El trabajo consiste 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, considerando diversos tipos de variaciones. “Es un avance respecto de los métodos clásicos ya que éstos tienen una visión más empírica o sea 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 a Argentina Investiga 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.
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La diferencia principal del modelo de análisis de comportamiento de pavimentos respecto de las metodologías clásicas consiste en 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 sufre la estructura del pavimento, el proyecto, presentado en el XVI Congreso Argentino de vialidad y tránsito realizado en Córdoba y por el cual ganaron el premio al mejor trabajo sobre pavimentos flexibles, brinda la posibilidad de ver cómo variarán las fisuras de la superficie o cómo progresa el ahuellamiento, y apunta 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 dicen, por ejemplo, que va a durar tantos años. Nuestro trabajo apunta al análisis de estructuras de pavimento considerando sus temperaturas anuales en base a simulaciones del clima, a la posterior emulación del comportamiento de la estructura a lo largo de cada mes, de cada año de vida en servicio, con lo cual, se brinda como resultado la evolución del estado de la calzada y múltiples parámetros relacionados a cada material que la integre”, explicó Giovanon, responsable del Laboratorio.
Para realizar el estudio, los investigadores desarrollaron un trabajo en el laboratorio y uno de campo, en el terreno propiamente dicho. “Como cualquier proyecto tiene su parte teórica, un desarrollo informático que tiene que ver con el cálculo de estas solicitaciones, la simulación del clima en cada región para ver cuál es la temperatura que condiciona al pavimento. Hay un trabajo de laboratorio, sobre todo 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”, detallaron los investigadores.
“Mediante la simulación de los fenómenos de fisuración por fatiga bajo carga -es decir, rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas-, acumulación de deformaciones plásticas por los distintos materiales y fallas por fisuración térmica -rotura de los materiales por acción de la temperatura-, se expresa el comportamiento de la estructura analizada en función de los parámetros de superficie que valoran su aptitud para brindar una adecuada calidad a los usuarios, rugosidad, porcentaje de fisuras, porcentaje de baches y ahuellamiento”, explicaron.
Este proyecto se enmarca en los trabajos desarrollados en el Laboratorio vial del IMAE, cuyas líneas de investigación se basan en el gerenciamiento de carreteras sustentables. “Dentro del laboratorio vial nos abocamos a los materiales que forman el pavimento, dentro de ellos, las líneas que podemos agrupar son: diseño estructural de pavimentos, o sea los métodos que permiten la adopción de materiales y espesores y un nuevo método de diseño; 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 punto, 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.
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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.