Don Taylor ha sido testigo de unos cuantos avances durante su trayectoria profesional."El primero de ellos fue el paso de los sistemas de cable a los sistemas hidráulicos", comenta Taylor, jefe de proyectos de McAninch Corp., una firma de construcción de autopistas y grandes infraestructuras públicas de Iowa (EE. UU.). "El siguiente fue el GPS", que trajo consigo las obras sin hitos.
Puede que Taylor añada pronto un tercer avance a su lista: la MDP (Machine Drive Power, potencia de propulsión de la máquina).
"La MDP va a ser toda una revolución", comentó.
Qué es la MDP
La MDP es una tecnología de medición de la compactación de los suelos integrada en la propia máquina. Varios contratistas la están probando en la actualidad en diversas obras en países como Grecia o Alemania, y McAninch la está empleando en la construcción de una rampa de entrada y salida a una autopista interestatal en Altoona (Iowa).
La MDP es uno de los componentes de la compactación inteligente (IC), una tecnología que está ganando cada vez más adeptos en las obras. La IC incluye:
Un sistema integrado de medición de la compactación (un acelerómetro o, en este caso, la MDP).
Un sistema con la capacidad de vincular las ubicaciones en una obra a un sistema de GPS.
Un mecanismo de recopilación y registro de datos para su análisis.
La MDP no mejora la forma en que las máquinas llevan a cabo la compactación, sino que evalúa la resistencia a la rodadura.
"Proporciona una indicación de la rigidez del suelo a través de la medición de la resistencia a la rodadura del tambor", dijo Loïc Le Bellec, asesor regional de ventas de Caterpillar Paving Products. "Se basa en el hecho de que cuanto más suelto está el material, más le cuesta al tambor rodar sobre el material acumulado delante suyo."
Esta resistencia permite estimar la rigidez del suelo y la capacidad de carga, así como determiner si la compactación es adecuada para la carretera, el aparcamiento, el edificio o cualquier otra construcción prevista en la obra.
La MDP, una tecnología patentada desarrollada por Caterpillar, está llamando la atención de los contratistas de todo el mundo por varias razones. Es compatible con suelos de todo tipo, incluidos los suelos cohesivos. Permite a un compactador actuar como controlador de la compactación, incluso cuando no vibra. Puede eliminar numerosas pasadas de compactador y de esta manera reducir notablemente los costes.
Pero la mayor de las ventajas para los contratistas, los entusiastas del control de la calidad y los contribuyentes puede tal vez resumirse en una palabra: uniformidad.
Uniformidad
La uniformidad siempre ha sido un problema. ¿Está toda la obra compactada de la misma forma, o hay zonas débiles desde un punto de vista estructural?
La uniformidad es importante, porque las zonas débiles acaban dando problemas de costosa reparación.
Los métodos de prueba tradicionales solo pueden proporcionar una instantánea de la situación y no ofrecen ninguna garantía de uniformidad. Normalmente solo se suele analizar un 1% de la obra, por lo que los expertos en compactación se ven obligados a buscar la uniformidad por otras vías. Uno de esos expertos es el Dr. David White, profesor de ingeniería civil en la Universidad de Iowa (EE. UU.).
White ha dedicado varios años al estudio de la compactación del suelo, y ha pasado unos cuantos meses recopilando datos en la obra de Altoona. Estos son algunos de sus hallazgos más importantes: La MDP es un magnífico indicador de la rigidez del suelo, la capacidad de carga o la capacidad del suelo compactado para resistir la deflexion de manera homogénea en toda la obra.
En otras palabras, permite alcanzar la uniformidad.
La única manera de alcanzar la uniformidad deseada es a través de la compactación inteligente. ¿Por qué?
La uniformidad requiere un mapa: los operadores deben saber por dónde han pasado. La capacidad cartográfica del GPS cubre este aspecto.
La uniformidad también precisa que las mediciones se lleven a cabo en la totalidad de la obra. Esto se logra mediante la tecnología de MDP, uno de los componentes de la compactación inteligente, integrada en la máquina. (El compactador realiza mediciones mientras trabaja en toda la obra.)
La experiencia de Altoona
La rampa de incorporación y salida de Altoona demostró ser un excelente banco de pruebas para la compactación inteligente y la MDP. Concretamente, la obra puso de manifiesto lo fácil que es tomar medidas preventivas, en comparación con las costosas reparaciones posteriores a la construcción.
El operador Eddy Butler estuvo trabajando en a la rampa, viendo resultados en tiempo real en la pantalla interactive de su compactador de suelos Cat® CS74B dotado de control de compactación de Cat, una tecnología de compactación inteligente que incluye MPD.
Una zona verde en la pantalla indicaba que el area correspondiente se había cubierto y los objetivos se habían alcanzado. Una zona roja indicaba lo que el Dr. White llama un "punto problemático".
Tanto ese día como todos los anteriores, Butler vio como la pantalla se teñía rápidamente de verde. Pero cuando comprobó que algunas zonas aún permanecían en rojo tras dos pasadas, supo que se tenía que realizar algún ajuste.
La primera victoria fue el propio hecho de que Butler supiera que había un problema. Estaba trabajando sobre un suelo muy arcilloso, en el que a un instrumento con acelerómetro le hubiera costado mucho localizar el problema.
Butler se dio cuenta de que probablemente la causa de la zona roja era el exceso de humedad. Cambió el compactador por otro equipo y estuvo unos 15 minutos removiendo el suelo para que se secara con mayor rapidez.
Luego realizó otra pasada con el CS74B. La pantalla se puso verde, y las mediciones de densidad Troxler tomadas posteriormente confirmaron que se había logrado el objetivo. "Aún no nos hemos equivocado nunca al vaticinar si superaríamos o no una prueba", comentó Butler.
De no haberse realizado el ajuste, las consecuencias hubieran tenido un coste elevado. Puede que ese tramo de carretera no hubiera superado una prueba o, peor aún, que el problema se hubiese pasado por alto y luego el tramo hubiese presentado daños prematuramente. En otras palabras, la obra no habría sido uniforme, y probablemente el problema no se habría descubierto hasta el momento en que el asfalto hubiera empezado a resquebrajarse.
Una revolución que ahorra costes
El hecho de que Butler simplemente tuviera que perder unos pocos minutos, en comparación con la necesidad de reconstruir prematuramente la rampa, muestra a las claras por qué la compactación inteligente y la MDP son la revolución a la que Taylor se refería.
"Te da la seguridad de que has alcanzado la densidad y puedes seguir adelante", dijo Taylor. Él y otras personas que están probando esta tecnología manifiestan que es un indicador de la rigidez y la capacidad de carga más preciso que ningún otro que conozcan hasta la fecha, quizás en parte debido al alto contenido en arcilla del suelo en Iowa, aunque también funciona bien sobre otros materiales.
"La uniformidad (de la base) puede prolongar bastante la vida útil de una carretera", dijo Taylor. "Si la base no presenta puntos débiles, solo será necesario sustituir una capa de rodadura de vez en cuando."
Todo un éxito también en Europa
También se han realizado pruebas más allá de la fronteras estadounidenses, en concreto en Alemania, Francia, Grecia, Suecia y Países Bajos.
"Todos los comentarios de los clientes acerca del control de compactación de Cat en general y del sistema de MDP en particular han sido muy positivos", comentó Le Bellec. "Estamos seguros de que esta es la tecnología adecuada para nuestros clients y que les ayudará a aumentar la productividad y la eficiencia de sus compactadores de suelos."
¿Cambios en las especificaciones?
Además de la uniformidad, la MDP goza de ventajas adicionales, como por ejemplo la productividad. "Con este sistema (MDP), fuimos capaces de reducer el número de pasadas de ocho a dos o tres", comentó Jesse Boston, capataz del proyecto de McAninch.
La reducción del número de pasadas permite reducir el consumo de combustible, el desgaste de las máquinas y los costes de mano de obra. En el caso de Altoona, ayudó además a compensar el tiempo perdido debido a los aguaceros.
¿Cómo pudo recudirse de forma tan espectacular el número de pasadas? Las especificaciones de los procedimientos de compactación suelen requerir una pasada por cada pulgada de material, hasta un máximo de 8 pulgadas. Por lo tanto, en muchas obras se suelen requerir ocho pasadas (contando como pasada un movimiento en una dirección).
La creencia generalizada es que las especificaciones de procedimiento (en este ejemplo, el requisito de las ocho pasadas) son la mejor forma de asegurar que los cimientos puedan luego resistir la carga. Cuando no se disponía de una buena tecnología de medición, las especificaciones de procedimiento eran la major estrategia.
Ahora que la compactación inteligente y su component MDP están disponibles, las especificaciones de procedimiento y el número de pasadas que requieren están bajo revisión.
"Muchas de las pasadas son inútiles", comentó Taylor. "En muchas obras probablemente podríamos alcanzar las densidades de compactación con camiones de volquete. Puede que incluso ni necesitáramos rodillos. Pero las especificaciones requieren ocho pasadas, así que eso es lo que hacemos."
Muchos contratistas verían con buenos ojos un cambio en las especificaciones. Algunos abogan por las "especificaciones de rendimiento”, que asignan un objetivo de compactación a cada capa de material. La forma de alcanzar ese objetivo sería entonces responsabilidad del contratista.
Taylor entiende que las especificaciones de procedimiento se utilizaban porque eran la major opción disponible, pero en su opinión esto se ha acabado con la llegada de la tecnología de IC y MDP.
"La aplicación de las mediciones de la IC y la MDP se está considerando también en otros ámbitos, por ejemplo por parte de los funcionarios de transporte estatales y federales. El cambio de mentalidad y de procedimientos puede ser un proceso difícil, aunque Taylor cree que la MDP es tan beneficiosa que habrá que realizar los ajustes necesarios.
"No puedes prescindir de una tecnología como esta", dijo. "No puedes permitirte renunciar a tener mejores mediciones, mejores carreteras y costs inferiores. Son razones de mucho peso."
