LAS CARRETERAS SOSTENIBLES Y SU IMPORTANCIA EN EL FUTURO DE LA INDUSTRIA DE CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS

Ricardo Buzo1, Ignacio Cremades2

1 SURFAX, S.A. de C.V., Zapopan, México, ricardo.buzo@surfax.com.mx

2 SURFAX, S.A. de C.V., Zapopan, México, ignacio.cremades@surfax.com.mx

Resumen

Los informes presentados por el Grupo Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático (IPCC) no nos dejan lugar a duda, nos enfrentamos a una Emergencia Climática, donde el objetivo de 1.5°C de incremento de la temperatura global por encima de los niveles pre-industriales que se fijó por el Acuerdo de París, se alcanzará en la década de 2030 a 2040. Este incremento de la temperatura global tendrá efectos climáticos adversos para los diferentes ecosistemas, principalmente para el marino. ¿Cómo está enfrentando la industria de Construcción de Carreteras esta Emergencia Climática? Es objetivo de este artículo hacer un planteamiento de la gravedad de la emergencia climática y de la necesidad de replantear nuestras prioridades en la planeación, construcción y gestión de carreteras con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, reducir los costos de ciclo de vida, e implementar la evaluación ambiental del ciclo de vida. Se analiza también la necesidad de incluir desde la planeación de los proyectos de construcción y conservación de carreteras, las predicciones de las variaciones del clima esperadas como efecto del calentamiento global. La selección de la tecnología de pavimentación y de las estrategias de gestión de carreteras tienen un impacto ambiental, y es necesario conocerlos y medirlos, para elegir aquellas que minimicen los impactos. En este artículo, se analizan de manera general los factores que más contribuyen a reducir el impacto ambiental (evaluación ambiental del ciclo de vida), y con ejemplos simplificados, se muestra el efecto que el incremento de la durabilidad tiene en la reducción de los costos ambientales. También se hace énfasis en la importancia de la innovación y del aseguramiento de la calidad de los materiales de construcción y de los procedimientos constructivos en la reducción de los costos ambientales en la construcción de carreteras.

Palabras Clave: Cambio Climático, Sostenibilidad, Carreteras Sostenibles, Costos de Ciclo de vida, Evaluación ambiental del ciclo de vida.

1 El cambio climático global es una realidad.

Según el último informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), publicado el 9 de agosto de 2021, los científicos están observando cambios en el clima de la Tierra en todas las regiones y en el sistema climático en su conjunto. Muchos de los cambios observados en el clima no tienen precedentes en miles, sino en cientos de miles de años, y algunos de los cambios que ya se están produciendo, sobre todo, los cambios relacionados con los ecosistemas marinos, el nivel del mar, la acidificación y desoxigenación de la superficie de los mares, así como la pérdida de hielo a nivel global, no se podrán revertir hasta dentro de varios siglos o milenios.

     Sin embargo, una reducción sustancial y sostenida de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y de otros gases de efecto invernadero (GHG) permitiría limitar el cambio climático. Aunque las mejoras en la calidad del aire serían rápidas, podrían pasar entre 20 y 30 años hasta que las temperaturas mundiales se estabilicen.   

Figura 1. Incremento en la temperatura global [3].

     Es innegable que los cambios climáticos que se observan en la actualidad son consecuencia directa de la actividad humana. La Figura 1 muestra en la parte izquierda, los incrementos de la temperatura global reconstruida para los últimos 2000 años y observada del periodo de 1850 al 2020. El lado derecho de la Figura 1 muestra los cambios en la temperatura global como se ha observado y la simulación usando escenarios considerando factores humanos y naturales y exclusivamente naturales (ambos para el periodo del 1850 a 2020). [3] Está imagen no deja lugar a dudas, el mundo se está calentando, y este calentamiento tiene su origen en la actividad humana.

    A lo largo del este artículo, haremos referencia al Informe del Grupo I del Grupo Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático (IPCC), este es el órgano de las Naciones Unidas encargado de evaluar los conocimientos científicos relativos al cambio climático. Fue establecido en 1988 por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Organización Meteorológica Mundial (OMM) a fin de que facilitase a los dirigentes políticos evaluaciones científicas periódicas del cambio climático, sus implicaciones y riesgos, y propusiese estrategias de adaptación y mitigación. El grupo de Trabajo I del IPCC, se encarga de las bases físicas del cambio climático y emitió su último informe el 9 de agosto de 2021. Este informe formará parte integral del Sexto Informe de Evaluación (IE6) del IPCC a publicarse en el 2022.

     El reporte del IPCC responde a cinco escenarios ilustrativos, que cubren el rango posible de desarrollo de los impulsores del cambio climático en el futuro asociados a actividades humanas. Para los efectos de estos escenarios se consideran como gases de efecto invernadero (GHG por sus siglas en inglés) al CO2, CH4, N2O y SO2. Los escenarios ilustrativos empiezan en el 2015, e incluyen dos escenarios con emisiones altas y muy altas de gases de efecto invernadero y emisiones de CO2 que en general doblan las emisiones actuales para los años 2050 y 2100, estos escenarios corresponden a los escenarios SSP3-7.0 y SSP5-8.5. Un escenario con emisiones intermedias de gases de efecto invernadero y emisiones de CO2 que se mantiene alrededor de los niveles actuales hasta la mitad del siglo (SSP2-4.5), y dos escenarios con baja y muy baja emisión de gases de efecto invernadero y emisiones de CO2 disminuyendo a cero, alrededor o después de 2050, seguida de emisiones negativas de CO2 (SSP1-1.9 y SSP1-2.6). Los incrementos de temperatura estimados a nivel global con base a estos escenarios se muestran en la Tabla 1. Como se observa en la tabla, en todos los escenarios, se considera que alcanzaremos los 1.5°C de incremento promedio de temperatura con respecto a la era preindustrial para la década de 2030 a 2040. Cabe recordar que 1.5°C de incremento en la temperatura promedio global es el objetivo planteado por el Acuerdo de Paris para finales del siglo XXI.

Tabla 1. Temperaturas globales estimadas acorde a los escenarios propuestos por el IPCC [3]

 Corto plazo 2021-2040Mediano Plazo, 2041-2060Largo Plazo, 2081-2100
EscenarioEstimado (°C)Rango probable (°C)Estimado (°C)Rango probable (°C)Estimado (°C)Rango probable (°C)
SSP1-1.91.51.2 a 1.71.61.2 a 2.01.41.0 a 1.8
SSP1-2.61.51.2 a 1.81.71.3 a 2.21.81.3 a 2.4
SSP2-4.51.51.2 a 1.82.01.6 a 2.52.72.1 a 3.5
SSP3-7.01.51.2 a 1.82.11.7 a 2.63.62.8 a 4.6
SSP5-8.51.61.3 a 1.92.41.9 a 3.04.43.3 a 5.7

Es evidente que ante escenarios con mayor acumulación de emisiones de GHG, la temperatura estimada en el corto, mediano y largo plazo será mayor. Esto obedece a que la generación de estos gases rebasa la capacidad biofísica del planeta para absorberlos, permaneciendo en la atmósfera e incrementando el efecto invernadero. En la Figura 2, se muestra que para los escenarios con mayor acumulación de emisiones de CO2, la cantidad de CO2 que puede ser absorbida por la tierra y el océano es mayor, pero la mayoría del CO2 emitido permanece en la atmósfera, lo que significa que la proporción de emisiones de CO2 absorbidas por el océano y la tierra será menor en escenarios con mayores emisiones de CO2. Este CO2 que permanece en la atmósfera potencia el incremento de la temperatura global. A menos que las emisiones de gases de efecto invernadero se reduzcan de manera inmediata, rápida y a gran escala, limitar el calentamiento a cerca de 1.5°C o incluso a 2°C será un objetivo inalcanzable.

Figura 2. Capacidad de absorción de CO2 en la tierra y los océanos en cinco escenarios de emisiones de CO2. [3]

2 Cambios esperados en el Clima Global

Si bien muchas de las características del cambio climático dependen directamente del nivel de calentamiento global, a menudo lo que experimentan las personas es muy distinto de ese promedio mundial. Por ejemplo, el calentamiento en la superficie terrestre es superior al promedio mundial y, particularmente en el Ártico, el calentamiento es más del doble.

   Las proyecciones del informe del IPCC indican que en las próximas décadas los cambios climáticos aumentarán en todas las regiones. Con un calentamiento global de 1.5°C se producirá un aumento en las olas de calor, se alargarán las estaciones cálidas y se acortarán las estaciones frías; mientras que con el calentamiento global de 2°C los episodios de calor extremo alcanzarían con mayor frecuencia umbrales de tolerancia críticos para la agricultura y la salud.

   Sin embargo, no es cuestión únicamente de la temperatura. Como consecuencia del cambio climático, las diferentes regiones experimentan distintos cambios, que se intensificarán si aumenta el calentamiento; en particular, cambios en la humedad y la sequedad, los vientos, la nieve y el hielo, las zonas costeras y los océanos. Por ejemplo:

  • El cambio climático está modificando el ciclo hidrológico. Esto conlleva una mayor intensidad en las precipitaciones y las inundaciones asociadas, así como unas sequías más intensas en muchas regiones.
  • El cambio climático está afectando los patrones de precipitación. En las latitudes altas, es probable que aumenten las precipitaciones, mientras que se prevé que disminuyan en gran parte de las regiones subtropicales. Se esperan cambios en las precipitaciones monzónicas, que variarán según la región.
  • Las zonas costeras experimentarán un aumento continuo de nivel del mar a lo largo del siglo XXI, lo que contribuirá a la erosión costera y a que las inundaciones costeras sean más frecuentes y graves en las zonas bajas. Los fenómenos relacionados con el nivel del mar extremo que antiguamente se producían una vez cada 100 años podrían registrarse con una frecuencia anual a finales de este siglo.
  • Un mayor calentamiento amplificará el deshielo del permafrost, así como la perdida de la capa de hielo estacional, el derretimiento de los glaciares y los mantos de hielo, y la pérdida del hielo marino del Ártico en el verano.
  • Los cambios en el océano, como el calentamiento y la acidificación del océano, el aumento de la frecuencia de las olas de calor marinas, y la reducción de los niveles de oxígeno, están claramente relacionados con la influencia humana. Estos cambios afectan tanto a los ecosistemas de los océanos como a las personas que dependen de ellos, y continuarán produciéndose al menos durante el resto del siglo.
  • En el caso de las ciudades, algunos aspectos del cambio climático pueden verse amplificados, en particular el calor (ya que las zonas urbanas suelen ser más cálidas que sus alrededores) y las inundaciones debidas a episodios de precipitaciones intensas y al aumento del nivel del mar en las ciudades costeras.

3 El cambio climático y su repercusión en la Región Norte América, Centro América y el Caribe

Si bien, las repercusiones del cambio climático a nivel global son de suma importancia, toma mayor importancia para la industria de construcción de pavimentos la repercusión a nivel local. El Sexto Informe de Evaluación del Grupo I del IPCC ofrece por primera vez un análisis detallado del cambio climático a nivel regional, prestando especial atención a la información útil que puede servir de base para la evaluación de riesgos, la adaptación y la adopción de otras decisiones, así como un nuevo marco que ayuda a traducir los cambios físicos del clima (calor, frío, lluvias, sequías, nieve, viento, inundaciones costeras etc.) en lo que representan para la sociedad y los ecosistemas.

Figura 3. Segmentación por Subregiones de la Región Norte y Centro América.

México, se encuentra en la región Norte y Centro América, Figura 3, específicamente en las subregiones Norte de Centro América (NCA) y Sur de Centro América (SCA). El informe del IPCC proyecta cambios para toda la región de Norte y Centro América (y el Caribe), algunos comunes y otros que mostrarán patrones distintivos que llevará a una combinación única de retos de adaptación y manejo de riesgos. Estos cambios climáticos en Norte y Centro América serán más prominentes con el incremento de la emisión de gases de efecto invernadero y mayores niveles de calentamiento global.

  • Para toda la región de Norte y Centro América, el cambio en la temperatura, tanto promedio como extremo, es y será mayor que el promedio global y es atribuido a la influencia humana. Bajo todos los futuros escenarios y niveles de calentamiento global, las temperaturas y temperaturas extremas altas se espera que sigan creciendo, con mayores índices de calentamiento en las regiones más al norte. Figura 4.
  • Se proyecta que el aumento relativo del nivel del mar seguirá incrementándose a lo largo de la mayoría de las costas, y están asociadas al incremento de inundaciones y erosión costeras.   
  • Se proyecta un incremento en la acidificación del océano a lo largo de las costas y que las ondas de calor marinas se incrementarán en intensidad y duración.
  • Se proyecta que la declinación de glaciares, permafrost, nieve y hielo superficial continuará en un mundo más cálido.
  • Se considera que los ciclones tropicales (con mayor volumen de precipitaciones), tormentas severas, y tormentas de arena y polvo seguirán creciendo en intensidad (Nivel de confianza media).

    Los cambios particulares para las zonas de Norte de Centro América y Sur de Centro América, subregiones en las que se localiza la totalidad del territorio mexicano, son los siguientes:

  • Se anticipa un decrecimiento en las precipitaciones monzónicas en Norte América.
  • El promedio de precipitaciones anuales y durante el verano es probable que disminuyan a lo largo de toda la región, pero con mucha incertidumbre en cuanto a que tanto disminuirán.
  • Se ha observado un incremento importante en las condiciones de sequía en todas las subregiones, incluyendo el Caribe, y estás continuarán en el futuro. Figura 4
  • Las condiciones climáticas propicias para incendios forestales (Fire weather) se incrementarán en las dos subregiones, pero con mayor certeza en la zona Norte de Centro América.
  • La región Sur de Centro América tendrá un nivel de calentamiento similar a la media del planeta y es posible que el Caribe tenga un incremento menor a la media global.

Figura 4. Cambios proyectados en las temporadas de invierno (Dic a Feb) y verano (Jun a Ago) en la temperatura promedio y en la precipitación total a 1.5°C, 2°C y 4°C de calentamiento global con respecto a las temperaturas de 1850 a 1900 (líneas).

    La Figura 4 muestra de manera gráfica los cambios en las temperaturas promedio y de precipitación total en las temporadas de invierno (meses de diciembre, enero y febrero) y de verano (meses de junio, julio y agosto) proyectados a través del CMIP6, con un escenario de alta emisión de gases de efecto invernadero (GHG) SSP5-8.5 para computar los niveles de calentamiento. Estas simulaciones pueden expandirse en el Atlas interactivo del Informe del IPCC disponible en el siguiente enlace: http://www.interactive-atlas.ipcc.ch

    La Figura 5 muestra los cambios en el número de días con temperaturas máximas diarias por encima de 35°C en escenarios de 1.5°C, 2°C y 4°C de calentamiento global relativo a la temperatura promedio de 1850 a 1900. Estas simulaciones se proyectan basadas en el CMIP6 usando un escenario de alta emisión de gases de efecto invernadero (GHG) SSP5 8.5 para computar los niveles de calentamiento.

Figura 5. Cambios en el número de días con temperaturas máximas diarias por encima de 35°C en escenarios de 1.5°C, 2°C y 4°C de calentamiento global relativo a la temperatura promedio de 1850 a 1900.

    El cambio más evidente, y que ya nos afecta de manera importante como país, es la administración del recurso hídrico. En los últimos años hemos enfrentado sequías cada vez más importantes y prolongadas, lo que ha llevado a una reducción en los niveles de las presas y a la necesidad de racionar el agua en muchas regiones del país. Estos problemas se acrecentarán conforme se incremente la temperatura promedio y representan hoy el problema más urgente de resolver.     Si bien el problema hídrico es el problema derivado del calentamiento global más urgente de resolver para México y Centro América, los pavimentos no están exentos de retos para el futuro. Las mayores temperaturas extremas, así como los prolongados periodos de altas temperaturas y sequías afectarán los parámetros de diseño de los pavimentos. Es probable que, ante mayores temperaturas extremas esperadas durante la vida útil de la carretera, se deban revisar los parámetros de temperaturas altas en las especificaciones de los asfaltos a utilizar y evaluar el desempeño de los asfaltos bajo criterios más estrictos para asegurarse de que puedan cumplir con su tiempo de vida sin menoscabo de sus propiedades mecánicas. Particularmente y en el caso de los asfaltos por desempeño (grados PG), será necesario revisar la temperatura alta y proponer una Temperatura máxima promedio basados en valores predictivos y no en valores observados, Ecuación (1) así como las condiciones de temperatura de envejecimiento en el PAV, debiendo usarse criterios que hoy son válidos para zonas desérticas (envejecimientos a 110°C) Tabla 2.  

      (1)

Fórmula para el cálculo de las temperaturas máximas esperadas en la carpeta o capa de rodadura.[4]

Donde:

Tmaxi=Temperatura máxima calculada debajo de la superficie del pavimento en el sitio i=1 donde inicia el tramo o i=2 donde termina el tramo por construir, (°C)

TairM = Temperatura máxima promedio del aire de los 7 días consecutivos más cálidos registrados por lo menos en los últimos 20 años en la zona, (°C)

Lati = Latitud, en el sitio i=1 donde inicia el tramo o i=2 donde termina el tramo por construir, (°, con aproximación de 5 decimales)

H = Profundidad, (mm) (se recomienda usar 20 mm)

Z = Valor para el nivel de confiabilidad (distribución normal, se recomienda usar 2,055 para una confiabilidad de 98%)

σ2TairM = Desviación estándar de la temperatura de los 7 días consecutivos más cálidos registrados por lo menos en los últimos 20 años en la zona, (°C).

Tabla 2. Requisitos de calidad para cementos asfálticos según su grado de desempeño (PG) y nivel de ajuste, condiciones de envejecimiento.

Los responsables de los proyectos carreteros y las partes involucradas (constructores, proveedores de asfalto, proveedores de modificadores y aditivos, diseñadores, investigadores, docentes y centros de estudio) tenemos que hacer frente a retos en la gestión de pavimentos.

  • Reducir la emisión de gases de efecto invernadero (GHG) en la construcción, rehabilitación y conservación de los pavimentos.
  • Incrementar los periodos entre mantenimientos, reduciendo de este modo las emisiones de GHG asociados a las labores de conservación, los cierres parciales de la vialidad y los consecuentes embotellamientos.
  • Incrementar la durabilidad de los pavimentos, alargando lo más posible su vida de servicio.
  • Reducir sus costos de conservación sin perjuicio de la seguridad y confort de la carretera, una vía en buen estado, con textura adecuada e Índice de regularidad Internacional (IRI) menor a 2.7 m/km, reduce el gasto relacionado al desgaste de los neumáticos y al consumo de gasolina de los automóviles que lo transitan.
  • Debe de cubrir un objetivo estratégico de movilidad, reduciendo tiempos de traslados y consumo de combustible a la mayor cantidad de carga y usuarios posible, afectando lo menos posible el medio ambiente.

   Estos retos podemos resumirlos en el concepto de Pavimentos sostenibles.

4 Pavimentos Sostenibles.

El concepto “Sostenible” es uno extremadamente complejo, pues no se mide en una sola dimensión, ni se evalúa en un solo momento en el tiempo. Las características de sostenibilidad de un proyecto de autopista deben de ser evaluadas y consideradas a lo largo de todo su ciclo de vida, desde la concepción, hasta la construcción, operación y mantenimiento.

    El reto es balancear los proyectos sobre los pilares de la sostenibilidad. Podemos definir 3 pilares, el pilar medio ambiental, el pilar económico y el pilar de la sociedad (Figura 6). Una carretera sostenible debe cumplir criterios en todas estas dimensiones, propiciando el desarrollo social de las comunidades a las que da servicio, el crecimiento económico, mejorando el entorno natural y reduciendo el consumo de recursos naturales.   

Figura 6. Pilares del Desarrollo Sostenible. El desarrollo sostenible no puede sostenerse a falta de alguno de ellos.

    La Federación Europea de Carreteras (ERF, por sus siglas en inglés) define a las carreteras sostenibles como aquellas que son eficaces y eficientemente planeadas, diseñadas, construidas, modernizadas y conservadas, a través de políticas integradas con respecto al medio ambiente y conservan el beneficio socio-económico esperado en términos de movilidad y seguridad.

    En Estados Unidos y Europa existen iniciativas muy importantes para promover la sostenibilidad en carreteras. Existen sistemas de medición para carreteras sostenibles en el mercado, algunas tienen orígenes académicos, mientras que otras han sido impulsadas por autoridades, como los departamentos de transportes locales en los Estados Unidos o las asociaciones europeas de la carretera o del asfalto como la Asociación Europea de Pavimentos Asfálticos (EAPA).

4.1 Diez maneras para que tus proyectos de Carreteras sean más sostenibles acorde a la Greenroads foundation (Universidad de Washington).

4.1.1 Entender los objetivos de desarrollo sostenible y plantear aquellos que tu proyecto carretero puede impulsar.

De los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible planteados por la ONU en su Agenda 2030, la construcción sostenible de carreteras impactaría en al menos 8 de ellos. También tiene una repercusión importante en al menos 13 de las 169 metas que se derivan de estos 17 objetivos. Metas que van desde la reducción de número de muertes y lesiones causadas por accidentes de tránsito en el mundo, hasta la inclusión de comunidades, pasando por la reducción de emisiones, el incremento de la productividad y la reducción del gasto energético.

4.1.2 Capacitar a todos los involucrados en el diseño, construcción y operación de tu proyecto carretero sobre los objetivos y metas de sostenibilidad que el proyecto debe cumplir.

La capacitación sobre sostenibilidad y el compromiso de los involucrados en su cumplimiento es esencial para que desde su concepción el proyecto sea realmente sostenible. Esto involucra inculcar la cultura de sostenibilidad en tu equipo de trabajo y en las empresas involucradas. La planeación con objetivos claros de sostenibilidad es esencial.

4.1.3 Evaluar y comparar costos ambientales de tu proyecto.

Tu proyecto debe de considerar los costos de ciclo de vida y los beneficios que se esperan durante la vida útil de tu proyecto, ya sea de construcción o rehabilitación. Una carretera puede contribuir más al cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad durante su operación que durante su construcción. La conciencia de la importancia de la protección al medio ambiente, ha generado considerable interés en métodos para cuantificar los impactos ambientales. Uno de ellos es el Costo de Ciclo de vida, donde se cuantifican los costos involucrados en toda la vida útil del proyecto, desde la construcción, la operación y mantenimiento, así como su costo remanente al final de su vida útil y se le da un valor monetario. Otra técnica ampliamente conocida y que asigna un costo meramente ambiental es la evaluación ambiental del ciclo de vida (Life Cycle Assignement o LCA)[2,4], este método provee un acercamiento comprensible para evaluar la carga ambiental de un producto examinando todas las entradas (materiales, energía) y salidas (desperdicios, contaminantes) durante todo su ciclo de vida, desde la producción de las materias primas hasta el final de su vida útil. Para los pavimentos, el ciclo incluye la producción de los materiales, el diseño, la construcción, el uso, el mantenimiento y la rehabilitación y su disposición final.

    A partir de los análisis de los casos de estudio, podemos concluir que hay tres factores que impactan de manera importante los costos de ciclo de vida y las evaluaciones ambientales del ciclo de vida. Estos son:

  • La duración del pavimento. Pavimentos de mayor duración, diluyen el costo monetario y ambiental en un periodo más largo. No podemos hablar de pavimentos sostenibles si estos no son de larga duración.
  • Mayor periodo entre tratamientos o rehabilitaciones. Un pavimento que requiere menos tratamientos de conservación por periodos de tiempo más prolongados reduce sustancialmente su costo de ciclo de vida y los costos ambientales relacionados con las emisiones generados durante los tratamientos de conservación o rehabilitación, y los cortes al tráfico relacionados a los mismos.
  • Mantener su textura adecuada por más tiempo, reduciendo el consumo de combustible y el desgaste de los vehículos y neumáticos. Acorde a los análisis de las políticas de operación del transporte en California. La estrategia que implica un menor costo e incrementa la reducción en los gastos de efecto invernadero, es priorizar el mantenimiento de la superficie de rodadura, manteniendo el IRI < 2.7 m/km. Figura 7.

Figura 7. Eficiencia en costo de diversas estrategias para la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y reducción potencial de emisiones [2].

Una elección adecuada de la tecnología de pavimentación desde el diseño de un proyecto carretero es esencial para reducir los costos de mantenimiento y su impacto al medio ambiente. Carpetas de rodadura como el SMA, pueden reducir los costos de ciclo de vida de la capa de rodadura hasta en un 40%, incrementando la protección a las capas subyacentes, manteniendo valores adecuados de IRI y prolongando el tiempo entre mantenimientos de conservación, disminuyendo también la evaluación ambiental cuando es comparado con carpetas de mezclas densas convencionales.

4.1.4 Aprovecha la innovación.

La sostenibilidad proviene de la innovación. Pues te permite hacer las cosas mejor de cómo se hacían antes. Algunos ejemplos de tecnologías innovadoras y accesibles que pueden utilizarse para cumplir tus objetivos de sostenibilidad son los siguientes: Tecnologías que te permitan recuperación de pavimentos existentes (por ejemplo, el rubblizing para la rehabilitación de pavimentos de concreto o el aprovechamiento del pavimento fresado), técnicas para el empleo de materiales de reuso (RAP o el hule de llanta en carpetas de rodadura), uso de agregados locales con baja afinidad al asfalto (a través de aditivos que mejoren su adherencia) y el uso de aditivos para mezclas tibias que te permitan reducir el consumo energético ligado a la producción de mezclas asfálticas son solo algunos de ellos.

4.1.5 Considera en tus proyectos modos de transporte alternativos.

Uso de transportes más sostenibles, reduce las emisiones de carbono e incrementa la conectividad. Desde privilegiar ciclovías y andadores hasta la posibilidad de vías para tren eléctrico paralelo a tu proyecto carretero.  El poner separadores que eviten la invasión a los carriles destinados al tránsito de bicicletas y una señalización adecuada y de larga duración en los carriles exclusivos, son algunos elementos importantes que considerar en el diseño de tu camino, carretera o vialidad.

4.1.6 Considera y respeta la fauna y flora nativa

El compromiso con la preservación de la fauna y flora nativa es primordial en un proyecto carretero sostenible. Protégelas y busca la rehabilitación de las zonas que hayan sido afectadas por el proyecto. La fragmentación del hábitat es un efecto negativo de gran impacto sobre la biodiversidad cuando la carretera no está cuidadosamente diseñada. Para evitar el efecto barrera que ésta genera, se deben de incluir pasos de fauna o la preservación natural de los corredores biológicos.

4.1.7 Estrategias de aprovechamiento del recurso hídrico.

Emplea una estrategia para el manejo de los escurrimientos y el drenaje de agua de lluvia, para evitar la contaminación, a través de una gestión de calidad del agua pluvial captada en el derecho de vía y en la superficie de rodamiento, durante la operación de la carretera.

4.1.8 Proyecto verdaderamente comunitarios.

Considera la integración del proyecto con la comunidad. Hazla parte de las decisiones del proyecto que les competen a través de consultas. Integra arte local y organiza actividades. Busca preservar la herencia cultural local.

4.1.9 Considera materiales alternativos.

El uso de productos y fuentes de suministro locales y alternativos deben considerarse siempre y cuando no se comprometa la durabilidad o el desempeño de tu carretera. El uso de materiales locales disminuye el costo y el impacto ambiental de ciclo de vida, siempre y cuando no reduzca la durabilidad del pavimento o reduzca el tiempo entre mantenimientos. Evalúa que el uso de agregados locales te permita lograr el desempeño esperado. Hoy en día contamos con tecnologías que te permiten el uso de agregados locales sin menoscabo del desempeño de la carretera, aunque sea de manera parcial. No pongas en juego la durabilidad, la calidad y desempeño de tu carretera por el uso de materiales locales.

4.1.10 Aseguramiento de la calidad y uso de procedimientos constructivos adecuados.

Asegura la calidad de los materiales de construcción y de los procedimientos constructivos, asegúrate que tus prácticas de construcción son sostenibles, de manera que los objetivos de sostenibilidad se trasladen del diseño a la construcción.

   Este es quizá el punto más crítico en el cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad. Procedimientos de construcción inapropiados afectarán el desempeño y la durabilidad de los pavimentos, reduciendo el tiempo entre mantenimientos. Esto incrementará su costo de ciclo de vida y la evaluación de impacto ambiental. Se deben usar los materiales de construcción que requiere el diseño, se debe elegir al personal adecuado, capacitado y con la experiencia suficiente, se debe contar con los equipos de producción, y de construcción adecuados y se deben apegarse a los procedimientos de construcción exigidos por el proyecto. Estos son puntos esenciales en la construcción de pavimentos, de manera que se garantice que cumplan y excedan el tiempo de vida estimado en el proyecto. Para ellos se requiere un compromiso total de los involucrados en el proyecto, incluyendo el constructor y la empresa de supervisión y control de calidad.

    Por ejemplo, comparemos el efecto de la compactación del asfalto. Acorde a las observaciones del Centro de Investigación de Pavimentos de la Universidad de California (UC Pavement Research Center) el grado de compactación en carpetas de rodadura de 5 cm tendrá un efecto dramático en su duración, a pesar de haberse realizado con el mismo diseño y materias primas. Un porcentaje de vacíos del 14% en obra tendrá una vida de 12 años, contra los 16 años de duración de la misma carpeta con el 10% de vacíos en obra y contra los 20 años de duración de la misma carpeta con 6% de vacíos. Estas variaciones también generarán diferentes evaluaciones ambientales de ciclo de vida, como se muestra en la tabla 3 para un pavimento de 5,500 m2, de 80 km de longitud, pavimentada con mezcla asfáltica en caliente con un contenido de RAP del 15% por un periodo de análisis de 40 años.

Tabla 3. Comparación del efecto de compactación en una capa de rodadura de 5 cm [2]

Porcentaje de vacíos de aireTiempo de vidaEmisiones de GHG asociadas (MT)
6%20 años114
10%16 años142
14%12 años189

Dada la importancia de la calidad de la pavimentación en la durabilidad y su impacto en la evaluación ambiental de un proyecto carretero, es necesario incluir estándares de calidad en pro de la conservación del medio ambiente. Como son:

  1. La inclusión de normas y estándares en las especificaciones particulares de los proyectos incluyendo métodos de diseño.
  2. Hacer una planeación adecuada de la obra, considerando cuestiones ambientales y sociales.
  3. Elección adecuada de las tecnologías de pavimentación y asegurarse que el diseño sea adecuado.
  4. Revisión y aprobación previa de los equipos de producción y colocación.
  5. Aplicación con el personal a cargo de la obra de tramos de prueba para su evaluación y validación
  6. Ofrecer incentivos o penalizaciones por exceder o incumplir los indicadores críticos de calidad (como el porcentaje de vacíos, por ejemplo).

5 Conclusiones

El cambio climático es una realidad a la que nos enfrentamos como humanidad y que tiene repercusiones inminentes para la industria de construcción de caminos y carreteras. El cambio climático es consecuencia de la actividad humana, por lo que está en nuestras manos limitar el cambio climático, aunque, aun reduciendo sustancial y sostenidamente la emisión de gases de efecto invernadero, podrían pasar décadas o siglos para que podamos revertir los cambios que ya se han generado. Es pues necesario que las personas e instituciones involucradas en la industria de construcción de carreteras tomemos acciones inmediatas en dos sentidos:

a) Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en nuestras actividades que permitan limitar el cambio climático y

b) Adecuar la construcción de carreteras a los cambios inminentes en el clima global y regional.

Los cambios más significativos y de mayor impacto para la construcción de pavimentos serán las temperaturas puntuales más altas esperadas durante la temporada de estiaje y las temperaturas más altas y persistentes durante temporadas cálidas más prolongadas. Se sugiere que para los diseños de pavimentos se considere a partir de ahora, las temperaturas máximas proyectadas, en lugar de las históricas, en función de la vida estimada de la carretera y se cambien las condiciones de envejecimiento de los asfaltos (horno PAV) a las condiciones de clima desértico para todos los proyectos de construcción, rehabilitación y conservación de carreteras en el territorio mexicano.

Es también necesario que todos los involucrados en la industria de construcción de carretera, empecemos a considerar la sostenibilidad en nuestros proyectos de construcción, rehabilitación o conservación de carreteras, esto empieza desde educar y hacer conciencia en nuestros grupos de trabajo, desde aquellos responsables del proyecto, del diseño del pavimento, del constructor y de los encargados de la supervisión y del aseguramiento de la calidad. Incluir en nuestro lenguaje y en nuestros proyectos los conceptos de costo de ciclo de vida y de evaluación ambiental del ciclo de vida.

Dado que son tres los factores que más impactan los costos de ciclo de vida e incrementan las emisiones y deterioro ambiental, son estos factores a los que debemos poner más atención durante el diseño y la construcción:

  • Asegurar la duración del pavimento acorde a la duración estimada en el proyecto. Buscar pavimentos de larga duración.
  • Prolongar periodos entre tratamientos de conservación y de rehabilitación.
  • Mantener el IRI en valores menores a 2.7 m/km el mayor tiempo posible durante la vida útil de la carretera.     

Es tarea de todos fomentar la innovación y buscar tecnologías de pavimentación que ayuden a incrementar la durabilidad, reducir el mantenimiento y mantener los pavimentos en mejor estado, para así reducir los costos de ciclo de vida y el impacto ambiental de los proyectos carreteros.

Finalmente, pero no por eso menos importante, está la importancia del uso de materiales de construcción y procedimientos constructivos adecuados, y de implementar el aseguramiento de la calidad en el proyecto, de manera que los objetivos de sostenibilidad se trasladen del diseño a la construcción. Una carretera bien construida durará más, reduciendo sus costos de ciclo de vida y su impacto ambiental. Se pueden incentivar las buenas prácticas constructivas mediante la oferta de incentivos o penalizaciones por exceder o incumplir los indicadores críticos de calidad de la carretera.  

Referencias:

[1] IPCC, 2013 “Resumen para responsables de políticas. En: Cambio Climático 2013: Bases físicas. Contribución del Grupo de Trabajo I al Quinto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático” [Stocker, T.F. D.Qin, G-K. Plattner, M.Tignor, S.K. Aññem, J. Boschung, A.Nauels, Y. Xia, V.Bex y P.M. Midgley (eds.)] Cambridge University Press, Cambridge, Reino Unido y Nueva York, NY, Estados Unidos de América.

[2] Wang T. Lee I-S, Harvey J., Kendall, Lee E.B. and Kim C (2012) UCPRC Life Cycle Assessment Methodology and Initial Case Studies on Energy Consumption and GHG Emissions for Pavement Preservation Treatments with different Rolling Resistance. University of California Pavement Research Center, UC Davis, UC Berkeley

[3] IPCC, 2021: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press.

[4] Harvey J., Meijer J., Ozer Hasan, Al-Qadi I. L., Saboori, A. and Kendall, A (2016) Pavement Life Cycle Assessment Framework, Federal Highway Administration, Report No. FHWA-HIF-16-014, Washington, DC.

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