Vialidad invernal eficiente

En los últimos años se han reducido las inversiones en el sector de la explotación y conservación  de carreteras. En este artículo, que es una síntesis de la ponencia premiada en el XIV Congreso Internacional de Vialidad invernal Andorra 2014, se explica cómo se puede ser más eficiente y optimizar más los recursos disponibles. La coyuntura actual de crisis económica general en España, ha propiciado que se hayan reducido, en gran medida,  las inversiones al sector de explotación y mantenimiento carreteras. Las necesidades actuales, hacen que los niveles de calidad y servicio, así como las condiciones de seguridad, fluidez y comodidad en las carreteras sean muy exigentes, lo cual conlleva a una gestión eficiente y optimización de los recursos disponibles. Para ello habrá que tener en cuenta también un específico manual de diseño de carreteras. Dentro de las actividades de conservación de carreteras se encuentran las actividades de ayuda a la vialidad, siendo la actividad más importante en cuanto a recursos económicos y materiales: la vialidad invernal.

Para lograr los objetivos de ajustes presupuestarios es necesario trabajar y potenciar la eficiencia y optimización de recursos en los aspectos que se detallan a continuación:

METEOROLOGÍA

Para programar adecuadamente los trabajos de vialidad invernal es fundamental disponer de una predicción meteorológica precisa y ajustada al ámbito local de cada Centro de Conservación. Ello permitirá optimizar el empleo de los recursos disponibles de vialidad invernal. Para ello es fundamental disponer de estaciones meteorológicas locales dotadas de sensores de calzada. Además se deberá disponer de una formación suficiente para interpretar los datos meteorológicos registrados por las estaciones meteorológicas así como un conocimiento del clima local.

Como apoyo a todo lo anterior, debe ser objeto de análisis la contratación de servicios meteorológicos privados que faciliten información detallada de ámbito local así como el asesoramiento de meteorólogos de guardia, que en tiempo y forma  permita programar los trabajos de vialidad invernal adecuados.

Respecto a este ámbito de trabajo de la meteorología aplicada a la vialidad invernal, hay muchos campos que desarrollar, como pueden ser los siguientes:

• Desarrollo de sensores de salinidad continuos equipados sobre vehículos con software de recogida y transmisión de datos en tiempo real.

• Integración de equipos y sistemas con los que se encuentran dotados los distintos sectores de carreteras, como pueden ser estaciones meteorológicas, sensores inteligentes de asfalto, estaciones meteorológicas móviles, registros históricos de datos meteorológicos locales, etc…

• Desarrollo de herramientas que integren los distintos equipos y sistemas existentes, modelos y predicciones meteorológicas, información de salinidad existente en la calzada y que permitan optimizar la toma de decisiones para la planificación de tratamientos preventivos con las necesidades reales de la carretera.

La obtención de unas herramientas potentes de apoyo en la planificación de los tratamientos preventivos proporcionará las siguientes ventajas:

• Reducción general de costes.

• Seguridad en la toma de decisiones.

• Planificación de tratamientos preventivos adecuados a las circunstancias reales.

Por otro lado, se considera necesario, con carácter previo a los puntos anteriores, adoptar unos criterios objetivos, adecuados y eficientes, que establezcan bajo qué condiciones, deben realizarse los tratamientos, principalmente los tratamientos preventivos.

Analizaremos para ello un caso real como es el tratamiento que se da en España a las actuaciones de vialidad invernal en los contratos de autovías de primera generación, en concreto, al tramo de la A-31 (Madrid – Alicante) entre los ppkk 29,8 y 124,0, con una longitud de 94,2 km. El nivel de exigencia de la Administración General del Estado, en cuanto a vialidad invernal se refiere, es muy alto, priorizando la seguridad vial.

Para ello, se define en los citados contratos un indicador de calidad y servicio, denominado I17 “Vialidad Invernal“, en el cual se establecen los siguientes umbrales:

• Placas de hielo: ninguna. En caso de incumplimiento, además de la penalidad se incurrirá en falta grave con opción a rescisión del contrato.
• Porcentaje (%) de longitud con tratamiento de sal aplicado con temperatura ambiente real o prevista inferior a 2 ºC: 100 %. En caso de incumplimiento, además de la penalidad se incurrirá en falta grave con opción a rescisión del contrato.

Como vemos en el extracto del indicador, el único criterio preestablecido por la Administración para decidir, si se debe o no realizar un tratamiento preventivo, es el de la temperatura, real o prevista. Este último detalle es importante, ya que para un tramo como el que nos ocupa (próximo  a los 100km de longitud), debe actuarse con varias horas de antelación, respecto a la hora prevista de temperatura inferior a 2 ºC.

Mediante el tratamiento preventivo, se pretende hacer frente a fenómenos que afecten a la calzada y consecuentemente, a los usuarios de la vía. Estos fenómenos son, principalmente, la helada y la precipitación en forma de nieve.

Nos centraremos en la helada.

La helada es un fenómeno climático que consiste en un descenso de la temperatura ambiente a niveles inferiores al punto de congelación del agua y hace que el agua o el vapor que está en el aire se congele depositándose en forma de hielo en las superficies. Más precisamente, la Organización Meteorológica Mundial habla de helada en el suelo, en referencia a diversos tipos de cobertura de hielo sobre el suelo, producidas por la deposición directa del vapor de agua.

Por lo tanto, para que se produzca hielo, debe haber agua, bien en forma líquida, por precipitación (lluvia o nieve) o bien en forma de vapor de agua, combinado con temperatura adecuada al proceso de helada.

El punto de congelación del agua, como bien es sabido, se sitúa en 0 ºC para el agua pura, por lo que podríamos considerar que el indicador establece un “margen de seguridad” de 2 ºC para realizar los tratamientos preventivos frente a la helada.

Pero para la formación de hielo, además de la condición de temperatura, es necesario que se de una segunda condición, y ésta es que la humedad relativa del aire sea superior al 60%. Este es el límite para la formación de escarcha, que podría considerarse como el primer estadio del proceso de formación del hielo.

Relacionado con la humedad relativa, y tal vez más intuitivo, es el concepto de temperatura de rocío, que es la temperatura a la que empieza a condensar el vapor de agua contenido en el aire, produciendo rocío, niebla o si la temperatura es a su vez inferior a 0ºC, escarcha o hielo.

Sin embargo, en los umbrales del indicador que hemos visto, no se tiene en cuenta este factor, a pesar de ser una condición necesaria para la formación de hielo.

Los sistemas actuales de predicción meteorológica se pueden considerar que presentan un grado elevado de precisión. En el tramo que estamos estudiando, la sociedad concesionaria dispone de tres estaciones meteorológicas.

En la campaña de vialidad invernal 2012-2013, de los 70 días que la Agencia Estatal de meteorología predijo que la temperatura sería inferior a 2 ºC, en 62 días se registró tal temperatura (< 2 ºC). En los 8 restantes, se registraron temperaturas superiores. Si bien por otro lado, 8 días se registraron temperaturas inferiores a 2 ºC que no habían sido previstas por AEMET. Es decir, prácticamente el 90% de las previsiones se cumplieron.

Por otro lado, en esos mismos 70 días, en 60 de ellos la humedad relativa del aire fue superior al 60%, por lo que en 10 de ellos, no se daban condiciones ni siquiera para la formación de escarcha. De lo expuesto en los apartados anteriores, se concluyen dos modificaciones de los criterios de actuación, que representan una clara mejora de la eficiencia:

• Reducir el umbral de temperatura para los tratamientos preventivos dada la precisión actual en los sistemas de predicción meteorológica, pasando de 2 ºC a 1 ºC. Para los datos de la campaña de vialidad invernal analizados, se habría pasado de los 70 días previstos a 60 días, reduciéndose por lo tanto un 15% los tratamientos preventivos.
• Incorporar al umbral de temperatura la humedad relativa del aire, de tal forma que el criterio no sea exclusivo de temperatura, sino combinado, estableciéndose la obligatoriedad de realizar un tratamiento preventivo cuando la temperatura (real o prevista) sea inferior a 1 ºC y la humedad relativa superior al 60%. Volviendo a la campaña analizada, los criterios combinados de temperatura y humedad relativa, habrían supuesto actuar 51 días, frente a los 70 previstos, lo que supone una reducción de un 27% sobre los tratamientos previstos.

PERSONAL. FORMACIÓN Y ORGANIZACIÓN

La formación del personal debe enfocarse al aprendizaje de una conducción eficiente que permita ahorrar combustible, alargue la vida útil de la maquinaria y sus componentes y se optimicen los tiempos empleados en desplazamientos, cambios de turno, repostajes, recargas, etc…

La evolución tecnológica ocurrida durante los últimos años, ha modificado en gran medida el diseño de los vehículos y ha permitido la introducción de importantes modificaciones en el motor y en los distintos sistemas destinados a aumentar su rendimiento, reduciendo su consumo de carburante y sus emisiones.

Estas mejoras tecnológicas demandan del conductor un nuevo estilo de conducción acorde con ellas y que aproveche las ventajas que proporcionan.

La conducción eficiente ofrece las siguientes ventajas:

• Ahorro de combustible.
• Menores costes de mantenimiento.
• Reducción de la contaminación ambiental.

La vialidad invernal está sustentada en la conducción de camiones muy potentes equipados de máquinas quitanieves. Es por ello, que para conseguir los objetivos anteriores, los operarios conductores deben recibir formación continua en el sentido de la conducción eficiente a través de formadores especializados en el tema.

Un factor muy importante a tener en cuenta es la actitud del conductor. La conducción de un camión quitanieves comporta una elevada carga de responsabilidad, por tanto, se requiere una actitud resuelta, decidida y basada en una serie de directrices a considerar:

• Prever las situaciones peligrosas y anticipar a tiempo las maniobras a ejecutar, para evitar verse involucrado en maniobras comprometidas.
• Conocer las alternativas disponibles para solucionar una maniobra, y tener la capacidad para discernir cual de ellas es la más adecuada.
• Evitar comportamientos arriesgados que pudieran generar situaciones de riesgo para los usuarios de la vía.

Con la práctica de una conducción eficiente se logran ahorros de carburante de más del 30% respecto a una conducción agresiva.

Por otro lado, se deben optimizar los recorridos de las máquinas quitanieves en las operaciones de vialidad invernal, sobretodo en los tratamientos preventivos, para evitar realizar desplazamientos innecesarios, que además del sobrecoste económico, conllevan también pérdidas de tiempo, muy importantes cuando estamos realizando operaciones de vialidad invernal en condiciones extremas.

Es por ello que desde los Centros de Conservación Españoles se debe trabajar en este sentido, optimizando al máximo los recorridos realizados por los equipos quitanieves. Para ello, una posible solución es preparar una hoja de ruta personaliza por equipo quitanieves, en la que se especifique lo siguiente:

• Ruta a realizar, incluyendo puntos de cambio de sentido, vías de servicio, enlaces, ramales, etc…
• Trabajos previstos realizar.
• Velocidad del vehículo ya sea en desplazamiento o en tratamiento de calzada.
• Fundentes y dotaciones empleadas.
• Puntos de parada y espera.
• Puntos de repostaje.
• Puntos de recarga de fundente.
• Puntos de cambio de cuchillas.

Puesto que la mayoría de los Centros de Conservación cuentan con un sistema de gestión de flotas GPS, se deberán analizar las rutas realizadas por los equipos quitanieves, para ver el nivel de cumplimiento de la hoja de ruta planificada, y en su caso corregir las desviaciones observadas, con el objetivo de optimizar al máximo los recorridos

MAQUINARIA

La tendencia actual en España es realizar los tratamientos preventivos y curativos (en algunas circunstancias), con salmuera de cloruro sódico, debido a la mayor eficacia de estos tratamientos y el menor consumo de fundentes. Es por ello que los Centros de Conservación Españoles deben equiparse de maquinaria adecuada para optimizar estos trabajos, como es disponer de plantas de salmuera de alta producción y almacenaje de salmuera suficiente para abastecer a los camiones quitanieves en condiciones extremas. De igual forma, los Centros de Conservación deben tender a equiparse con extendedoras de salmuera y extendedoras tipo “combi” (salmuera+fundentes sólidos), que permiten alternar con una misma máquina distintos tratamientos ya sean de salmuera, fundentes sólidos o vía húmeda.

La diversidad que presentan los distintos sectores de conservación, en cuanto a características de tipos de carreteras, firmes, trazado, altimetría, variables meteorológicas, hace que la tendencia futura, buscando la eficiencia para presupuestos restringidos, sea la de disponer de extendedores de fundentes multifuncionales que permitan adaptar los distintos tratamientos de la calzada a las circunstancias puntuales de la carretera.

Por tanto, en base a las características de cada sector de carreteras, se deberá dotar de los medios de vialidad invernal correspondiente, aunque la tendencia debe ser disponer de equipos multifuncionales, que permitan optimizar el empleo de fundentes cualitativa y cuantitativamente, presentando las siguientes ventajas:

• Ahorro de fundentes.
• Ahorro de combustibles.
• Reducción de costes medioambientales.
• Mayor eficiencia en el tratamiento.

Por otro lado, resulta de gran importancia realizar un calibrado de los equipos de extendido de fundente, con objeto de corregir las posibles desviaciones en cuanto a dotaciones de fundentes y anchos de extendido.

De igual forma debe ser objeto de análisis el tipo de cuchilla quitanieves empleado, (aceros, sintéticos tipo “vulkollan”, caucho, neopreno, cerámicos, etc…), y disponer de los tipos de cuchillas en cada Centro de Conservación que mejor se adapte a los tipos de firme existentes, espesores de nieve, tipos de nieve, etc…, ya que ello permitirá optimizar los trabajos, reducir tiempos empleados, y reducir consumos de combustible.

FUNDENTES

En España los tipos de fundentes generalmente empleados son el cloruro sódico (NaCl) y para ciertas condiciones extremas el cloruro cálcico (Cl₂Ca).

La utilización en España de estos fundentes frente a otros como las Ureas y Acetatos, es debida a los siguientes factores:

• Precio muy competitivo.
• Suministro y disponibilidad garantizada.
• Afección al medioambiente razonable.

Es muy importante que los Centros de Conservación dispongan de almacenes idóneos para fundentes, así como realizar un tratamiento adecuado de los mismos que permita que los fundentes sobrantes de una campaña puedan ser utilizados en la siguiente.

Por todos es sabido que el cloruro sódico (principal fundente empleado) sobrante de una campaña, sometido a las condiciones meteorológicas estivales, pierde sus propiedades en cuanto a humedad se refiere, endureciéndose, y formando costra en algunos casos de gran espesor. Removida esta costra el cloruro sódico queda aterronado, lo cual puede provocar importantes problemas a la hora de ser utilizado como fundente ya que genera atascos y averías en los extendedores.

El desechar el cloruro sódico sobrante de una campaña supone un coste económico muy alto, y el uso del cloruro sódico sobrante de una campaña en la siguiente, sin estar en condiciones adecuadas puede conllevar problemas muy importantes durante el desarrollo de las operaciones de vialidad invernal.

En este marco presupuestario restringido, los Centros de Conservación Españoles deben buscar la optimización de los recursos. Para ello, el cloruro sódico sobrante de una campaña debe ser tratado adecuadamente antes del comienzo de la campaña siguiente.

Es importante la optimización de la recogida de pérdidas de NaCl, ya sea del propio tratamiento de los acopios de fundentes, zonas de carga de los equipos quitanieves, zonas de limpieza de la maquinaria, aguas contaminadas, etc…

Estos restos pueden ser almacenados en piscinas de evaporación, y mediante un filtrado, pueden ser reutilizados como fundentes o para la fabricación de salmueras.

Para optimizar el empleo de fundente en los tratamientos preventivos, apoyándose en los medios tecnológicos actuales, se debe tender a ajustar el margen de seguridad establecido entre empleo de fundente empleado y seguridad vial, quedando garantizada siempre ésta.

Autor: Diego Herreros Laguía

(Ingeniero Técnico de Obras Públicas e Ingeniero Civil)

Profesor de la 3ª edición de Maestria en carreteras.

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