Construcción vial: Camino al futuro

El nivel tecnológico de las pavimentadoras ya es bastante alto, pero aún se puede mejorar. (Foto: Salfa)

El sector de la construcción vial está en constante cambio y evolución. Para el año 2030 es probable que las tendencias que vemos ahora se hayan acelerado rápidamente, tanto en las áreas de sustentabilidad como en las nuevas tecnologías.

Al igual que en muchas otras industrias, la digitalización tendrá un gran impacto en la construcción de carreteras en el futuro. Muchos países están trabajando o están en camino de establecer metodologías BIM (Building Information Modelling) para proyectos de infraestructura.

Un ejemplo de lo anterior es el plan maestro del Ministerio Federal de Transporte e Infraestructuras Digitales de Alemania, que prevé el uso de métodos digitales para la construcción y mantenimiento de todas las carreteras principales a partir de 2025. Este será uno de los desafíos para garantizar el flujo de datos desde la etapa de planificación hasta los sistemas de control de las máquinas. Además, la automatización y los sistemas de accionamiento alternativos aumentarán drásticamente el nivel tecnológico en los próximos cinco a diez años.

Ese aumento del nivel tecnológico en el equipamiento vial no es algo que pueda esperarse de un día para otro y es así como los grandes fabricantes tienen a sus equipos de investigación y desarrollo trabajando desde ya para las tecnologías de los próximos años. Y por supuesto, la adopción de las innovaciones ocurrirá en todo el mundo, pero a diferentes velocidades.

WITOS Paving Plus conecta a todos los actores involucrados en el proceso de construcción de una carretera, lo que permite una estrecha coordinación en tiempo real. (Foto: Wirtgen)

Si bien América Latina suele ir algunos pasos más atrás en lo que se refiere al uso de nuevas tecnologías, dada la gran necesidad de infraestructura vial, no es de extrañarse ver cómo algunos contratistas ya empiezan a ver con más interés los avances que se están desarrollando en países más avanzados. Y es que la clave del éxito para cualquier país es un proceso de pavimentación fluido, rápido y confiable, razón por la cual la digitalización y la automatización son tan vitales.

Digitalización de procesos completos

El nivel tecnológico de las pavimentadoras ya es bastante alto, pero aún se puede mejorar. Un mayor grado de automatización en todos los aspectos del proceso de construcción de carreteras también aumentará la eficiencia. Volvo ya ofrece Pave Assist en el núcleo de la pavimentación para ayudar a los equipos de pavimentación a realizar un seguimiento de su trabajo y proporcionar datos de proceso que normalmente necesitarían adquirir manualmente. Pave Assist brinda información en tiempo real sobre la operación, de forma que un contratista puede monitorear constantemente el avance y el resultado de su trabajo de manera independiente. Además, los datos se pueden almacenar en la nube y es posible acceder a ellos de forma remota, lo que permite la administración completa de la pavimentación.

El sistema de gestión de flotas WITOS FleetView de Wirtgen es una forma para que los que trabajan en la construcción de carreteras hagan que los procesos sean más eficientes mediante el uso del procesamiento, el intercambio, la visualización y el análisis de datos de máquinas y posiciones asistidos por el sistema.

Stephan Weller, director de productos de software de Joseph Vögele AG. (Foto: Wirtgen)

La solución ofrece una variedad de características, desde monitorear el estado operativo de las máquinas diariamente hasta respaldar los procesos de mantenimiento y diagnóstico, lo que minimiza los tiempos de respuesta y los tiempos de inactividad y optimiza el trabajo de mantenimiento. Los datos de WITOS también se pueden importar a sistemas existentes a través de interfaces adecuadas.

Se dice que los acuerdos de inspección y mantenimiento de SmartServices complementan las funciones de gestión de flotas. Con WITOS FleetView, los clientes pueden realizar un seguimiento de dónde están sus máquinas y en qué modo de funcionamiento se encuentran, en cualquier momento y desde cualquier lugar, lo que les permite responder a los próximos trabajos de mantenimiento para garantizar que las máquinas conserven su valor a largo plazo.

Wirtgen Group ha desarrollado soluciones de software inteligente y las ha integrado en la infraestructura de WITOS en forma de módulos para optimizar el proceso de conexión de cadenas de valor en la planificación, ejecución y operación. Los prácticos módulos WITOS están disponibles para la documentación de proyectos utilizando maquinaria de construcción de Wirtgen, Vögele y Hamm.

“Los beneficios de las soluciones de optimización de procesos como WITOS Paving Plus son realmente grandiosos: la entrega justo a tiempo en el lugar de trabajo permite una pavimentación continua sin tener que detener el equipo. Eso mejora la calidad de pavimentación y, por supuesto, los procesos son mucho más rápidos y rentables. Por ejemplo, se puede optimizar la capacidad del camión y evitar.los residuos Además, las empresas constructoras pueden utilizar los datos y análisis para el autocontrol y, al mismo tiempo, como prueba de calidad”, explica Stephan Weller, jefe de productos software de Joseph Vögele AG. Pero el ejecutivo advierte, que “las soluciones de optimización de procesos por sí solas no son la respuesta completa. También exigen una cierta voluntad de cambio: las empresas deben repensar activamente sus procesos existentes, identificar el potencial de mejora y enfocarse exactamente en esas áreas”.

Ya sea con la tecnología del módulo de betún espumado o con el sistema de aditivos sólidos o líquidos, gracias al Plug & Work de Benninghoven es posible reequipar cualquier planta de mezcla asfáltica para producir asfalto de baja temperatura. (Foto: Benninghoven)

Quizás una de las mayores ‘piedras de tope’ en la adopción de nuevas tecnologías, son los altos costos que éstas generalmente involucran. Y si bien el dicho ‘lo barato cuesta caro’, cambiar la mentalidad de los jefes de adquisiciones de equipos no es siempre una tarea sencilla, a pesar de que los números atestigüen las ventajas. De acuerdo con Weller, la experiencia de la empresa “ha demostrado que el costo y el esfuerzo involucrados en la adquisición valen la pena después de unos pocos días en el sitio. Las empresas de construcción, pero también otros actores involucrados, como las plantas mezcladoras, se benefician rápidamente de las mejoras de calidad, las ganancias de eficiencia y una mayor transparencia. Y además, la optimización de procesos suele ser obligatoria de todos modos: muchas licitaciones públicas estipulan documentación de procesos, o incluso logística dinámica y control de máquinas. La digitalización realmente ha despegado en la construcción de carreteras como en otros campos. Las empresas que se incorporan ahora todavía tienen la oportunidad de introducir y adaptar nuevos procesos a su propio ritmo”.

Y ojo. Adoptar nuevas tecnologías no siempre requiere de paquetes completos y gastos inmensos. Es así como las empresas proveedoras ofrecen servicios segmentados y personalizados. En el caso de Wirtgen, ésta ofrece el sistema RoadScan, que monitorea y documenta la temperatura de pavimentación en un área amplia. Si se busca también registrar y analizar datos adicionales, se puede adquirir WITOS Paving Docu, que transfiere los datos en línea directamente al servidor. Si ya se busca un control integral, WITOS Paving Plus permite que todos los procesos, desde la planta mezcladora hasta la pavimentación, se planifiquen, coordinen y optimicen activamente en tiempo real.

Sostenibilidad y construcción de carreteras

La construcción de carreteras que se está llevando a cabo ahora ya está enfocada en la sostenibilidad. En este sentido destaca el primer bono social en América Latina ligado a un proyecto de infraestructuras. Fue la española Sacyr la que llevó a cabo esta primera emisión para su proyecto vial Puerta de Hierro-Cruz del Viso, en Colombia.

Esta emisión de bonos, por un total de US$209 millones está alineada con el Plan Estratégico 2021-2025 de Sacyr, que sitúa la sostenibilidad como piedra angular de las actuaciones de la compañía.

Isidro Garcia Corcoles, de Lintec & Linnhoff. (Foto: Lintec & Linnhoff)

El proyecto, ya finalizado, corresponde a un corredor vial de 198 kilómetros que conecta con los puertos y principales ciudades del Caribe colombiano.

La reducción de emisiones es un factor cada vez más importante para las obras de construcción de carreteras. Las autoridades locales de muchos países imponen límites a las emisiones de CO2 y/o las hacen parte de los requisitos de la licitación.

Un ejemplo lejano a la región, pero que ofrece una visión interesante de hacia dónde los proyectos locales pueden (o deben) dirigirse, es el de Vinci Autoroutes. La compañía recientemente finalizó un proyecto vial de 24 kilómetros en Francia, con inversiones por más de US$600 millones. De estos, US$140 millones se destinaron a la integración ambiental.

Para compensar el impacto ambiental negativo de su construcción, 1.315 hectáreas (13.150.000 m2) de tierra fueron “renaturalizadas” para permitir que florezca la biodiversidad. De hecho, el área ‘renaturalizada’ es aproximadamente cuatro veces mayor que el área cubierta por la carretera, y el desvío en sí incluye 130 pasajes que permiten un cruce seguro para la vida silvestre.

Requisitos

El sistema de control totalmente automatizado de Lintec CDP5001M permite al operador administrar todas las funciones desde el interior de la cabina de control (Foto: Lintec & Linnhoff)

Las emisiones han estado impulsando el desarrollo de máquinas durante los últimos años. Este es un enfoque clave para Benninghoven, y ese compromiso ha generado enormes mejoras en nuestra cartera de productos.

Dentro de los avances de la empresa, está la aplicación de asfalto a baja temperatura, que sin bien no es una novedad -los ensayos del proceso comenzaron en la década del ’90-, dado que el equilibrio de los niveles de CO₂, la conservación de los recursos y la reducción del uso de la energía se han convertido hoy día en el centro de atención de las autoridades de la construcción de carreteras, el asfalto de baja temperatura está en boca de todos.

El asfalto de baja temperatura es una mezcla que necesita una temperatura de producción de entre 110° y 130°. Por el contrario, los asfaltos calientes se producen a un rango de temperatura de entre 140° y 180°; aunque lo más habitual es una temperatura de 160° con betún caliente como ligante. ¿La ventaja? La producción y el procesamiento de las mezclas de baja temperatura pueden llevarse a cabo casi como se haría de la manera convencional.

Según la asociación alemana del asfalto, ya una reducción de la temperatura de tan solo 30 °C supone un ahorro de 0,9 l de fueloil (o un equivalente de combustible) por tonelada de asfalto acabado; por lo que una producción diaria de 2.000 t de mezcla supone un ahorro de 1.800 l de aceite o hasta tres cuartas partes del consumo anual de energía para la calefacción de una vivienda. La reducción de las emisiones de CO₂ es de 6.000 kg al día.

Ganando terreno en la región

Un equipo que está ganando terreno en América Latina es la planta de asfalto continuo Lintec CDP5001M, que gracias a su fácil transporte, alta producción y diseño compacto, está convirtiéndose en una opción popular para los contratistas.

“Los clientes de toda América Latina están mostrando interés en la planta de asfalto CDP5001M; y actualmente tenemos plantas en funcionamiento en Brasil, Guatemala y México entre otros. Los comentarios que recibimos de los clientes es que les gusta su facilidad de configuración, especialmente para proyectos de carreteras a corto plazo o trabajos en los que es necesario movilizarlo con regularidad. Además, debido a que construimos la CDP5001M localmente en Brasil, reduce significativamente los costos de logística para los clientes”, explica Isidro García Corcoles, gerente de ventas para América Latina, España y Portugal de Lintec & Linnhoff.

Un proyecto que recientemente aprovechó la productividad y la eficiencia de la planta de asfalto CDP5001M es una iniciativa para reparar carreteras de asfalto en la ciudad de Guadalajara, México, donde el distribuidor local Tracsa suministró dos plantas para un programa de trabajo de 12 meses.

El programa de carreteras de Guadalajara era relativamente pequeño, por lo que la planta de asfalto CDP5001M aportó el tipo de agilidad y flexibilidad que otras plantas no pueden ofrecer. “Al cliente de este trabajo le encantó lo rápidos que fueron para configurar al principio y empacar al final, así como también la alta calidad y la productividad rentable en el medio”, asegura el ejecutivo.

Muchos OEM están integrando funciones en sus equipos que brindan más datos a los operadores, como Pave Assist de Volvo CE. (Foto: Volvo CE)

Otro proyecto que cuenta con una planta mezcladora continua de asfalto Lintec CDP5001M es el proyecto Carretera Tramo III, en Guatemala. Aquí, la unidad se encuentra trabajando en la etapa Carretera Tramo III, que conecta La Libertad – Río Copón – Asención Copón y San Juan Chactela. Instalada en 2020, la planta está suministrando asfalto de alta calidad para el proyecto durante un período de tres años.

La planta mezcladora de asfalto CDP5001M cuenta con una capacidad de producción de 30 a 50 toneladas de mezcla asfáltica en caliente por hora y está totalmente automatizada, con un sistema de control que permite al operador administrar todas las funciones desde el interior de la cabina de control. También ofrece acceso remoto, para que los administradores puedan monitorear el progreso del proyecto, solucionar problemas y activar las actualizaciones del programa desde una ubicación separada.

Otras características de la CDP5001M son su tambor secador de contraflujo, el quemador automático y un mezclador externo para ayudar a producir una mezcla de asfalto más homogénea.

Camino al futuro

No hay duda de que las fuentes de energía alternativas (ya sea eléctrica, hidrógeno, celdas de combustible u otro) y la autonomía se consideran ampliamente en la industria como dos de los mayores cambios que verá el sector para 2030.

Con respecto a las máquinas autónomas para la construcción vial, la realidad es que podría haber una o dos de estas máquinas operando en un entorno muy específico realizando una tarea muy específica en los próximos años, sin embargo, la adopción masiva consistirá en aumentar los niveles de asistencia en estas máquinas para ayudar a los operadores menos calificados a ser tan efectivos como los operadores calificados.

Este es un punto clave: el mayor beneficio que brinda la autonomía (por el momento, al menos) es brindar asistencia al operador, hacer que los operadores realicen mejor su trabajo. La tan publicitada escasez de habilidades solo hace que esta importancia sea aún mayor.

El rodillo tándem autónomo Robomag BW154 de Bomag fue presentado por primera vez en Bauma 2019. (Foto: Bauma)

Independiente de lo anterior, ya se han expuesto interesantes novedades de equipos autónomos. Presentado por primera vez en la exposición Bauma de Alemania en 2019 como un estudio tecnológico, el prototipo de rodillo tándem autónomo Robomag BW154 de Bomag, es un buen ejemplo. El ‘operador’ de la máquina usa una computadora portátil (o de escritorio) para definir un área que requiere rodar. Una vez completado, el rodillo utiliza sensores GPS para garantizar que permanece dentro del perímetro operativo y funciona de forma autónoma hasta que se compacta toda el área.

Además de cargar los parámetros de la geocerca, el operador simplemente selecciona el espesor de capa requerido. La tecnología integrada de Bomag (Asphalt Manager) mide la rigidez del material y ajusta la amplitud de acuerdo con la rigidez del material para lograr una compactación óptima con menos pasadas por punto para lograr los resultados deseados.

Una de las cosas clave con la inteligencia artificial, que potencia la automatización, es que cuanto más decisiones toman las máquinas autónomas y el software, cuanto más datos obtienen y más inteligentes se vuelven. Esto significa que, en el futuro, todo el proceso de construcción de carreteras, desde la presentación inicial de la oferta, podría automatizarse.

Sky Mirror (Foto: XCMG) XCMG ha lanzado una nueva serie de productos bajo la marca ‘Sky Mirror’, que se centran en el campo de la construcción de pavimentos de asfalto de alta calidad. Las cinco categorías de productos en las que la marca lanzará equipos son: planta de asfalto, fresadora, niveladora, pavimentadora y rodillos. Sky Mirror tiene como objetivo facilitar la construcción y el mantenimiento de carreteras de alto grado con soluciones y productos empaquetados, que cubren la tecnología de flotas de construcción no tripuladas para hacer que los entornos de trabajo sean más seguros y reducir los costos de mano de obra y el tiempo de construcción. Según XCMG, la marca se centra en “cubrir el conjunto completo de carreteras de alto grado, construcción no tripulada”.

Pavimentadora ‘para llevar’ Su tolva tiene una capacidad de 1,4 m3 y alimenta automáticamente a un sinfín de 200 mm. (Foto: Mazio) No todos los proyectos viales son grandes y nuevas estructuras. Parte fundamental es la mantención adecuada que se haga de ella. En este sentido Mazio destaca su pavimentadora montada sobre minicargadores, la que de acuerdo con la marca es ideal para parchado de asfalto y pavimentación de carreteras, caminos, senderos para bicicletas, estacionamientos, entradas de vehículos y zanjas de servicios públicos. Su tolva tiene una capacidad de 1,4 m3, la que recibe el material de asfalto directamente del camión de acarreo, lo que permite la carga frontal o lateral, y lo alimenta automáticamente a un sinfín de 200 mm, permitiendo un ancho de pavimentación de hasta 1,9 metros a una velocidad de 25 metros por minuto. La SKID se puede instalar en cualquier tipo de cargador de dirección deslizante ISO 24410. La unidad trabaja con mezcla asfáltica en caliente o en frío, pavimentando espesores de asfalto de 5 cm a 25 cm. Los calentadores de gas propano líquido mantienen el material a 140°. La pavimentadora SKID de 711 kg cuenta con una placa adaptadora, una caja de panel de control y un control remoto, un sinfín de alimentación, un sistema de nivelación automática, un sistema de calentamiento de la regla y un vibrador opcional. La tolva se abre en dos anchos para mayor versatilidad y se pliega por completo para facilitar el transporte. La máquina también esparce arena, grava y piedras, y concreto en capas planas, lo que aumenta su versatilidad en el lugar de trabajo.