
mostraron kilómetros de carreteras en zonas rurales, con velocidades de circulación de hasta
120 km./h y de calles en zonas urbanas en las cuales se resalta el efecto multiplicador de
bienestar, que ha representado la pavimentación de las calles, sobre las comunidades.
Es importante resaltar que el modelo de trabajo comunitario Sudafricano en la pavimentación con
adoquines, se basa en la producción industrializada, a mediana o gran escala, de los adoquines,
y la participación de la mano de obra en la construcción del pavimento, especialmente en los
confinamientos y en la colocación de la capa de rodadura, lo que reduce el esfuerzo por el
aseguramiento de la calidad, comparado con la fabricación local de los adoquines en pequeñas
plantas.
5. Aspectos estructurales y diseño del pavimento, partes 1 y 2
Como es corriente en las Conferencias, se tuvieron varias ponencias sobre el tema de las teorías
de diseño, algunas de ellas con formulación exclusiva para determinado tipo de aplicaciones
como puertos. Sin embargo el tema contrastante lo constituyó el diseño para tráficos livianos
(peatonal y de sólo automóviles), en dos ponencias provenientes del Reino Unido, las
presentadas por Marilyn Burtwell del Transportation Research Board y por Ian D. Cook de
Blockleys Ltd., este último con una aproximación de catálogo de estructuras, de fácil aplicación.
Contrastando con lo anterior, se tuvo la ponencia de Murai, Takahashi y Okawa, del Japón,
sobre la "Distribución de esfuerzos bajo adoquines de concreto" y la de Halil Algin y Knapton
"Solución matemática de la pavimentación con adoquines de concreto". La primera muestra el
uso de papel sensible a la presión para evaluar la distribución de esfuerzos transmitidos por los
adoquines, medidos debajo de la capa de arena; la segunda toma en cuenta el grabado y
distribución de las llantas y por medio de un análisis tridimensional con elementos finitos,
encuentra también los esfuerzos que se transmiten a la capa de arena. Ambas ponencias
resaltan el hecho de que las cargas no se distribuyen de manera uniforme ni aún para la
superficie de un solo adoquín, sino que existe la tendencia de transferirlas al adoquín más
cercano y hacia la capa de arena. Ambas ponencias demostraron cuantitativamente que existe
transferencia de carga entre adoquines a través de la junta, como se ha expresado
tradicionalmente.
6. Evaluación de pavimentos y comportamiento
Un tema pocas veces referido en el área de los pavimentos es el de los sismos, que sí es de
primordial importancia en el diseño de estructuras en zonas sísmicas, como la del Cinturón de
Fuego del Pacífico. La ponencia "Reporte después del terremoto Hyougo-Ken Nanbu (Kobe,
Japón) de 1995", de A. Kodama, hace fuertes planteamientos sobre la durabilidad y reparabilidad
de los pavimentos de adoquines de concreto, sometidos a un terremoto como este, que alcanzó
los 7,2 ° en la escala de Richter. El resultado obtenido con los pavimentos de adoquines
contrasta con el observado en los pavimentos de asfalto y de concreto, los cuales no alcanzan a
seguir las ondas sísmicas y se fisuran, mientras los de adoquines permanecen flexibles y sin
fisuras adicionales a sus juntas.
Este aspecto se vio reforzado por la ponencia "Determinación de las características de
resistencia a los terremotos de los pavimentos segmentados" por John Clifford y L. Green,
quienes plantean el desarrollo de un gran proyecto de investigación para modelar y verificar el
comportamiento de los adoquines bajo diferentes cargas sísmicas y determinar las prácticas de
reparación de pavimentos y de las redes subyacentes después de tales eventos.
Ilan Ishai presento la ponencia "Análisis económico de los pavimentos de adoquines de concreto
en varias alternativas de pavimentos y estructuras" en la cual se establecen comparaciones en
los costos totales para pavimentos de adoquines de concreto, de concreto asfáltico y de concreto
hidráulico bajo tres condiciones de carga. Si bien los casos obedecen a condiciones particulares
para Israel, la metodología se puede utilizar para demostrar las ventajas desde el punto de vista
de costos de los adoquines de concreto, aunque no se tuvieron en cuenta parámetros tan
importantes como la vida remanente o los costos de desecho al final de la vida del pavimento.
7. Pavimentos para puertos y aeropuertos
El tema de los puertos y aeropuertos, como casos especiales de pavimentación, han venido
despertando el mayor interés dentro de los presentados en las últimas Conferencias y Talleres
sobre pavimentación con adoquines de concreto. En el tema de aeropuertos se presentaron dos
casos sobresalientes: la ponencia de I. Muir, de Australia, titulada "El uso de pavimentación
segmentada en concreto para la construcción de una pista de aterrizaje en la Isla Thevenard, en
Australia Occidental", en la cual se describe la rehabilitación, en 1995, de una pista de 1 km. de
longitud, mediante la utilización de unos 26 000 m2 de pavimento de adoquines, colocado sobre
una base de arena estabilizada con 6 % de cemento en 1990, en un aeropuerto para tráfico
liviano (aviones de hélice de dos motores), que sirve a las instalaciones petroleras localizadas
cerca y dentro de la isla; decisión tomada después de analizar las alternativas de concreto
asfáltico y otros materiales debido al bajo impacto ambiental que representaba el uso de
adoquines y la facilidad para efectuar cualquier reparación futura y, aún, de desmantelar
totalmente la pista.
La segunda ponencia "Elementos claves en la construcción de pavimentos para aviones - el
punto de vista de un productor y de un constructor" de J. Howe, presenta el otro extremo en
cuanto a nivel de aeropuerto, la construcción del nuevo aeropuerto de Hong Kong, en el cual se
estan poniendo en plataformas y taxeos, 350 000 m2 de adoquines, mecánicamente, con una
posible expansión a 500 000 m2, para soportar todo tipo de aeronaves comerciales de gran
tamaño. La ponencia hace énfasis en las características de los adoquines (como tolerancias
estrictas) y del proceso constructivo (regularidad en el espesor de la capa de arena) para mejorar
la calidad final del pavimento, especialmente desde el punto de vista de sus tolerancias. Como
curiosidad se presentó el uso de mano de obra para la preparación de los arrumes de adoquines
sobre las estibas, después de haber sido fabricados en la China continental, como proceso
intermedio entre la producción de unidades con maquinas altamente automatizadas y la
colocación mecanizada, con el fin de adaptarse a los requerimientos de uso de mano de obra.
En este campo también se presentó un importante documento: "Las recomendaciones de la
Autoridad de Aviación Civil del Reino Unido para el uso de adoquines en pavimentos para
aeronaves", preparadas por J. Kanpton y J. Emery, en las cuales se dan indicaciones muy
precisas de todos los cuidados y procedimientos que se deben seguir para el diseño y
construcción de pavimentos para aeropuertos, comparando algunos parámetros con los exigidos
por la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos.
En el campo de los puertos, fue muy bien recibida la ponencia de J. Knapton "Soporte técnico de
la Tercera Edición de Manual de diseño para pavimentos para tráfico pesado de la Asociación
Británica de Puertos", publicado de manera conjunta con Interpave - Asociación Británica de
Adoquines y Bordillos de Concreto. En esta ocasión el método se ha cambiado a un diseño
mediante la modulaci6n de la estructura con elementos finitos, después de 12 años de trabajo
anterior con base en la teoría elástica con la cual fueron diseñados un sin número de
pavimentos. El presente manual tiene la ventaja de simplificar el proceso de diseño.
También se presentaron ejemplos demostrativos en los Países Bajos (C. Luidens), en Japón (H.
Yaginuma), China (L. Sun) y David Smith (Estados Unidos), dentro de la serie de reportes que se
han venido presentando sobre el desempeño de los pavimentos de adoquines. Esta última
ponencia presenta los casos de los aeropuertos de Dallas-Fort Worth, San Agustín (Florida),
Gran Cayman Island (BWI), Long lsland (New York), y los puertos de Oakland y Tampa, con gran
movimiento de contenedores.
8. Características de la superficie
En esta Conferencia el tema más referido con relación a la superficie de los adoquines fue el de
la resistencia a la abrasión y al deslizamiento, presente en las ponencias de A. Dowson, del
Reino Unido, "Deslizamiento, el problema de los peatones", en la cual se reporta la factibilidad
de utilizar el ensayo de fricción por péndulo para evaluar la resistencia al deslizamiento de la
superficie sin pulir y luego de pulida, y la repetición del ensayo de superficie pulida para los
agregados, pues estos, en conjunto, determinan el valor para el concreto en conjunción con la
pasta. Adicionalmente se resalta la importancia de la limpieza del piso (especialmente de grasas
y humedad), para mantener las condiciones de buena resistencia al deslizamiento. En su otra
ponencia "Desarrollo de un ensayo de abrasión para pavimentos de adoquines", se hace énfasis
en la importancia del uso del Ensayo Capon (originalmente diseñando para evaluar baldosas
cerámicas) para desgaste de superficies, incluido como ensayo voluntario en la Norma Europea
sobre adoquines de concreto, modificando a 70 mm el ancho del disco estándar de 10 mm, que
puede dar resultados imprecisos por no cubrir un área lo suficientemente grande que asegure
que se van a tener en cuenta los agregados gruesos de la mezcla.
Japón siempre contribuye con temas singulares. La ponencia de H. Kubota introduce el tema de
la modificación de la superficie y el bisel de los adoquines para mejorar la percepción de los
discapacitados visuales y móviles, incluyendo aquellos que se desplazan en sillas de ruedas.
Igualmente, la ponencia de Hriguchi plantea la utilización de recubrimientos de caucho para
mejorar la durabilidad y la resistencia al deslizamiento en adoquines para tráfico peatonal y
vehicular en zonas con periodos prolongados de nieve. En esta misma dirección se tuvo la
ponencia de Masao Inuzuka, presentada en la penúltima sesión, sobre "Adoquines funcionales
para deshielo", en la cual se plantea el uso de adoquines de concreto sobre camas de caucho,
en un medio de agente anticongelante, que busca proporcionar una capa de rodadura que,
aunque estable, sea muy flexible y evita la acumulación de capas gruesas de hielo que no
puedan ser removidas por el tráfico vehicular.
Como complemento a lo anterior, Y. Tsur de Israel, presentó el trabajo "Sellante Acrílico para
pavimentación con adoquines de concreto" en el cual hace una extensa evaluación de diversos
productos básicos que se pueden utilizar para tales propósitos y formula algunas
recomendaciones de hacia donde se debe encaminar el desarrollo de lo que podrían ser los
sellante óptimos.
9. Permeabilidad y daño por el agua
En esta sesión se concentraron los trabajos dedicados a recomendar y a evitar la penetración de
agua a través de la junta entre adoquines. Tanto las ponencias de A. Karasawa del Japón, como
la de Brian Schackel de Australia, "Características de nuevos tipos de sistemas permeables de
pavimentación" y "Infiltración y ensayos estructurales del Eco-paving permeable" se refirieron al
uso de adoquines para pavimentos permeables; la primera a través de la modificación de los
materiales y la segunda a través del uso de lo que se ha comenzado a llamar Eco-Paving, en
otras palabras, adoquines que aunque se entrelazan perfectamente unos con otros, dejan
orificios o ensanchamientos en puntos específicos de las juntas, a través de los cuales se puede
lograr la infiltración de cierta cantidad de agua, por lo general menor que con rejillas de concreto,
tecnología de gran actualidad para impedir la desecación de los acuíferos naturales y el aumento
ilimitado de la escorrentía superficial en las zonas urbanas.
"El uso de la capa de arena como drenaje horizontal en pavimentos de adoquines de concreto",
conferencia de R. Yaron, proporciono las herramientas analíticas para usar la capa de arena
como medio de drenaje horizontal, determinando la permeabilidad de la arena y la rata del flujo a
través de esta. Si bien estas fórmulas se han utilizado por largo tiempo, en este documento se
manejan de manera coordinada y congruente, hasta poder determinar, por ejemplo, la distancia
entre perforaciones para drenaje en pavimentos con bases impermeables, con base en la
granulometría de la arena, la pendiente transversal y algunos otros factores; encaminado esto a
evitar la saturación y la inestabilidad de la capa de arena.
La conferencia de P.S. Qvist "Infiltración de agua a través de pavimentos de adoquines de
concreto", ilustra el desarrollo de un equipo de bajo costo y alta confiabilidad para medir la
infiltración de agua en una capa de adoquines a través de las juntas, desde la superficie del
pavimento.
El tema de las catástrofes también estuvo presente en las inundaciones. La descripción del
"Comportamiento de los pavimentos de adoquines en inundaciones debido a calamidades", de E.
Clara, presenta un recuento de los daños comparados entre los pavimentos de adoquines y de
otros tipos después de las severas inundaciones de noviembre de 1994 en Sentena, cerca a
Turín, en Italia. En la mayoría de los casos, las capas de rodadura sufrieron algún desacomodo
pero permanecieron en su lugar, dando opción para su reconstrucción posterior y continuando
prestando un servicio adecuado en muchos de los CASOS. En cambio los pavimentos de asfalto,
en su gran mayoría, se fisuraron y migraron. Aparentemente este fenómeno se debe a que la
junta entre adoquines ayuda a disminuir el efecto de la subpresión del flujo de agua por debajo
de la capa de adoquines y la succión de la escorrentía superficial.
10. Aspectos estéticos y ambientales
Con el titulo "Pavimentos segmentados de concreto - Soluciones estéticas y de comportamiento",
A. Pearson y B. Schackel de Australia presentaron una interesantísima aproximación a la
unificación de conceptos alrededor de los pavimentos de adoquines en cuanto a que son
"Hermosos, Verdes y Fuertes", en contraposición a los otros tipos de pavimentos. En esta charla
se resaltan algunas características del pavimento de adoquines en cuanto a mayor reflectividad
de luz, su potencial utilización para el control de velocidades de tráfico, la capacidad para recibir
grandes cargas de tráfico, y la posibilidad de ser permeables sin incrementar el ruido.
G. Madrid del ICPC presentó el "Parque San Antonio de Medellín: Primer proyecto a gran escala
en adoquines de colores en Colombia", más de 20.000 m2 de adoquines de cuatro colores,
colocados siguiendo un dibujo sumamente complejo en un proyecto de características
arquitectónicas y urbanísticas muy singulares. En esta ponencia se resaltaron los problemas que
surgieron durante el diseño y construcción del proyecto, tratando de identificar su origen y
resaltando lo que de ellos se puede aprender, sin dejar a un lado el efecto demostrativo de este
proyecto, sin par en experiencias previas en el medio colombiano y, quizá, latinoamericano.
Nuevamente A. Dowson hizo gala de su visión práctica de la pavimentación con adoquines y de
la experiencia que le han dado casi tres décadas dedicado a este tema, al presentar la ponencia
"Medio ambiente urbano" en la cual, de la manera mas sencilla, se señalan los problemas y
errores que mas frecuentemente se siguen cometiendo en este oficio, a pesar de que desde
hace ya largo tiempo se ha escrito ampliamente y difundido las practicas normales de
construcción de pavimentos de adoquines de concreto.
"Pavimentación segmentada en la Tercera Ola" es un ejercicio teórico de J. Clifford en el cual se
plantea el papel preponderante que una tecnología como esta deberá jugar en el cada vez mayor
regreso a la escala humana en los medios de transporte.
11. Cierre
A modo de compendio o resumen, la ponencia de cierre "Promoción técnica de pavimentos de
adoquines de concreto: Algo mas que simples argumentos", de G. Madrid, presentó los
principios que debe seguir la promoción técnica de los pavimentos de adoquines de concreto. Se
hace énfasis a que sin importar la variedad de aproximaciones que las diferentes empresas o
instituciones tengan hacia la promoción de los adoquines, todas deben enfocarse hacia
mensajes ciertos sobre los costos, beneficios ambientales y mantenimiento, sin dejar a un lado
las características estructurales y de los materiales. Al explicar los principios bajo los cuales se
debe llevar a cabo la comunicación de dichos mensajes, se hace énfasis en la importancia del
seguimiento de proyectos claves a través del tiempo, como herramienta para demostrar las
ventajas, a largo plazo, de las ventajas que los pavimentos de adoquines de concreto pueden
tener tanto para ingenieros como para arquitectos, paisajistas y para las comunidades.
El presente documento está basado en el artículo "International Conference Generates 60
Papers on Concrete Pavers", publicado por David Smith, Director del ICPI, en el
Interlocking Concrete Pavement Magazine, de Agosto de 1996.
Departamento de Promoción y Servicios Técnicos - PCR S.A.