La primera carretera formal en México fue construida en 1926, con una longitud de 120 km entre la Ciudad de México y la de Puebla. Setenta y ocho años después, México cuenta con una longitud total de 330, 000 km de caminos, infraestructura que cubre autopistas de altas especificaciones, red federal, carreteras estatales y caminos rurales, lográndose en ese período, una comunicación entre poblaciones que satisface en mucho las necesidades del país, pero se requiere aún más.

Lo anterior refleja dos importantes aspectos: el primero, que el país cuente a la fecha con una infraestructura de comunicación terrestre sumamente importante y con un alto costo de inversión, producto del esfuerzo de todos los mexicanos, constituye un patrimonio que se debe conservar o mantener para beneficio de los usuarios y del país. El segundo aspecto se refiere a la ingeniería mexicana y sus técnicos, pues en su época, haber logrado diseñar, construir y mantener en condiciones adecuadas la red total de carreteras, proporcionando un servicio razonable al transporte, constituye un logro importante para los mismos.

Se enfatiza lo anterior al constatar que existen carreteras con edades de 50, 60 y hasta 78 años, que ya cumplieron con el fin de su vida útil, que usualmente es de 20 años para pavimentos asfálticos y de 30 años para los de concreto hidráulico, y que gracias a la ingeniería mexicana, han duplicado y triplicado su vida útil, dando un servicio razonable aún en las condiciones actuales. Se pueden  mencionar algunos ejemplos, como la carretera federal libre México-Puebla, que con algunas modificaciones en su proyecto geométrico y una adecuada conservación con refuerzos estructurales y sobrecarpetas asfálticas, a la fecha está cumpliendo casi 80 años de servicio. La primera autopista en México, que une la Cd. de México con Cuernavaca, construida en 1952, también con algunas modernizaciones, presta un excelente servicio 52 años después. Las autopistas México – Puebla y México – Querétaro, hace tiempo que cumplieron los 20 años de su vida útil para la que fueron diseñadas y con algunas acciones de reconstrucción, refuerzos y modernización, han prestado un servicio eficiente los últimos 40 años.

Es importante hacer notar, el esfuerzo y mérito de los ingenieros camineros que proyectaron, construyeron y dieron mantenimiento a las carreteras del siglo pasado. Ellos merecen un aplauso y reconocimiento público por la labor que desempeñaron, pues esas obras han demostrado con el tiempo que se ha cumplido sobradamente con sus objetivos. Sin embargo, se resalta que esa red funcionó adecuadamente para esa época, esto es, las condiciones de México y su transporte en los años 30’s, 50’s, 70’s y 80’s.

La situación del transporte carretero a partir de los 90’s cambió drásticamente y nos debe concientizar de lo que requiere el país actualmente y en los años venideros, por lo que se estima prioritario que los ingenieros mexicanos especializados en vías terrestres, deben realizar un cambio de mentalidad urgente, haciendo uso primero de su experiencia, luego de su creatividad y, por último, aprovechar al máximo las nuevas tecnologías y materiales, que producto de la investigación, reflejen una calidad, comportamiento y duración acordes al transporte en todo México.

En el siglo pasado, el diseño de los pavimentos para carreteras que se basaba en normatividad empírica, resolvía el diseño del espesor total del pavimento solo con dos variables: el flujo de tránsito total, que manejaba hasta 2000 vehículos diarios, y el Valor Relativo de Soporte (CBR) de la capa subrasante. Con la experiencia de los ingenieros proyectistas y constructores, ese espesor total se subdividía en las capas de subbase, base y de rodamiento. Tal metodología permaneció por muchos años y funcionó adecuadamente para las condiciones entonces imperantes. Conforme México avanzó económicamente, el transporte terrestre creció, tanto en flujo como en pesos y dimensiones del transporte de carga, lo que repercutió en investigaciones del Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), para la entonces Secretaría de Obras Públicas, desarrollando métodos de diseño empíricos que también funcionaron bien para su época y condiciones.

La realidad del México actual y lo que se espera en el futuro, han provocado modificaciones significantes, tanto en los métodos de diseño como en la calidad de los materiales, así como en los procedimientos de construcción y las metodologías para evaluar y conservar las estructuras de los pavimentos que conforman las vías terrestres, lo cual está funcionando para el transporte en México en los años presentes.

Sin embargo, debido a la globalización mundial, en el caso de México por la influencia del Tratado de Libre Comercio entre Estados Unidos y Canadá, se ha visto que el transporte terrestre que mueve y moverá mercancías y pasajeros a lo largo y ancho de los tres países involucrados, debe cambiar aún más la mentalidad de los ingenieros involucrados en vías terrestres. Para entender lo anterior, se citan algunas cifras de estadísticas reales:

-          Existen en el país un gran número de ejes troncales o corredores de transporte, que exceden en mucho los pronósticos originales de diseño de las carreteras y sus tasas de crecimiento. Es común encontrarse hoy carreteras o ejes, que mueven flujos de 20, 30, 40 y más de 50,000 vehículos diarios en ambas direcciones y en casos frecuentes, se encuentran porcentajes de vehículos pesados de carga de hasta el 40%. ¿Qué significa todo esto en términos técnicos para diseño, construcción y conservación de vías terrestres que soporten las condiciones antes citadas?

-          En investigaciones en proceso del Instituto Mexicano del Transporte (IMT), en los casos específicos de los Corredores México – Nuevo Laredo, Manzanillo – Tampico y Acapulco – Matamoros, se están realizando cálculos con los tránsitos reales actuales en 2003 y 2004, encontrándose resultados, que con tasas de crecimiento modestas, acumulan en 20 años “ejes equivalentes estándar” que rebasan los 80 y hasta 90 millones de ejes. Estas cifras traducidas al castellano, impactan a los proyectistas y diseñadores más intrépidos, pues las metodologías actuales, a nivel nacional y a nivel mundial, tanto métodos empíricos como métodos modernos mecanicistas, no soportan el cálculo de esas cifras millonarias, aún contando con suelos de cimentación resistentes. ¿Qué hacer entonces para enfrentar tal reto?

En el IMT, en especial el grupo de investigadores de la Coordinación de Infraestructura, tienen el convencimiento fundado, tanto por experiencias propias de investigación, por múltiples pruebas experimentales con diferentes materiales, así como en consulta e investigación de resultados de otras instituciones internacionales, de considerar para una prospectiva de las vías terrestres, en específico para las carreteras, los siguientes puntos fundamentales:

1. Recursos económicos

En virtud de las restricciones presupuestales que históricamente se han tenido y probablemente se tendrán en el corto plazo, es muy importante la optimización de costos, que involucran desde la decisión de qué tipo de pavimento conviene para una carretera, el costo inicial de construcción que erogará el gobierno o concesionario de tal vía, con recursos obtenidos por ingresos de impuestos o préstamos de organismos nacionales e internacionales, así como los recursos que vayan a destinarse a la conservación de las vías en cuestión, por lo que se recomienda un “enfoque integral”, que estudie todos los costos para llegar al óptimo, donde se ahorren recursos a lo largo de la vida útil de la carretera, se consideren los costos finales de operación de los usuarios y sus repercusiones en la rentabilidad de la obra y los efectos beneficio – costo.

2. Marco legal

Debe revisarse y modificarse racionalmente la Ley de Obras Públicas, en los aspectos que forzan a otorgar el contrato a la oferta más barata, situación que ha repercutido en algunas obras inconclusas, con muchos retrasos en la ejecución o en el mejor de los casos, que se terminen pero con pobre calidad. Son situaciones que repercuten en una menor duración de la obra de infraestructura, en sobrecostos de acciones de mantenimiento más frecuente y sobrecostos de operación de los usuarios, influyendo drásticamente en los costos finales del transporte y, por ende, en la economía y crecimiento del país: “lo barato, sale caro”.

3. Investigación y normativa

Es muy importante la investigación de nuevos materiales con mejores características de comportamiento y duración. No es lo mismo la normatividad, materiales y características de las carreteras y condiciones del transporte en el siglo pasado, a las que ahora se tienen y seguramente se tendrán en el futuro inmediato. En la actualidad se requieren y se disponen de mejores asfaltos que los que había antaño. Aún así, Petróleos Mexicanos (PEMEX) debería producir un abanico mayor de productos asfálticos, como por ejemplo AC-30 y AC-40, que todavía no se producen en México, con especificaciones particulares para ciertas regiones del país, donde los pavimentos son sujetos a altas concentraciones, grandes pesos de vehículos y climas extremosos. Hasta la fecha, no se dispone de esos asfaltos que ya existen en otros países. Igualmente, el tipo y calidad de agregado pétreo para diseñar y fabricar las mezclas asfálticas adecuadas, requieren de una nueva normatividad más estricta, para garantizar mejor calidad en los materiales componentes que así puedan convertirse en materiales más durables, que proporcionen un servicio más cómodo y eficiente a los usuarios del transporte terrestre, minimizándose a su vez los sobrecostos de mantenimiento y de operación, para así poder ofrecer un transporte competitivo.

Existen ya corredores terrestres sujetos a cifras muy elevadas de flujos en ambas direcciones, porcentajes de vehículos pesados muy altos y concentraciones con repeticiones de carga significativas, además de climas extremosos, que en definitiva, requieren de soluciones terminales para eliminar de raíz sus males. Esto es, reconstrucción total con reciclado del asfalto fatigado para usarse como base negra estabilizada y resistente, así como el uso de pavimentos de concreto hidráulico robustos, diseños de mezclas asfálticas con metodologías SUPERPAVE (SUperior PERforming asphalt PAVEments) y asfaltos con polímeros o aditivos que mejoren la duración y el comportamiento.

Lo anterior, seguramente representa costos más elevados de construcción inicial, pero ciertas carreteras realmente lo necesitan, para así reducir los costos de conservación y de operación.

4. Diseño y evaluación

Con el objeto de mejorar los diseños de estructuras de pavimentos para nuevas carreteras, mejorar la calidad de los materiales que repercutan en obras de vías terrestres con mejor comportamiento y mayor vida útil de las carreteras, ahorrando sobrecostos de mantenimiento y de operación a los usuarios, el Instituto Mexicano del Transporte tiene en curso algunos trabajos de investigación, que seguramente lograrán los beneficios requeridos en el sector Transporte.

A.     Caracterización de Materiales por el Módulo de Resiliencia para Optimizar Métodos de Diseño. De acuerdo a los métodos modernos de diseño a nivel mundial, tanto empíricos como mecanicistas, es fundamental conocer el Módulo de Resiliencia de los materiales que componen las diferentes capas de un pavimento. Para lo anterior, el IMT realiza mucha experimentación con el equipo triaxial cíclico, con el objeto de conocer y caracterizar diferentes materiales, mismos que servirán para la generación de anteproyectos para la actualización de Normas de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), tanto para construcción, como para rehabilitación de carreteras. Tales valores también servirán para culminar otro proyecto que se está llevando para la SCT, sobre un Manual o Catálogo de Diseño de Pavimentos, para las condiciones 100% mexicanas.

B.    El Modelo de Gestión HDM-4 (The Highway Design and Maintenance Standards Model, Versión 4) del Banco Mundial. La Coordinación de Infraestructura del IMT lleva a cabo dos proyectos de investigación para conocer y calibrar al detalle el uso de tal herramienta, en especial para realizar análisis de sensibilidad, tanto al submodelo de efectos ambientales, como a los submodelos de deterioros y costos de operación. El fin de lo anterior, es identificar los parámetros más significativos para las condiciones mexicanas, que permitan su aplicación en el Sector Transportes, ya en uso en el área de conservación de carreteras.

C.    Diseño de Mezclas Asfálticas con Tecnología SUPERPAVE. Como producto de la experimentación de 5 años del programa SHRP (Strategic Highway Research Program) en los Estados Unidos de América (EUA), se generó una nueva tecnología para diseño de mezclas asfálticas, para un mejor comportamiento y mayor duración, denominada SUPERPAVE, lo que ha requerido de nueva normatividad y más experimentación en el largo plazo. En EUA varios estados ya han iniciado la construcción de carreteras con tal tecnología. El IMT adquirió recientemente equipamiento moderno y ha realizado investigaciones para comparar resultados con metodologías tradicionales, como la Marshall, obteniéndose buenos resultados en principio. Sin embargo, hacen falta más pruebas en tramos reales de carretera, para comprobar el comportamiento real, tanto del tránsito, como del clima, en condiciones mexicanas.

Como resultado de los experimentos a escala real que el organismo AASHO, actualmente AASHTO (American Association of State and Highway Transportation Officials) realizó durante los años 50’s y 60’s en el estado de Illinois, Estados Unidos de América, se implantaron una serie de criterios y procedimientos para el diseño, la evaluación y seguimiento del comportamiento de los pavimentos rígidos y flexibles en carreteras. Los estudios y pruebas realizados, sirvieron de base para muchas de las metodologías vigentes, tanto para el diseño, como para la construcción, conservación y evaluación del comportamiento en el corto, mediano y largo plazos de estos pavimentos. México adoptó mucho de esas tecnologías.

D.    Evaluación. Es un hecho que la globalización en la que el mundo está inmerso, junto con el crecimiento demográfico de los países y las necesidades de comunicación, comercio, servicios, etc., así como la infraestructura carretera existente a principios de este siglo, cambian por completo el panorama descrito al inicio de este trabajo. En el caso específico de México, la red total de infraestructura carretera alcanza los 330 mil kilómetros, entre carreteras de altas especificaciones o autopistas, red federal, estatal y rural. Si a ello se le agregan los grandes flujos vehiculares registrados y futuros sobre esa red, los nuevos pesos y dimensiones de los vehículos de carga y de pasajeros (parámetros que se han incrementado a cifras inimaginables), forzosamente se debe tender a cambios radicales en tecnología, materiales, procedimientos de construcción, metodologías de diseño y evaluación, conservación, etc. Por ello, se considera imprescindible introducir modificaciones de fondo, desde la mentalidad de los nuevos ingenieros, los sistemas o planes educativos, hasta los equipos de medición y, por supuesto, la normatividad sobre estos temas.

En el caso especifico aquí tratado, y por lo que se refiere a los equipos de medición de alto desempeño empleados en la evaluación de pavimentos, tanto rígidos de concreto hidráulico como flexibles de concreto asfáltico, utilizados en carreteras y aeropuertos, es condición indispensable registrar elementos que permitan que la evaluación sea precisa y acorde a las solicitaciones del transporte moderno, situación que vale tanto para el presente como para el futuro del transporte.

A principios de los 90´s y con la implantación obligatoria de Sistemas de Administración de Pavimentos para manejar eficientemente las acciones y presupuestos destinados a la conservación de carreteras, países como Estados Unidos de América, Francia, Inglaterra, España y Suiza, se vieron involucrados en diseñar y utilizar una serie de equipos con tecnología de punta, para ya no “sentir” la calidad del pavimento y en cambio “medir” con precisión, con equipos que operan sin interrumpir el flujo vehicular, parámetros muy importantes que evalúan tanto la condición superficial como la condición estructural del pavimento bajo análisis.

Dentro del estado del arte de la materia en estudio, los llamados equipos automatizados de medición de deterioros, de alta precisión, alta tecnología y no destructivos, permiten realizar esta labor acorde al transporte presente y futuro. A continuación, se muestran los parámetros definidos actualmente para medir y calificar el estado de los pavimentos, identificados por el tipo de condición a analizar: superficial o estructural. Junto con estos parámetros se listan los equipos o métodos utilizados para su medición.

Parámetros a determinar:

5. Acciones a realizar

Tanto en el IMT como en la SCT, se están tomando medidas para el cambio de mentalidad y el establecimiento de metodologías adecuadas para contar en el presente y futuro con infraestructura carretera de calidad y con tecnologías acordes a los requerimientos del transporte moderno.

Equipo a utilizar:

Nota: Los números y las letras en mayúsculas indican los equipos o métodos utilizados para la medición de los diferentes parámetros, según la condición a analizar.

Debido a lo anterior, varios proyectos de investigación han sido desarrollados y están en curso otros, que involucran lo descrito en este trabajo. Por parte de la SCT, ya se inició la adquisición de equipos modernos y la capacitación del personal, para lograr evaluaciones y diagnósticos de pavimentos carreteros y aeroportuarios de mejor calidad, mayor eficiencia y con los objetivos principales de optimizar costos de mantenimiento y minimizar los costos de operación del transporte a nivel nacional, y de esta manera, ser competitivos dentro de la globalización de mercados, contribuyendo al incremento de los beneficios directos e indirectos de la economía nacional.

Rodolfo TÉLLEZ GUTIÉRREZ
Sandra TORRAS ORTIZ
Octavio RASCÓN CHÁVEZ