El reciclado en frío in situ es una técnica de rehabilitación de carreteras con la que se consigue una capa nueva de base, de notable capacidad estructural, aprovechando la carretera existente como cantera o fuente de suministro de áridos.

La misma consiste en desagregar el material existente en la profundidad requerida, mezclarlo con algún tipo de ligante y agua, y compactar la mezcla a la densidad adecuada.

Esta técnica incursionó en Uruguay con la llegada de los primeros equipos en el año 2013. Dado que el número de carreteras precisando una rehabilitación estructural es cada vez mayor en nuestro país, el futuro de la técnica de reciclado in situ se presentó muy prometedor.

El desafío fue grande para todos los actores de la vialidad nacional, realizando las primeras pruebas, definiendo las mejores prácticas a nivel internacional para este tipo de técnicas, determinando los ligantes a utilizar y los equipamientos óptimos.

Desde el Centro de Investigación en Tecnologías Viales (CITEVI) se realizó un seguimiento de los primeros tramos ejecutados tanto en el conocimiento de los materiales reciclados, en los estudios para la determinación de su fórmula de trabajo, en los métodos de proyecto, en sus prescripciones técnicas y en el seguimiento de los tramos ejecutados. Los buenos resultados obtenidos en la mayoría de las realizaciones contribuyeron a despejar dudas de muchas administraciones, al ver el ahorro que representa frente a las alternativas de refuerzo o reconstrucción y comenzaron a incluir esta técnica en los pliegos.

INTRODUCCIÓN

Reciclado en frío in situ con cemento portland.

El reciclado en frío in situ con cemento es una técnica de rehabilitación de carreteras con la que se consigue una capa nueva de base de notable capacidad estructural, aprovechando la carretera existente como cantera o fuente de suministro de áridos.

Consiste en desagregar el material existente en la profundidad requerida, mezclarlo con cemento y agua, y compactar la mezcla a la densidad adecuada. Encima se dispone cierto espesor de mezcla asfáltica o tratamiento superficial según el tráfico del proyecto.

Frente a otras soluciones de rehabilitación, el reciclado con cemento permite el aprovechamiento de estas capas deterioradas, logrando recuperar e incluso aumentar su capacidad de soporte, y proporciona al material obtenido tras el reciclado, características físico-mecánicas acordes con un adecuado nivel de servicio de la infraestructura. Se consigue un firme en conjunto mucho más duradero, con menor susceptibilidad al agua y mayor resistencia a la erosión. El campo de aplicación es muy amplio ya que abarca todo tipo de carreteras y superficies pavimentadas.

Se trata de una técnica íntimamente ligada al concepto de sustentabilidad y además de presentar diversas ventajas medioambientales, se suman importantes beneficios técnicos y económicos.

Propiedades de los materiales reciclados con cemento

El conocer las propiedades de los materiales reciclados es indispensable para establecer la fórmula de trabajo y efectuar el dimensionamiento de la estructura.

En lo que se refiere al comportamiento a fatiga de los materiales reciclados con cemento, una serie de ensayos realizados muestran que es similar al de los hormigones vibrados o las tosca-cemento, es decir, se trata de mezclas con una curva de fatiga presentando una pendiente muy reducida. En consecuencia, una ligera disminución de las tensiones en la capa reciclada se traduce en un gran aumento de la vida de servicio de la misma. La metodología del estudio consiste en establecer la variación de los parámetros a determinar en función de la dosificación de cemento, de la variación del contenido de agua y de la densidad de las probetas. En Uruguay los primeros tramos se han realizado buscando una resistencia a compresión a siete días de 15 kg/cm2.

Ejecución de obra

Antes de efectuar un reciclado es preciso:

• Verificar la factibilidad del reciclado
• Definir el tipo de reciclado
• Determinar las características del material reciclado mediante ensayos de laboratorio y campo, y obtener la fórmula de trabajo.

La ejecución de una obra de reciclado in situ con cemento se desarrolla en general de acuerdo con el siguiente proceso:

1. Extensión del cemento
2. Escarificado del firme en la profundidad requerida
3. Humectación del material
4. Mezclado
5. Compactación inicial
6. Refinado eventual de la superficie
7. Compactación final

Para la extensión del cemento se utiliza un dosificador en polvo con el vertido regulado por la velocidad del avance. Para reducir al mínimo las pérdidas de cemento provocadas por el viento y sobretodo evitar las molestias que ello origina en la puesta en obra, se sincronizan los equipos de extensión de cemento y la recicladora, de forma que la longitud de cemento esparcido sea lo más reducida posible.

En lo que se refiere al escarificado en la profundidad requerida, la humectación y mezclado del material disgregado con cemento y agua, (o sea los equipos para realizar el reciclado propiamente dicho) se utiliza una recicladora in situ. En la misma el componente fundamental es un rotor provisto de picas, que realiza la disgregación del firme y efectúa el mezclado de los elementos con el cemento y el agua.

El ritmo de avance de la recicladora está muy condicionado por la profundidad del tratamiento y la dureza de los materiales existentes. En condiciones favorables de poco espesor (20 cm) y materiales blandos se han llegado a superar los 10 m/min. No obstante el rendimiento está condicionado por diversos factores.

Beneficios medioambientales

• La reutilización de materiales in situ contribuye a no tener que abrir nuevas canteras ni reducir las reservas de las existentes. Este ahorro en áridos puede estimarse en unas 2000 ton/km comparando con el árido necesario para un firme nuevo de similar capacidad estructural.
• Se disminuye la necesidad de vertederos al aprovecharse los materiales existentes.
• Al evitar transportes, se disminuyen las emisiones de CO2 y otros contaminantes, así como los impactos colaterales que provoca sobre los caminos y flora adyacentes (polvo, erosiones, etc.)
• Es una técnica en frío por lo tanto consume poca energía, disminuyendo notablemente la contaminación y las emisiones de vapores nocivos.

Beneficios técnicos

• Permite rehabilitar carreteras fatigadas y deformadas, transformándolas en capas tratadas más homogéneas con unas características mecánicas importantes y capacidad de soporte mucho mayor.
• Se disminuyen las tensiones que llegan a la sub-base
• Se reducen los efectos negativos que sobre el firme tienen los cambios de humedad del soporte.
• Se disminuyen las molestias por el tráfico de obra y los daños a carreteras adyacentes debido a que no se transportan los materiales a una planta de fabricación, ni desde ésta a la obra.
• Puede combinarse con la ejecución de un ensanche, utilizando para este último los mismos equipos empleados en el reciclado. Con ello no se precisa un ancho mínimo de ensanche y se puede evitar la construcción de cuñas estrechas que suelen acarrear dificultades.
• Una adecuada elección de materiales para el ensanche permite obtener después de su tratamiento una mezcla con unas características similares a las del firme reciclado, mejorando así la homogeneidad de la sección transversal del conjunto de la carretera ensanchada y evitando así la aparición de fisuras longitudinales entre los ensanches y el firme de la parte de la carretera existente que se conserva.
• Permite además rehabilitar carriles individuales.
• Se mantiene prácticamente la rasante inicial.
• Se habilita inmediatamente la circulación. Ello es debido a la estabilidad que adquiere su esqueleto mineral una vez compactado, con lo que las deformaciones originadas por los vehículos no son suficientes para romper los enlaces entre los áridos. Con ello no se interrumpe el proceso de ganancia de resistencias mecánicas, responsable del comportamiento a largo plazo del material. Una capa reciclada con cemento puede abrirse al tráfico a las tres o cuatro horas de haberse llevado a cabo la disgregación del firme existente.

Beneficios económicos

• Se reduce la necesidad de nuevos áridos a utilizar en la obra y el costo de transporte.
• No es necesario instalar una planta de fabricación.
• Permite alcanzar elevados rendimientos.

Por consultas o más información pueden escribirnos a bitafal@bitafal.com.uy

Qco. Santiago Kröger – Director Técnico Grupo Bitafal