Alargar la vida de las carreteras

Una investigación llevada a cabo por el Grupo de Ingeniería de Carreteras I+D de la ETSI de Caminos, Canales y Puertos de la UPM estudia tanto el diagnóstico como la prevención de una enfermedad de los pavimentos descubierta recientemente: el top-down cracking. Se trata de unas grietas descendentes cuya aparición, según este estudio, podría prevenirse utilizando asfaltos más flexibles (con polímeros en su composición) y evitando la segregación de los áridos de la mezcla asfáltica.

Se sabe que los agrietamientos son el grupo de enfermedades de los pavimentos que plantean las mayores dificultades a la hora de conservar su buen estado. Recientemente, se ha descubierto un nuevo tipo de grieta, denominado top-down crack, cuyo origen se desconocía. Se trata de grietas que nacen en la superficie del pavimento y progresan hacia abajo invadiendo capas más profundas. El estudio de estas grietas y su prevención forma parte de uno de los proyectos de los investigadores del Grupo de Ingeniería de Carreteras I+D de la UPM.

El primer objetivo consiste en diagnosticar de forma precisa estas grietas top-down diferenciándolas del resto de agrietamientos de las carreteras. Para ello, se utiliza un procedimiento de diagnóstico sencillo y no invasivo: se induce la propagación de una onda ultrasónica a través del pavimento, transversalmente a la grieta que se aprecia en superficie, y se estudia la señal que llega al receptor. Esta señal proporciona información muy valiosa ya que si se trata de una grieta ascendente (figura izquierda), originada en las capas inferiores y que ha aparecido en la superficie, el obstáculo es total y la onda no pasará (o lo hará de manera muy atenuada). Sin embargo, si la grieta es descendente –top-down crack- (figura derecha) supondrá un obstáculo parcial, de modo que la onda bordeará la grieta por debajo de ésta, y el tiempo demorado en la recepción de la señal indicará a qué profundidad del pavimento llega la grieta.

Tras analizar los pavimentos de distintas carreteras españolas afectadas por grietas top-down, el estudio de la UPM apunta a que este deterioro está relacionado con varios factores. Por un lado, los ciclos de subida y bajada de temperatura, tanto entre el día y la noche, como entre el invierno y el verano. Estas alternancias térmicas explican el que las grietas aparezcan en la superficie del pavimento, directamente expuesta a los cambios en la temperatura ambiente. Es evidente que hoy por hoy no se puede actuar sobre esos cambios de temperatura, aunque en un futuro no muy lejano existirán sistemas que, con el objetivo de aprovechar la energía solar en los pavimentos, mantengan prácticamente constante la temperatura de éstos.

Otro de los factores que influyen en el deterioro de los pavimentos es la segregación de los áridos o material pétreo que contiene una mezcla asfáltica. Se trata en definitiva de que las piedras más gruesas se agrupan, dando lugar a zonas con poco material fino de relleno, y por ello débiles y propensas a agrietarse. Se puede combatir esto empleando asfaltos más viscosos que traben mejor las partículas minerales e impidan que se separen las piedras de mayor tamaño, y poniendo mayor cuidado durante la construcción.

Y por último, la aparición de grietas también está relacionada con el envejecimiento del asfalto. El asfalto es un producto orgánico, atacable por la radiación ultravioleta del sol, el agua de lluvia y la presión de los neumáticos. El envejecimiento no se puede evitar, pero se puede ralentizar empleando asfaltos que contienen polímeros (entre ellos el caucho de neumáticos desechados), de modo que el pavimento conserve su flexibilidad original durante más años.

Si las medidas para evitar la segregación de áridos y retardar el envejecimiento de los asfaltos que proponen estos investigadores de la UPM se llevaran a cabo, las grietas top-down no amenazarían a los pavimentos que queremos que sean de larga vida, y por las carreteras que construimos hoy podrían así viajar nuestros hijos –y nuestros nietos-, sin necesidad de importantes inversiones adicionales.

Este estudio ha sido realizado como parte del denominado Proyecto Fénix, financiado por el Centro de Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI) en el marco del programa CENIT.