Investigadores de la Universidad Nacional de Rosario (UNR) trabajan en el análisis de estructuras de pavimento a través de un modelo que permite simular la evolución de la estructura a lo largo de la vida en servicio, pudiendo considerar las variaciones del tránsito, el clima y el comportamiento de los diferentes materiales en función de su condición de trabajo e historia de tensiones. "Es un avance respecto a los métodos clásicos, que tienen una visión más empírica; es decir, basados en la experiencia y en las condiciones iniciales. En cambio, esta nueva metodología analiza la variación de la estructura a lo largo del tiempo", explicaron los ingenieros Oscar Giovanon y Marta Pagola del Laboratorio Vial del Instituto de Mecánica Aplicada y Estructuras (IMAE) que depende de la Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura de la UNR. El proyecto de los investigadores de la UNR fue presentado en el XVI Congreso Argentino de Vialidad y Tránsito realizado el pasado mes de octubre en Córdoba, y por el cual ganaron el premio al mejor trabajo sobre pavimentos flexibles y del congreso en sus diferentes áreas.

El trabajo consiste en un modelo de análisis del comportamiento de pavimentos desarrollado a lo largo de años de tareas dentro de la UNR. Su diferencia principal respecto a las metodologías clásicas es considerar la degradación de cada uno de los materiales a lo largo de la vida, en lugar de estimarla sólo en base a su estado inicial inalterado.

Si bien hay métodos de diseño que estudian los esfuerzos, las tensiones, las deformaciones que sufren la estructura del pavimento, el proyecto brinda la posibilidad de ver cómo van a ir variando las fisuras de la superficie o cómo progresa el ahuellamiento, apuntando a valorar los parámetros de superficie que están vinculados con el confort y seguridad del usuario.

"Los métodos clásicos analizan una condición de la estructura sana y dice, por ejemplo, que va a durar tantos años. Nuestro trabajo apunta al análisis de estructuras de pavimento considerando las temperaturas anuales del pavimento en base a simulaciones del clima, simulando luego el comportamiento de la estructura a lo largo de cada mes, de cada año de vida en servicio, brindando como resultado la evolución del estado de la calzada y múltiples parámetros relacionados a cada material integrante de la misma", explicó Giovanon, responsable del Laboratorio Vial del IMAE.

Para realizar el estudio, los investigadores desarrollaron un trabajo en el laboratorio y otro de campo. "Como cualquier proyecto tiene su parte teórica, un desarrollo informático basado en el cálculo de estas solicitaciones, la simulación del clima en cada región para ver cuál es la temperatura que condiciona al pavimento", precisó Giovanon. "Hay un trabajo de laboratorio, sobretodo informático, que tiene que ver con la ingeniería del pavimento y hay un trabajo de validación o un ajuste en las condiciones de campo; no quedarse sólo con el laboratorio, sino evaluar rutas reales en servicio para ajustar los parámetros y poder así predecir con el modelo lo mismo que se corroboró en rutas en servicio", agregó.

Por otra parte, el investigador explicó que "mediante la simulación de los fenómenos de fisuración por fatiga bajo carga, acumulación de deformaciones plásticas por los distintos materiales, y fallas por fisuración térmica, se expresa el comportamiento de la estructura analizada en función de los parámetros de superficie que valoran la aptitud de la misma para brindar una adecuada calidad a los usuarios, rugosidad, porcentaje de fisuras, porcentaje de baches y ahuellamiento". El modelo desarrollado permite con mayor certeza la previsión del desempeño de los pavimentos e incorpora la posibilidad del ajuste a condiciones locales. Este proyecto se enmarca en los trabajos desarrollados en el Laboratorio Vial del IMAE, donde se realizan actividades de investigación, asistencia al medio y formación de recursos humanos (ver aparte).

Las líneas de investigación se basan en el gerenciamiento de carreteras sustentable. "Dentro del laboratorio vial nos abocamos a los materiales que forman el pavimento. Las líneas que podemos agrupar son: diseño estructural de pavimentos; es decir, los métodos que permiten la adopción de materiales y espesores, y un nuevo método de diseño que es el que ganó el premio. La calidad de los parámetros de superficie, como evaluar el confort y la seguridad del usuario, la adherencia del neumático y la calzada, la seguridad frente a la posibilidad de frenar y frente a una curva no derrapar", detalló el ingeniero.

Otro grupo de investigadores trabaja en la caracterización de los materiales, su resistencia, su rigidez, su comportamiento en el tiempo sometido a las condiciones climáticas. En este sentido, Pagola indicó que "hay una línea de investigación que está estudiando la utilización de plásticos, residuos plásticos, empleándolos como aditivos dentro de la mezcla asfáltica. De esta manera no sólo se estudian los materiales ya existentes sino nuevos materiales para ver las ventajas que presentan y la reutilización de subproductos". En este sentido, los científicos apuntan no sólo a mejorar la calidad del pavimento sino también a evitar la contaminación ambiental.

Los objetivos perseguidos por los investigadores del Laboratorio son los de generar y actualizar los conocimientos sobre la ingeniería vial con vistas a mejorar la seguridad y la calidad de vida de los usuarios, la circulación y el transporte de cargas, contribuir al medio ambiente a través de aplicar diseños y materiales sostenibles y realizar una actividad continua de transferencia de los conocimientos adquiridos y asesoramiento.

*Integrante de la Dirección de Comunicación de la Ciencia de la UNR