El singular diseño del Museo Nacional Corvette (NCM) de Bowling Green (Kentucky) llamó la atención de todos aquellos que viajaron la primavera pasada por la ruta interestatal 65. Lo que no llamó tanto la atención fue el terreno por el que pasaba la interestatal: un campo vacío con algunas ondulaciones, típico del paisaje rural de Kentucky, o eso parecía ser.
Pero ese terreno de 184 acres era en realidad una de las obras más tecnológicamente avanzadas del mundo. Ahora es el hogar del parque automovilístico NCM, que incluye un circuito de carreras de 5,15 km (3,2 millas).
El circuito requiere unas tolerancias precisas, y la tecnología ayudó a conseguirlas en cada centímetro del trazado, desde la primera pasada de un rascador para preparar la obra hasta la última pasada del compactador de acabado.
“Durante la nivelación en bruto, las hojas de empuje 3D Accugrade™ trabajaron con tolerancias inferiores a unos pocos centímetros“, comentó JD Weis, director general de ventas de SITECH™ Mid-South, empresa especializada en la venta de productos Trimble®. “Luego se usaron sistemas 3D UTS Accugrade para completar la nivelación de mayor precisión, en cuestión de milímetros. Ahora volvemos con los sistemas de pavimentación tridimensional de Trimble, que nos permitirán obtener tolerancias de décimas de milímetro.
La tecnología estaba tan integrada que cuando los directivos del museo visitaron las obras unos pocos días antes de que comenzaran, no sabían dónde tenían mirar.
“No veían el trazado del circuito, ya que no había ningún poste“, dijo James “Scotty” Scott, director general y fundador de Scotty’s Contracting & Stone, la empresa que creó el modelo de ingeniería y se encargó de la preparación de la obra y de la pavimentación.
Scotty's colocó unos cuantos postes para que los visitantes pudieran hacerse una idea de la forma del circuito. “Nunca nos había pasado esto antes“, comentó Scotty.
El Proyecto
El parque automovilístico NCM tendrá varios usos. Se usará como circuito de pruebas de los Corvette, ya que el museo Corvette se encuentra a menos de 2 km de distancia, y hay una fábrica de General Motors en las cercanías. El circuito se usará también para varios tipos de adiestramiento de conductores, y los clubes automovilísticos podrán alquilarlo.
El proyecto de construcción de un circuito de carreras requiere lisura, y el parque NCM no es ninguna excepción. Sus especificaciones prohibíanlas desviaciones superiores a 3 mm (1/8 pulg.) en toda la pista. Otra especificación requeríala uniformidad de la junta longitudinal en el centro de la superficie del circuito.
“La junta longitudinal no se podía hacer en frío“, comentó Chris Higgins, director de ingeniería de Scotty’s. Para ello se tuvieron que poner a trabajar dos pavimentadoras en escalón, y la junta se compactó cuando todavía estaba caliente. “Realmente es como si no hubiera junta“, comentó Higgins.
También se requería disponer en la obra de vehículos de transferencia de material, en este caso modelos Weiler E2850, que proporcionaban la mezcla caliente sin entrar en contacto con las pavimentadoras, lo cual las permitía trabajar sin interrupción y a una velocidad constante. Todas estas son ventajas fundamentales en una obra con unas especificaciones de lisuratan exigentes.
Otro hecho que contribuyó a la lisura fue la pavimentación ininterrumpida del circuito durante la colocación de la capa de superficie.
“Durante el último día de colocación de la capa de superficie del circuito sellevaron a cabo 13 horas de pavimentación ininterrumpida con las pavimentadoras una al lado de la otra con el fin deeliminar la junta en la pista“, comentó Kenny Reynolds, director de pavimentación de Scotty’s. Las máquinas de transferencia y las pavimentadoras se reabastecieron de combustible sobre la marcha, para evitar que dejaran de trabajar“.
Otra de las dificultades fue elbreve plazo de finalización de laobra. La lluvia demoró la puesta en marcha del proyecto, de modo que se recurrió a la tecnología para recuperar el tiempo perdido.
“El circuito tenía que estar acabado para mediados de julio de este año, y no empezamos hasta mediados del verano del año pasado“, comentó Higgins. “Había que mover casi cuatrocientos mil metros cúbicos de materiales de desecho, lo cual, junto con el mal tiempo, apretó mucho la agenda“.
La mayoría de las curvas del trazado del circuito de carreras se peraltaron entre un 1,5 y un 2,5 por ciento, básicamente para facilitar el drenaje.
Aunque el tiempo era un factor importante, dos palabras, “lisura“ y “precisión“, eran las pronunciadas con mayor frecuencia.
“La lisura es un factor clave aquí“, dijo Mike Law, vicepresidente de materiales de Scotty’s. “Si se va a circular a velocidades de 300 km/h, mejor que el pavimento sea liso“.
Preparación de la Obra
La presión de los plazos de entrega obligó a iniciar la obra antes de que estuvieran acabados todos los planos. “El museo quiso empezar, pero el diseño del circuito no estaba finalizado deltodo, por lo que tuvimos que hacer algo así como una construcción por fases“, comentó Higgins.
Las cuadrillas de Scotty’s introdujeron la información de la obra en el software del Trimble Business Center, que transformó el diseño en un plano de la obra en tres dimensiones. Las cuadrillas empezaron a mover los áridos en aquellas zonas que sabían que estarían casi niveladas, incluso aunque los planos finalesno estaban disponibles.
“Usamos en gran medida el control de las máquinas“, dijo Higgins. “Tuvimos que modificarconstantemente la obra durante el proyecto debido a los constantes cambios en el diseño“.
El software permitió gestionar con facilidad las revisiones de los planos de la obra, que se actualizaban en cada máquina a través de una red inalámbrica. Los cambios podían realizarse sin que la oficina central deScotty’s, el capataz de la obra y los operadores de las máquinas intercambiaran una sola palabra. “Este tipo de cambios no se hubieran podido realizar si hubiera habido postes“, dijo Higgins. “Aquí hemos tenido unos 15 equipos automatizados trabajando a la vez. Los cambios realizados en los planos de la obra se transmitían inmediatamente a todas las máquinas“. Los operadores de las máquinas podían entonces trabajar de acuerdo con el diseño actualizado.
El proyecto se ralentizó durante las fases más crudas del invierno, aunque ese periodo de baja actividad ya se había planificado yen realidad sirvió para mejorar la calidad del circuito, según comenta Mitch Wright, director general del parque automovilístico NCM.“
Entre mediados y finales denoviembre ya teníamos hecha la mayor parte de la nivelación en bruto“, comentó Wright. “Gracias a ello, el terreno pudo asentarse, lo que a largo plazo reportará enormes ventajas. También nos ayudó a encontrar zonas de retención de agua. En ellas mejoramos algo el drenaje sin tener que modificar la subrasant“.
Los sistemas de GPS de Trimble controlaron las excavadoras y las hojas de empuje y permitieron aumentar la precisión incluso de las tareas de nivelación en bruto, algo necesario para alcanzar la mayor precisión en las tolerancias requerida en fases posteriores.
Pavimentación
Una vez finalizada la nvelación en bruto, se extendió agregado denso hasta una profundidad de 22 cm (8,5 pulg.), usando pavimentadoras para controlar de forma precisa la profundidad y la elevación.
A continuación, se extendió un trazado base de asfalto 64-22 que se compactó a 51 mm (2 pulg.) “Es una mezcla Superpave estándar que usamos en muchas obras“, dijo Law.
La mezcla para las siguientes dos capas, cada una de 38 mm (1,5 pulg.), era una 82-22 muy rígida, algo ciertamente fuera de lo común. “Sobre esto extendimos la que probablemente sea la mezcla de mayor calidad que jamás hayamos usado“, comentó Law. “Al museo le preocupaba el tema del desgaste de los neumáticos“. Scotty’s solicitó a expertos en agregado que los ayudaran a encontrar el material que proporcionara un mejor agarre y minimizara los derrapes.
El asfalto líquido usado era también único. “Tiene una polimerización muy alta“, comentó Law. “Una vez extendido, va a durar muchísimo tiempo“.
Scotty’s desarrolló todas las mezclas y los polímeros en su centro de tecnología. “Es algo de lo que estamos muy orgullosos de poder hacer“, dijo Law.
Las extendedoras de asfalto Cat® AP1055D y AP1055E se encargaron de extender la mezcla. Trabajaron una al lado de la otra para crear una junta longitudinal caliente contra caliente. Las dos Weiler E2850 encargadas de transferir la mezcla a las pavimentadoras se encargaron también de la remezcla para lograr una temperatura uniforme y la eliminación de la segregación.
El ancho del circuito suele ser de 11 m (36 pies). La pavimentadora principal trabajó con un ancho de 5 m (16 pies). La pavimentadora secundaria trabajó justo detrás de la primera pavimentadora, con un ancho de 6 m (20 pies). La velocidad media de pavimentación fue de aproximadamente 4,5 m/min (15 pies/min), en función del tonelaje por hora, la profundidad de pavimentación y los anchos de pavimentación. La relativamente baja velocidad de pavimentación permitió a las pavimentadoras desplazarse de forma ininterrumpida y sin adelantar a los remolques. Este ritmo también permite a los compactadores adaptarse al ritmo de producción de las pavimentadoras.“
Las pavimentadoras trabajan perfectamente con esos anchos“, dijo Law. “El sinfín esparce el material. Hemos instalado reglas ampliadas, con lo que la compactación se lleva a cabo de igual forma en todas partes“.
La Historia de la Pavimentación Tridimensional
El departamento de tecnología de Scotty’s estaba acostumbrado a trabajar con el software del Trimble Business Center, por lo que pasar a trabajar con pavimentación tridimensional no le supuso ningún esfuerzo.
Los modelos generan automáticamente diseños de superficie no compactada parael sistema de pavimentación tridimensional de Trimble. Como paso final en la ejecución dela construcción del circuito de carreras, los diseñadores guiaron la pavimentadora para realizar ajustes de forma automática, según los cuales se colocó un poco más de material sobre las áreas bajas y un poco menos sobre las áreas altas.
El sistema de pavimentación tridimensional de Trimble trabaja en coordinación con el sistema de control de nivelación bidimensional tradicional de las pavimentadoras Cat. El archivo de diseño se almacena en una controladora Trimble instalada en la regla. El departamento de tecnología instaló un mástil con un prisma (objetivo) sobre el lado derecho de la regla. En la parte inferior del mástil hay también un sensor de inclinación.
Las estaciones totales universales (UTS), ubicadas estratégicamente por toda la obra, rastrearon los prismas a medida que las pavimentadoras se movían por el trazado del circuito. La UTS envió un flujo constante deseñales con mediciones de una precisión de décimas de milímetro a un prisma Trimble situado en la regla. El prisma envía las mediciones al controlador, que las compara con los cálculos del archivo del diseño maestro.
Si es preciso realizar correcciones en la elevación, se envían los correspondientes comandos a través del sistema de control de nivelación bidimensional convencional de Trimble, en este caso al punto de remolcado correcto. El lado izquierdo de la regla está bajo el control de nivelación, a cargo del sensor de nivelación calibrado de Trimble.
A medida que las pavimentadoras avanzan, el prisma es captado por otra UPS presente en la obra para garantizar que las conexiones tridimensionales sean permanentes. Se utilizaron en la obra 17 estaciones.
Una de las ventajas más impresionantes del sistema de pavimentación tridimensional de Trimble era su capacidad de usar el control de nivelación en el lado que daba a la junta de la regla de la pavimentadora posterior y lograr igualar la altura de forma homogénea. Este hecho viene a subrayar la velocidad, la precisión y la interconectividad del sistema Trimble.“
La mayor ventaja de la pavimentación tridimensional es su capacidad para implementar el diseño con precisión y exactitud, proporcionándonos la superficiemás lisa y homogénea posible“, comentó Higgins.
Compactación
Cuatro compactadores vibratorios de asfalto Cat CB64 se encargaron de las fases de rotura, intermedia y acabado de la compactación. Para la fase de rotura, se configuraron dos de loscompactadores en alta amplitud y baja frecuencia. Cada rodillo realizó cuatro pasadas con vibración detrás de su pavimentadora designada para lograr una densidad de entre el 92 y el 93 %.
Dado que la pavimentadora principal trabajó con un ancho de 6 m (20 pies), el patrón del segundo CB64 requería más pasadas. El técnico de control de calidad hizo que primer CB64 se quedara atrás y realizara dos pasadas a lo largo de la junta longitudinal en el lado más ancho para igualar los patrones, y permitir que ambos rodillos permanecieran pegados a las pavimentadoras por delante de la zona blanda.
Los otros dos CB64 se configuraron en alta frecuenciay baja amplitud para la fase intermedia. Realizaron dos pasadas con vibración detrás de la zona blanda, empezando el patrón cuando la capa estaba a aproximadamente 80 °C (180 °F). Ocasionalmente se quedaron atrás, y para la fase de acabado realizaron largas pasadas estéticas alrededor de los 60 °C (140 °F). La densidad final osciló entre el 94 y el 95 %.
Importancia de la Tecnología
Higgins dijo que la tecnología, en todas las fases del proceso, permitió mejorar enormemente la productividad. “Jamás hubiéramos acabado a tiempo sin ella“, afirmó.
Scotty comentó que la tecnología había permitido además reducir notablemente los costos. “El empleo en esta obra de las tecnologías 3D y GPS probablemente nos ha ahorrado un cuarto de millón de dólares en ingeniería“, comentó. “Al ahorrar dinero, podemos ofertar más barato y ganar licitaciones, lo que nos ayuda enormemente a seguir prosperando como compañía“.
Monty Boyd, presidente y director ejecutivo de Whayne Supply, el concesionario local de Cat, dijo que los clientes como Scotty también ayudan a su compañía a prosperar. “Scotty es uno de esos clientes que está siempre a la vanguardia“, dijo. “Aquí tratamos ayudarle a resolver problemas y encontrar las soluciones que busca para permanecer por delante de su competencia“.
“La obra fue todo un reto que los miembros de la cuadrilla de Scotty jamás dudaron en afrontar“, dijo Reynolds. “La pista es bonita y lisa porque las cuadrillas quisieron participar en algo que va a tener un gran éxito durante mucho tiempo“.
¿Ha sido un éxito la obra? Reynolds dice que solo Wright, el cliente, puede contestar a esa pregunta. Y la respuesta de este es un rotundo “sí“.
“Creo que, con la superficie quehemos construido, vamos a ser la envidia del sector“, dijo Wright.Visite motorsportspark.org para obtener más información sobre el circuito.
