Obras Edición 365, Mayo de 2003 Concretos para carreteras ¡No más bacheo! Aunque el concreto hidráulico no es de uso frecuente en las carreteras mexicanas, ha demostrado desde tiempo atrás tener grandes beneficios. Guadalupe Lugo La construcción de vialidades con concreto hidráulico es una solución probada en el mundo. Se trata de una opción rentable que, además de aportar mayor seguridad para los conductores por ser antiderrapante- brinda la oportunidad de contar con carreteras con ciclos de vida de entre 20 y 40 años, económicas en el largo plazo -por sus bajos costos de mantenimiento- y por el ahorro en combustible de hasta un 20%. El costo inicial de construcción de carreteras con concreto es superior a las de asfalto en un 15% aproximadamente. Sin embargo, el precio de mantenimiento de las primeras es menor (cerca del 50%) en comparación con los pavimentos asfálticos, toda vez que es mínimo y sólo se efectúa, por lo común, en las juntas. Al hacerse una evaluación económica de la carretera en su periodo de vida útil, se demuestra que los pavimentos de concreto tienen un costo menor de hasta un 30%, en comparación con los de asfalto; de ahí que representan una excelente opción. Recordemos que las vialidades más longevas de la Ciudad de México y su área conurbada, construidas con este material, son magníficos ejemplos de durabilidad y buen comportamiento. Sin embargo, para contar con una moderna red carretera no basta con que éstas sean de concreto, sino que deben cumplir con las especificaciones de diseño de acuerdo con el terreno y el flujo vehicular, según señaló el ingeniero Raúl Valencia Zúñiga, gerente técnico de Latinoamericana de Concretos (Lacosa), la tercera empresa en importancia a escala nacional distribuidora de concreto hidráulico premezclado. Beneficios del uso de pavimentos rígidos Por ser México un país productor de petróleo, el asfalto es usado con mayor frecuencia para la construcción de carreteras. Sin embargo, comparado con el concreto hidráulico, el primero resulta mucho más caro pues su reparación implica, entre otros aspectos, mantener cerradas las vialidades por bacheo durante lapsos prolongados. Para el arquitecto Jorge García Bernardini, gerente técnico del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCYC), es en el mantenimiento de los pavimentos de concreto donde precisamente puede percibirse la mayor ventaja de su uso dado que los proyectos en asfalto requieren el reemplazo de la carpeta cada cinco u ocho años en promedio, mientras que en concreto resisten entre 15 y 20 años sin intervenciones mayores. Cabe recordar que la aplicación del concreto en carreteras y vialidades en el territorio nacional y en la zona metropolitana se remonta a las primeras décadas del siglo XX. Uno de los ejemplos más interesantes es el de la carretera localizada dentro del Parque Nacional Desierto de los Leones, al poniente de la Ciudad de México, construida en los años treinta. Décadas después fueron armadas con concreto las avenidas Paseo de la Reforma, División del Norte y las vialidades de Ciudad Satélite, en el Estado de México. Desde hace tiempo se consideró a este material como la gran solución para los pavimentos. Sin embargo, los aspectos políticos y el acendrado nacionalismo de la época de la expropiación Obras Edición 365, Mayo de 2003 petrolera ocasionaron que el asfalto sustituyera al concreto, sin tener una conciencia clara de la contaminación ambiental y la erosión de los suelos que provocaría este material. En opinión del especialista del IMCYC, probablemente los pavimentos de asfalto fueron aplicados pues resultaban mucho más baratos por las características propias del tráfico vehicular menos intenso- e integrado por automotores mucho más pesados y lentos que exigía de los pavimentos menor adherencia. Como comentó, “nuestras carreteras eran lentas, sinuosas, con bajo tránsito, además de que no había una visión a futuro. Hoy, la economía mundial requiere de vías de comunicación rápidas, ágiles y mejor construidas para su mayor duración”. Además, señaló el especialista, no hay que pasar por alto que el uso del asfalto implica hacer carreteras “en abonos”, pues con el paso del tiempo y debido a las constantes reparaciones requeridas se colocan distintas capas de este material hasta alcanzar, en ocasiones, espesores de 70 u 80 cm. Por el contrario, con el concreto -cuyo espesor señalado por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes varía entre 5 y 7 cm (para pavimentos urbanos no carreteros) y hasta 30 cm (para carreteras con flujos vehiculares pesados y pistas de aterrizaje)- son construidas carreteras permanentes, cuyos beneficios quedan reflejados en una mayor facilidad de construcción y en el mismo incremento de la vida útil de los vehículos. A decir de García Bernardini, en la actualidad la proporción de los caminos construidos con concreto es escasa: en México, de una red carretera de 108,000 kilómetros, sólo el 1% está construido con este material. Así, pese a los beneficios que proporciona la aplicación de concreto hidráulico en carreteras y vialidades metropolitanas, persiste el mito de que su uso en estas infraestructuras es oneroso, por lo cual proyectistas, funcionarios y constructores “se han acostumbrado a construir con asfalto por comodidad, desconocimiento o ambición”. Al respecto, el entrevistado enfatizó que “en su momento representaba mayores dividendos hacer vialidades de asfalto que de concreto; sin embargo, a largo plazo ese material resulta más caro. Se llegó a decir que en el ‘bacheo estaba el ganeo’, es ahí donde radica el mayor interés”. Concreto vs. asfalto No obstante la negativa al uso de concretos rígidos por falta de voluntad política o por ignorancia, su aplicación va en aumento. En los últimos cinco años se ha intensificado su utilidad, por ejemplo, en autopistas, como señaló el ingeniero Raúl Valencia, quien además reconoció que un concreto rígido resulta más barato, toda vez que requiere mínimo mantenimiento; “aunque sin duda alguna representa una inversión inicial mayor, con el paso del tiempo se vuelve mucho más económico”. De acuerdo con especialistas de Apasco, el concreto hidráulico soporta las cargas de peso propio, vientos, sismos, oleajes, abrasión por el paso de vehículos y cargas por impacto. Por otra parte, la empresa comenta que los espesores están en función de diversos factores, entre ellos el número y tipo de vehículos que circularán sobre la vialidad, frecuencia de paso, características del subsuelo donde será colocado el pavimento, resistencia del concreto, así como la vida útil esperada del material. La colocación del pavimento de concreto tampoco resulta un problema pues es similar a la del asfalto; ésta puede ser desde muy artesanal hasta industrializada, de acuerdo con el tipo de obra requerida. Por ejemplo, para una carretera interestatal será necesario el uso de extendedoras con tren de colocación automatizado que permiten colocar hasta un kilómetro diario de concreto; es decir, más de mil metros cúbicos. Obras Edición 365, Mayo de 2003 El especialista de Apasco puntualizó que algunos de los pavimentos de concreto hidráulico construidos en el país mantienen excelente desempeño pues en su elaboración fueron aplicados los principios básicos de diseño estructural, de elaboración de concreto, de preparación del terreno y prácticas de construcción reconocidas. Conviene señalar que en los países desarrollados el uso de concreto hidráulico es masivo, en parte por un uso más racional de los recursos petroleros, pero también como medio de protección ambiental. En tanto, en países en desarrollo como el nuestro se sigue usando asfalto en carreteras y vialidades metropolitanas porque no se tiene una visión a mediano y largo plazos. En este contexto, el gerente técnico del IMCYC consideró que proyectistas, funcionarios y constructores se han acostumbrado a construir con asfalto por comodidad, desconocimiento o corruptelas. Se requiere un cambio de actitud para el uso masivo de los concretos para carreteras, así como terminar con muchas ideas erróneas y mitos sobre el concreto. Si de reparaciones se trata Para una rápida reparación de los pavimentos de concreto hidráulico, la compañía francesa Lafarge Aluminates (Lamex) produce el cemento aluminoso Fondu, de rápido endurecimiento (en seis horas), fabricado a partir de una combinación de bauxita -rica en aluminato de calcio y óxido de hierro- y cal; con esta mezcla se obtienen concretos con una resistencia de 250 kg/m2. La rapidez de su fraguado permite realizar la mayor parte de obras que, por razones de tiempo de puesta en servicio, los concretos y morteros hechos con cemento común no pueden satisfacer, indicó Eric Arévalo Gil, gerente de Mercado de Lamex. Asimismo, su aplicación permite eficientar el costo-beneficio, en especial en la industria pesada, en la siderurgia y en el sector aeroportuario. En este último caso facilita la reparación y apertura de las plataformas en tiempos reducidos. Además de esta compañía comercializadora, entre las importantes firmas productoras de concreto hidráulico en el país destacan -por su capacidad y liderazgo- Cementos de México (Cemex), Cementos Apasco, Cementos Moctezuma y Cementos de Chihuahua. Conclusión Si bien el consenso de los entrevistados fue que a largo plazo resultan una mejor inversión las carreteras de concreto, no puede obviarse el hecho de que la mayor inversión inicial requerida representa un obstáculo importante ante la escasez de recursos para la creación de infraestructura. Sin embargo, la visión de largo plazo es la que debería prevalecer. Obras Edición 365, Mayo de 2003 CAMINOS DE MÉXICO El Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto (IMCYC) informa que fue en 1993 cuando inició a gran escala en México la construcción de pavimentos rígidos nuevos, así como construcción de sobrecapas ultradelgadas de concreto hidráulico, primero en el estado Chihuahua y después en el resto del país. De ahí que la experiencia en cuanto comportamiento de este tipo de pavimentos es relativamente escasa en México. se la de al Este mismo instituto señala que en México actualmente existen varios tramos de carreteras de concreto. Por ejemplo, está el libramiento Ticumán, con una extensión de 8,350 km, que cuenta con una sobrecapa de concreto hidráulico de cerca de 20 cm de espesor que “fue aplicada sobre el pavimento de asfalto existente con el propósito de rehabilitarlo para proporcionar un tránsito seguro y eficiente a una vía que tiene un alto porcentaje de vehículos pesados”. También informa el IMCYC que con concreto hidráulico está el tramo Tihuatlán-Poza Rica; la autopista Cárdenas-Agua Dulce, en Tabasco, de 84 km de longitud; la autopista Guadalajara-Tepic, con 34 km de longitud en dos cuerpos; el camino rehabilitado de Yautepec a Jojutla, en Morelos, con una longitud de 32 km, y la construcción del cuerpo nuevo de 38 km de la autopista Querétaro-San Luis Potosí. Otros ejemplos son la carretera Química del Rey-Sierra Mojada, en Coahuila, (55 kilómetros) que tuvo una inversión de casi 47 millones de pesos. Su construcción fue realizada con concreto hidráulico y asfáltico, a base de dolomita para una mayor resistencia del pavimento, o bien la carretera fronteriza entre Chiapas y Guatemala que cuenta en buena parte con este tipo de concreto. También se encuentran en etapa de tendido de concreto las autopistas Tulum-Nizuc y Pirámides-Tulancingo. Dos carreteras federales más, El Huizachal-Matehuala y el libramiento Ruta Dos, en Nuevo Laredo, ya se encuentran en construcción. Como se puede observar, según el IMCYC, el volumen de pavimentos de concreto crece de manera significativa, y no sólo en México, sino en todo el mundo. Esto denota la necesidad de aportar metodologías nuevas de evaluación con el objeto de tener una red de carreteras en óptimas condiciones. Mat cemento 4/23/03 4:24 PM Page 99 Las grandes ventajas del concreto En una encuesta realizada por Concrete Roads, de Canadá, el concreto resultó un material superior que el asfalto para carreteras por las siguientes características: f f f f f f f f Provee una mejor visibilidad. Es amigable con el medio ambiente. Seguro en la lluvia. Durante la construcción de una carretera de concreto se crean más fuentes de trabajo. Incide en un mejor rendimiento del combustible. Ofrece mayor duración. Requiere de poco mantenimiento. Su uso en carreteras da por resultado una superficie más suave de manejo a lo largo de su vida útil. 4% 6% 14% 49% 27 % Medianamente satisfechos. Muy satisfechos. Medianamente insatisfechos. Muy insatisfechos. No saben. Fuente: www.cement.ca de preparación del terreno y prácticas de construcción reconocidas. Conviene señalar que en los países desarrollados el uso de concreto hidráulico es masivo, en parte por un uso más racional de los recursos petroleros, pero también como medio de protección ambiental. En tanto, en países en desarrollo como el nuestro se sigue usando asfalto en carreteras y vialidades metropolitanas porque no se tiene una visión a mediano y largo plazos. En este contexto, el gerente técnico del IMCYC consideró que proyectistas, funcionarios y constructores se han acostumbrado a construir con asfalto por comodidad, desconocimiento o corruptelas. Se requiere un cambio de actitud para el uso masivo de los concretos para carreteras, así como terminar con muchas ideas erróneas y mitos sobre el concreto. Si de reparaciones se trata carretera interestatal será necesario el uso de extendedoras con tren de colocaciónautomatizado que permiten colocar hasta un kilómetro diario de concreto; es decir, más de mil metros cúbicos. El especialista de Apasco puntualizó que algunos de los pavimentos de concreto hidráulico construidos en el país mantienen excelente desempeño pues en su elaboración fueron aplicados los principios básicos de diseño estructural, de elaboración de concreto, Mayo 2003 Para una rápida reparación de los pavimentos de concreto hidráulico, la compañía francesa Lafarge Aluminates (Lamex) produce el cemento aluminoso Fondu, de rápido endurecimiento (en seis horas), fabricado a partir de una combinación de bauxita —rica en aluminato de calcio y óxido de hierro— y cal; con esta mezcla se obtienen concretos con una resistencia de 250 kg/m2. La rapidez de su fraguado permite realizar la mayor parte de obras que, por razones de tiempo de puesta en servicio, los concretos y morteros hechos con cemento común no pueden satisfacer, indicó Eric Arévalo Gil, gerente de Mercado de Lamex. Asimismo, su aplicación permite eficientar el costobeneficio, en especial en la industria pesada, en la siderurgia y en el sector aeroportuario. En este último caso facilita la reparación y apertura de las plataformas en tiempos reducidos. Además de esta compañía comercializadora, entre las importantes firmas productoras de concreto hidráulico en el país destacan —por su capacidad y liderazgo— Cementos de México (Cemex), Cementos Apasco, Cementos Moctezuma y Cementos de Chihuahua. Conclusión Si bien el consenso de los entrevistados fue que a largo plazo resultan una mejor inversión las carreteras de concreto, no puede obviarse el hecho de que la mayor inversión inicial requerida representa un obstáculo importante ante la escasez de recursos para la creación de infraestructura. Sin embargo, la visión de largo plazo es la que debería prevalecer. ■ www.obrasweb.com / OBRAS 99 Mat cemento 4/23/03 4:17 PM Page 90 C O N C R E T O S PA R A C A R R E T E R A S FOTO CORTESÍA JORGE GARCÍA BERNARDINI (JGB/IMCYC) tancia a escala nacional distribuidora de concreto hidráulico premezclado. Beneficios del uso de pavimentos rígidos Por ser México un país productor de petróleo, el asfalto es usado con mayor frecuencia para la construcción de carreteras. Sin embargo, comparado con el concreto hidráulico, el primero resulta mucho más caro pues su reparación implica, entre otros aspectos, mantener cerradas las vialidades por bacheo durante lapsos prolongados. Para el arquitecto Jorge García Bernardini, gerente técnico del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto Capas de pavimentos de concreto (rígido) y de asfalto (flexible) Estructura de pavimento rígido Estructura de pavimento flexible Concreto Asfalto Base/Subbase Base Subbase Subgrado Subgrado Fuente: www.cement.ca 90 OBRAS / www.obrasweb.com Actualmente, los caminos construidos en México con concreto apenas representa el 1% del total. (IMCYC), es en el mantenimiento de los pavimentos de concreto donde precisamente puede percibirse la mayor ventaja de su uso dado que los proyectos en asfalto requieren el reemplazo de la carpeta cada cinco u ocho años en promedio, mientras que en concreto resisten entre 15 y 20 años sin intervenciones mayores. Cabe recordar que la aplicación del concreto en carreteras y vialidades en el territorio nacional y en la zona metropolitana se remonta a las primeras décadas del siglo XX. Uno de los ejemplos más interesantes es el de la carretera localizada dentro del Parque Nacional Desierto de los Leones, al poniente de la Ciudad de México, construida en los años treinta. Décadas después fueron armadas con concreto las avenidas Paseo de la Reforma, División del Norte y las vialidades de Ciudad Satélite, en el Estado de México. Desde hace tiempo se consideró a este material como la gran solución para los pavimentos. Sin embargo, los aspectos políticos y el acendrado nacionalismo de la época de la expropiación petrolera ocasionaron que el asfalto sustituyera al Mayo 2003 Mat cemento 4/23/03 4:19 PM Page 92 C O N C R E T O S PA R A C A R R E T E R A S Fallas temporales de pavimentos de concreto y asfalto % 100 90 80 76% Fallas totales 70 60 50 40 30 20 60.8% del total de fallas en secciones durante la primavera 25% 10 0 Asfalto Concreto Primavera FOTO CORTESÍA: JGB/IMCYC Verano El espesor del concreto para carreteras con flujos vehiculares pesados y pistas de aterrizaje es de hasta 30 cm. Otoño Invierno Nota: Aunque esta tabla expresa el comportamiento de los pavimentos en Canadá, cabe recordar las condiciones extremas de temperatura de algunos estados de la República Méxicana. Fuente: www.cement.ca (Indicadores provenientes de concreto, sin tener una conciencia clara de la contaminación ambiental y la erosión de los suelos que provocaría este material. En opinión del especialista del IMCYC, probablemente los pavimentos de asfalto fueron aplicados pues resultaban mucho más baratos por las características propias del tráfico vehicular —menos intenso— e integrado por automotores mucho más pesados y lentos que exigía de los pavimentos menor adherencia. Como comentó, “nuestras carreteras eran lentas, sinuosas, con bajo tránsito, además de que no había una visión a futuro. Hoy, la economía mundial requiere de vías de Contactos Apasco: www.apasco.com.mx Cementos Moctezuma: www.cmoctezuma.com.mx Pruebas comparativas de confort Cemex: www.cemex.com.mx 9 Confort superior ERES Consultants). 8 Grupo Cementos de Chihuahua: www.gcc.com 7 6 IMCYC: www.imcyc.com.mx 5 1 2 Concreto 3 4 5 Años Asfalto Lafarge Aluminates: lamex@mexis.com Nota: El más alto Índice de Confort al Conducir (RCI por sus siglas en inglés) valora el manejo más confortable. Premezcla2 del Norte: www.premezcla2.com Fuente: www.cement.ca Fuente: Guía de Compras 2003 de Obras. 92 OBRAS / www.obrasweb.com Mayo 2003 Mat cemento 4/23/03 4:20 PM Page 92 C O N C R E T O S PA R A C A R R E T E R A S Fallas temporales de pavimentos de concreto y asfalto % 100 90 76% Fallas totales 80 70 60 50 40 30 20 60.8% del total de fallas en secciones durante la primavera 25% 10 0 Asfalto Concreto Primavera FOTO CORTESÍA: JGB/IMCYC Verano El espesor del concreto para carreteras con flujos vehiculares pesados y pistas de aterrizaje es de hasta 30 cm. Otoño Invierno Nota: Aunque esta tabla expresa el comportamiento de los pavimentos en Canadá, cabe recordar las condiciones extremas de temperatura de algunos estados de la República Méxicana. Fuente: www.cement.ca (Indicadores provenientes de concreto, sin tener una conciencia clara de la contaminación ambiental y la erosión de los suelos que provocaría este material. En opinión del especialista del IMCYC, probablemente los pavimentos de asfalto fueron aplicados pues resultaban mucho más baratos por las características propias del tráfico vehicular —menos intenso— e integrado por automotores mucho más pesados y lentos que exigía de los pavimentos menor adherencia. Como comentó, “nuestras carreteras eran lentas, sinuosas, con bajo tránsito, además de que no había una visión a futuro. Hoy, la economía mundial requiere de vías de Contactos Apasco: www.apasco.com.mx Cementos Moctezuma: www.cmoctezuma.com.mx Pruebas comparativas de confort Cemex: www.cemex.com.mx 9 Confort superior ERES Consultants). 8 Grupo Cementos de Chihuahua: www.gcc.com 7 6 IMCYC: www.imcyc.com.mx 5 1 2 Concreto 3 4 5 Años Asfalto Lafarge Aluminates: lamex@mexis.com Nota: El más alto Índice de Confort al Conducir (RCI por sus siglas en inglés) valora el manejo más confortable. Premezcla2 del Norte: www.premezcla2.com Fuente: www.cement.ca Fuente: Guía de Compras 2003 de Obras. 92 OBRAS / www.obrasweb.com Mayo 2003 Mat cemento 4/23/03 4:22 PM Page 94 C O N C R E T O S PA R A C A R R E T E R A S comunicación rápidas, ágiles y mejor construidas para su mayor duración”. Además, señaló el especialista, no hay que pasar por alto que el uso del asfalto implica hacer carreteras “en abonos”, pues con el paso del tiempo y debido a las constantes reparaciones requeridas se colocan distintas capas de este material hasta alcanzar, en ocasiones, espesores de 70 u 80 cm. Por el contrario, con el concreto —cuyo espesor señalado por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes varía entre 5 y 7 cm (para pavimentos urbanos no carreteros) y hasta 30 cm (pa- ra carreteras con flujos vehiculares pesados y pistas de aterrizaje)— son construidas carreteras permanentes, cuyos beneficios quedan reflejados en una mayor facilidad de construcción y en el mismo incremento de la vida útil de los vehículos. A decir de García Bernardini, en la actualidad la proporción de los caminos construidos con concreto es escasa: en México, de una red carretera de 108,000 kilómetros, sólo el 1% está construido con este material. Así, pese a los beneficios que proporciona la aplicación de concreto hidráulico en carreteras y via- lidades metropolitanas, persiste el mito de que su uso en estas infraestructuras es oneroso, por lo cual proyectistas, funcionarios y constructores “se han acostumbrado a construir con asfalto por comodidad, desconocimiento o ambición”. Al respecto, el entrevistado enfatizó que “en su momento representaba mayores dividendos hacer vialidades de asfalto que de concreto; sin embargo, a largo plazo ese material resulta más caro. Se llegó a decir que en el ‘bacheo estaba el ganeo’, es ahí donde radica el mayor interés”. Concreto vs. asfalto Distribución de cargas en pavimentos de asfalto y concreto 3000 kg 3000 kg Presión < 0.2 Mpa Pavimento de concreto (rígido). Presión ~ 2.0 Mpa Pavimento de asfalto (flexible). La rigidez del concreto distribuye la carga sobre un espacio más amplio y mantiene al mínimo la presión en la subbase. Fuente: www.cement.ca 94 OBRAS / www.obrasweb.com No obstante la negativa al uso de concretos rígidos por falta de voluntad política o por ignorancia, su aplicación va en aumento. En los últimos cinco años se ha intensificado su utilidad, por ejemplo, en autopistas, como señaló el ingeniero Raúl Valencia, quien además reconoció que un concreto rígido resulta más barato, toda vez que requiere mínimo mantenimiento; “aunque sin duda alguna representa una inversión inicial mayor, con el paso del tiempo se vuelve mucho más económico”. De acuerdo con especialistas de Apasco, el concreto hidráulico soporta las cargas de peso propio, vientos, sismos, oleajes, abrasión por el paso de vehíMayo 2003