Compactación Inteligente: Una Tecnología En Desarrollo De La Construcción De Carreteras

Últimamente, la compactación inteligente ha surgido como uno de los temas más debatidos en la industria de la construcción de carreteras.

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Caterpillar, entre otros, ha reconocido su potencial como herramienta viable para mejorar el control/la evaluación de calidad y aumentar la eficiencia en el sitio de trabajo. El siguiente es un resumen sobre compactación inteligente y ofrece respuestas a un par de preguntas que se realizan con frecuencia.

¿Qué es el control y la evaluación de calidad?
Antes de explorar la compactación inteligente, es importante comprender la función del control y de la evaluación de calidad, además de reconocer la diferencia entre estos conceptos. Control de calidad puede definirse como el procedimiento por el cual un contratista desarrolla, utiliza y documenta actividades de control de calidad que rigen el modo de construir un elemento del proyecto. Reformulado, esto significa que el control de calidad es fundamentalmente los procesos implementados por un contratista para garantizar que la producción cumple con las especificaciones del proyecto.

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La evaluación de calidad puede definirse como el procedimiento por el cual el ingeniero/propietario del proyecto controla las actividades de control de calidad del contratista y realiza una evaluación por medio de controles y pruebas para la aceptación final de la construcción de todos los elementos del proyecto. En pocas palabras, la evaluación de calidad supervisa los procedimientos de control de calidad del contratista para asegurar que sean aceptables, además de ofrecer una prueba final de que la producción cumple con las especificaciones del proyecto.

¿Qué es la compactación inteligente?
Si bien aún no se ha establecido una definición universal de la compactación inteligente, por lo general se acuerda que la compactación inteligente ayuda a eliminar las conjeturas y el error humano al aplicar tecnología al proceso de compactación. Una máquina equipada con un sistema de compactación inteligente ofrece cuatro funciones básicas: 1) mide la rigidez del suelo o del asfalto, 2) controla o dirige el esfuerzo de compactación en respuesta a la rigidez medida, 3) muestra la medida de rigidez al operador y 4) planifica y registra los resultados de compactación. Dicho sistema le permitirá al usuario producir gráficos detallados de los niveles de rigidez, la cantidad de pasadas de rodillos que se han aplicado e incluso la cantidad de aplicaciones en todas las ubicaciones del sitio de trabajo.

La compactación inteligente mide la rigidez (la capacidad de un material de resistir la deformación bajo una carga) en lugar de la densidad (la cantidad de peso por volumen). Esto refleja un alejamiento importante de las medidas de evaluación de calidad utilizadas tradicionalmente en Norteamérica. Existe una fuerte correlación entre la rigidez y la capacidad de carga, que es lo que persiguen los diseñadores de carreteras.

La compactación inteligente es una tecnología que ha estado en desarrollo durante muchos años. El concepto ha tenido un enorme atractivo para los gobiernos y clientes europeos, de modo que el desarrollo en Europa ha surgido con mayor prominencia. El trabajo de compactación inteligente inicial abordado durante 1970 y 1980 hizo hincapié en la compactación del suelo. Durante estos años, un nivel importante de esfuerzos de desarrollo hizo a Caterpillar acreedor de numerosas patentes.

Algunos fabricantes ofrecieron sistemas de asistencia al operador en la década del ochenta, aunque esos sistemas eran bastante distintos de los sistemas disponibles en la actualidad. Por ejemplo, los sistemas de documentación anteriores requerían que el operador ingresara el inicio y la finalización de cada pasada de compactación, y el resultado se registraba en una impresora más adecuada para un entorno de oficina que para las obras de construcción. El equipo moderno es menos complicado para operar y más apropiado para el entorno. Caterpillar ha ofrecido compactadores de suelo equipados con medidores de compactación y módulos de registro a nuestros clientes de Europa y Estados Unidos durante muchos años. Más recientemente, la tecnología de la compactación del suelo se ha aplicado a la compactación del asfalto y existen pruebas en progreso destinadas a verificar su valor.

En Estados Unidos, el desarrollo de la compactación inteligente se está impulsando a partir de iniciativas a nivel federal y estatal. Según Robert Horan, asesor ingeniero y miembro del personal del contratista Federal Highway Administration (FHWA) de Turner Fairbank Highway Research Council (TFHRC), “las tecnologías de compactación inteligente que se utilizan en Europa y Asia son de interés para la FHWA gracias al potencial de rendimiento en los Estados Unidos. Esta tecnología se identificó como una de las innovaciones europeas consideradas como prometedoras y se recomendó que se adaptara para su uso en Estados Unidos. Con eso en mente, la FHWA ha buscado activamente oportunidades para impulsar el desarrollo y el estudio de la tecnología de compactación inteligente en Estados Unidos”.

Para facilitar el progreso y el estudio de la compactación inteligente en Estados Unidos, la FHWA ha desarrollado especificaciones de compactación inteligente para suelos, materiales con base granulada y asfalto. La FHWA también ha respaldado las pruebas de la compactación inteligente a nivel estatal por medio del aporte de fondos. Además, dos programas de investigación financiados a nivel federal se llevarán a cabo durante el 2006.

Uno de los programas, patrocinado por la Federal Highway Administration, se denomina “Implementación acelerada de la tecnología de compactación inteligente para suelos de subrasante de cimentación, base de áridos y material de pavimento de asfalto, solicitud 954”.

El otro programa, patrocinado por el National Cooperative Highway Research Program, se denomina “Sistemas de compactación inteligente de suelos, proyecto 21-09”.

Aunque las actividades realizadas a nivel federal aún tienen que elaborar una especificación de compactación inteligente, el Departamento de Transporte de Minnesota (MNDOT) ha redactado una especificación piloto para la compactación del suelo: Excavación y cimentación—(CC/EC) Compactación de calidad IC. La especificación se utilizará en al menos dos proyectos este verano y también en posibles proyectos adicionales. Otros departamentos de transporte estatales estarán llevando a cabo evaluaciones propias.

¿Por qué es importante el desarrollo de la compactación inteligente?
Se emplean diversos métodos de prueba de evaluación de calidad para medir los materiales compactados, según las preferencias o las especificaciones de construcción de los departamentos de transporte a lo largo del país. Las pruebas incluyen desde densidad nuclear y método del cono de arena hasta rodamiento de prueba y visual. Cada método de medida tiene elementos que hacen que su uso resulte incómodo. Por ejemplo, los conos de arena son costosos y demandan tiempo de transporte y almacenamiento, y la normativa federal hace que los indicadores de densidad nuclear sean poco prácticos.

Además, las pruebas que se llevaron a cabo en la mayoría de los proyectos de construcción de autopistas ofrecen una imagen proporcionalmente pequeña de la calidad general de la compactación. En los proyectos grandes, se calcula que la relación entre las pruebas de compactación y las yardas del material es de aproximadamente 1 a 1.000.000.

La compactación inteligente puede proporcionar una cobertura 1 a 1 y mediciones de control de calidad, lo cual volvería obsoletas las pruebas manuales costosas y que llevan tiempo. Esta opción les brinda a los operadores en la obra respuestas en tiempo real sobre los niveles y la cobertura de compactación, lo cual posibilita la realización de ajustes en el proceso durante la aplicación inicial. Esto puede ayudar a los contratistas a identificar humedad o problemas del material con anticipación en el proceso de construcción, y a eliminar la remodelación costosa durante la prueba final de evaluación de calidad. Además, la compactación inteligente puede reducir en gran medida el riesgo para los ingenieros de evaluación de calidad del departamento de transporte debido a que el compactador se puede utilizar para realizar las mediciones del control de calidad.

La compactación inteligente ya tiene su lugar en el futuro de la construcción de carreteras. En este punto, se desconoce qué efecto tendrá. Caterpillar cree que esta tecnología llevará a una norma superior para la calidad y la duración de los proyectos de construcción de carreteras, lo que ayudará a maximizar el beneficio del gasto en impuestos.

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Ing. Nestor Luis Sanchez

Ingeniero Civil Con Postgrado en Gerencia de La Construcción, Conocimiento en Mecánica de Suelos, Estructuras y Puentes.
Escritor y Investigador de Post Para Venezuela.
Contacto: https://www.linkedin.com/in/nestorluissanchez/

Comments (2)

  • Reply http://www.comerjapones.com/ - 20 febrero, 2014

    Pues es muy grande post. Un saludo.

  • Reply yeandy - 16 octubre, 2015

    Muy bueno el articulo estoy desarrollando mi tesis de diploma para graduarme de ing.Agrícola y me ha hecho de gran interes el contenido muchas gracias. Un saludo

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