Unos pequeños apuntes históricos
La ingeniería viaria romana supuso un enorme y decisivo avance en la concepción, construcción y conservación de su vastísima red de calzadas, las carreteras interurbanas (por favor, no confundirlas, como es frecuente, con las calles urbanas pavimentadas con losas) con unos eficientes diseños de la sección del firme, siendo pioneros en la introducción del concepto multicapa en su estructura. Desgraciadamente, tras la desaparición del imperio romano y su fuerte autoridad, estos conceptos se fueron perdiendo y dejando de aplicar a lo largo de la Edad Media, a la vez que desaparecía la organización de las responsabilidades de mantenimiento, por lo que la red de calzadas romanas, huérfanas de una adecuada conservación se fue degradando hasta casi desaparecer. Así, en el Medievo, a poco que las condiciones climáticas no fueran favorables, los caminos se convertían en prácticamente intransitables.
Transcurrieron así penosas centurias y no fue hasta finales
del siglo XVII en que se empieza a comprender la importancia de las
comunicaciones terrestres y la necesidad de disponer de vías transitables para
los carruajes. Ello hace que aparezcan nuevas ideas y diseños en los firmes de
los caminos, que se podrían considerar precursores de los conceptos actuales como los de, sucesivamente, Trésaguet, Telford y McAdam, que se describen en lo que sigue.
La
técnica francesa.
Como Francia fue una de las primeras naciones modernas en
asimilar las necesidades del transporte, es ahí donde, en el XVIII, surgen instrucciones gubernamentales a los
ingenieros provinciales de Ponts et Chaussées para mejora de la red de caminos y
su mantenimiento, como la del 13/6/1738 “Memoire
instructif sus la reparation des chemins” emitida por Philibert Orry, controlador general de finanzas del Reino. Ello hace que aparezcan nuevas ideas
y diseños de los firmes de las carreteras que se podrían considerar precursores
de los conceptos actuales.
Los más relevantes e influyentes fueron los debidos a
Pierre
Marie Jérôme Trésaguet (1716-1834), ingeniero de P. et C., Inspector general
de la región de Limoges, que presentó en septiembre
de 1775 una síntesis de diversas experiencias y sus propias reflexiones en su “
Mémoire sur la construction et l'entretien
des chemins de la Génératité de Limoges”, que fue al poco propuesta como
modelo por la Asamblea de P. et C. al resto de ingenieros. Trésaguet acabo siendo nombrado Inspector General de
Ponts et Chaussées de Francia por Luis XVI
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| Fig.1 Trésaguet |
En ella Trésaguet proponía una estructura del firme de unas
10 pulgadas de espesor (menor que las alternativas comúnmente usadas), constituida
por una explanada en bombeo sobre la cual sitúa sistema tricapa, con una capa de
base construida con piedras ligeramente piramidales encajadas de canto a mano, una
capa intermedia de piedras más pequeñas colocadas manualmente, rotas y encajadas
con pisones para rellenar los huecos y finalmente, una última capa de 3
pulgadas de espesor de piedra muy dura y menuda (“del tamaño de una nuez”)
obtenida por fragmentación con martillo. En la Fig.2 se recoge la
descripción original y sus dibujos).
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Fig 2 Tipo de estructura de firme propuesta por Trésaguet
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A su vez, introduce y da importancia a los conceptos relativos
al drenaje superficial con la disposición de cunetas laterales que, además, hace
que se revistan con piedra para evitar su erosión por el agua en tramos con
pendientes (Fig.3).
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Fig 3– Secciones de una carretera
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La técnica de afirmado en Gran Bretaña.
Posteriores a las ideas de Trésaguet son las
aportaciones del autodidacta escocés Thomas Telford (1757-1834) (sí, el que es
más conocido por sus puentes y ser fundador del Instituto de Ingenieros Civiles).
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| Fig.4 Thomas Telford. |
Telford, a partir de
1802 tras ser nombrado supervisor de las obras públicas en las Highlands
escocesas empezó a interesarse por las carreteras y sus problemáticas,
proponiendo limitar las pendientes del trazado a 1/30 para no incrementar el
número de animales de tiro de los carros y generando diseños inspirados en
resistir las mayores cargas a que se sometían, focalizando su resistencia en un
robusto cimiento. Con esas ideas construyó más de 1000 km de carreteras, que se
revelaron resistentes y duraderas, aunque con un coste de construcción alto.
La estructura de firme era del tipo tricapa,
con una capa de base muy resistente formada por una capa de piedras grandes cuidadosamente
colocadas a mano con un espesor variable
que iba desde 17 cm (7”) en el centro a 10 cm (4”) en el borde, con las que se
conseguía el bombeo (no inferior a 1%), para evacuar el agua de la calzada a
las cunetas. Encima se colocaba una capa de 17 cm (7”) de piedra partida con 50
mm de tamaño máximo y, finalmente, una rodadura de una pulgada de espesor piedra
machacada.
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| Fig.5 Estructura de firme de Telford y aplicación en una carretera |
En las fotos que siguen se aprecia una aplicación tardía, 1894, del sistema Telford en una calzada norteamericana, en Seminary Ridge
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| Elaboración de material para la capa de base |
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| Sección de la capa de base |
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| la sección a falta de la ultima capa de rodaje |
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Sección terminada, compactación con triciclo a vapor
Fig.6 Seminary Ridge -Ejecución de firme |
Un estándar. La macadización de
las carreteras.
Tras las ideas
anteriores surgió una nueva concepción, la de John Loudon MacAdam, que publicó
en 1820 su “Remarks on the present system
od road making. The method of making, repairing and preserving roads”, que supuso
un cambio muy importante en la pavimentación de las carreteras, introduciendo el
drenaje de la base del firme con una plataforma con bombeo acusado y una
estructura granular en capas.
Esta tipología, más
barata que la de Telford, se expandió rápidamente por todo el mundo a partir de
1820. Además, no implicaba tanto trabajo artesanal como la colocación de la
primera capa en las soluciones de Trésaguet y Telford.
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| Fig.7 John Loudon MacAdam y su famoso documento |
La pintura de Carl
Rakeman que sigue describe el proceso manual de "macadización" en
carreteras, con las cunetas, picapedreros, extensión de las capas, los
supervisores, etc. El cuadro de 1823 se refiere a la primera superficie de
este tipo en construcción en USA, en la Boonsborough Turnpike Road, en
Maryland. Su compactación ya se hizo con un cilindro de acero tirado por
caballo (al fondo del cuadro).
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| Fig.8 Ejecución de macadam en Turnpike Road,
Maryland - 1823 (Carl Rakeman). |
En las estructuras de firme de MacAdam se incluía un drenaje la
explanada, por lo que tendría siempre un bombeo que permitiese la evacuación del agua.
Las capas deberían ser de piedra partida para tener una buena angularidad. Un
firme tipo tenía un espesor de unos 25 cm, con dos primeras capas con un tamaño
máximo de 75 mm y una última de rodadura de 5 cm con tamaño máximo de 25 mm. La
razón de utilizar el tamaño de árido máximo de 25 milímetros (1 pulgada) era
proporcionar un pavimento “liso” para las ruedas del carro. La compactación de
las capas se llevaba a cabo con cilindros remolcados por caballerías o, una vez
disponibles, por compactadores autopropulsados, inicialmente a vapor (steam
roller) y luego con motores de explosión.
Con la progresiva mecanización desaparecieron los picapedreros y la obtención in situ de la piedra de las capas de firme, transportándose el material ya elaborado desde las instalaciones de machaqueo en las canteras. En la Fig.10 se muestra un tren de dúmperes remolcados por un tractor de vapor.
El polvo
era,
además, un aspecto muy negativo que solía hacer inviable su empleo en calles
urbanas; de hecho tras varias experiencias en calles de Londres entre
1824 y 1826, la oposición de los habitantes llegó a obligar a reponer
las tipologías anteriores en algunas calles macadamizadas (Darcy-
Ref.1). Además, el polvo daba lugar, junto con la contaminación de excrementos de las caballerías de carruajes, a barros y lodos en época de lluvias, amén de malos olores; para evitarlo se usaban profusamente equipos de limpieza como del de la Fig 11a
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Fig 11a-Equipo de limpieza y perfilado (Delano 1880)
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No obstante, en otros casos, una adecuada elección de los materiales y una
cuidadosa ejecución llegaban a ofrecer buenos resultados, como los
obtenidos en ciertas calles de Madrid según describe detalladamente, y con cierto entusiasmo, Mariano de Castro en un artículo de 1899 en la Revista de Obras Públicas (Ref.2):
"Se construyen en
Madrid con tal cuidado, que bien puede decirse que son un verdadero modelo.
Podría citar alguna calle construida hace diez años, que con un movimiento regular,
superior seguramente al de la mayoría de las carreteras, no ha presentado en
este tiempo una sola rodada, y se ha desgastado tan por igual, que ha sido necesario hacerle un recargo
general con un espesor casi el mismo que se le dio al construirla. Este hecho
indica no sólo el esmero de su construcción y conservación, sino también la
bondad de los materiales y
los
excelentes medios de que aquí podemos disponer. .......
Conservación. Afirmados Mac-Adam.-Los pavimentos de
esta naturaleza tienen sus peones camineros, que se cuidan de barrerlos, quitarles
el barro, etc. Alguna vez es necesario bachear, cuando el afirmado está muy
desgastado; pero jamás es preciso tapar rodadas, debido sin duda á la buena construcción
y conservación. Un punto hay, sin embargo, que requiere algún cuidado, y en el que
es seguro hay que bachear cuando la calle está bastante trabajada, y es, el
mordiente de unión de la cuneta de granito y el firme. Sin duda el no poder comprimir
esta parte el cilindro de vapor y al propio tiempo la difícil unión del
afirmado y los adoquines, llega á producir
este resultado. .........
Todos los años se receban las calles, y esta
operación se ejecuta así que se ve que empiezan a descarnarse, y durante el estío
se tiene cuidado de regarlos de cuando en cuando. para evitar la desagregación
del material; pero he de consignar aquí que durante el verano de 1898, por
carecer de manguitos para cargar las
cubas de agua, nos vimos privados de este gran auxilio, sin que por ello
sufrieran grave alteración la mayor parte de los afirmados del ensanche, que es
á los que en todo esto me vengo refiriendo"
También resulta destacable como este artículo ya muestra la aplicación de prácticas de reciclado de residuos de construcción y demolición en la formación de la base o explanada donde apoyar el macadam:
"Abierta
la caja dándole ya, por lo regular, algún bombeo, se hace entrar el cilindro de
vapor que la apisona bastante bien con unas cuantas pasadas. Se echa en seguida
una capa de escombros procedentes de derribos, y á los que se conoce con el
nombre de calizo. Si en estas
condiciones entrara de nuevo la máquina, se reducirían estos escombros á polvo,
sin haber conseguido ningún efecto útil, por esta razón se riega en abundancia,
pero no tanto que pueda producirse barro, y entonces es cuando pasa de nuevo la
máquina; otra vez vuelve á regarse, y después de haber dejado que el suelo se
oree, se hace pasar de nuevo el cilindro, quedando construido el cimiento con
dureza tal, que podría pasar impunemente cualquier carro sin alterar la
superficie."
Las tres tipologías
descritas se muestran en el esquema de la Fig.12. Esas estructuras multicapa, habían sentado
unos conceptos que se difundieron en la ingeniería de carreteras.
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| Fig 12 Esquema con tipologías de firme del XVIII y XIX (Enciclop.britanica) |
Los problemas del polvo de las carreteras y calles con las tipologías anteriores se resolvieron cuando se empezaron a
incorporar ligantes que aportaban cohesión, como aceites, alquitrán de hulla o,
más tarde, asfaltos, en forma de riego profundo, de penetración, de ligante caliente
sobre el macadam ya colocado o ya propiamente revestimientos con capas de mezclas conglomeradas con esos ligantes. Su generación y secuencia histórica se trata en la segunda parte de este artículo.
Referencias
Ref.1 - M.Darcy - Rapport sur le pavage et macadamisage des chauseées de Londres et de Paris - Annales de Ponts et Chausees 1850
Ref.2 - Mariano de Castro-Los afirmados de las calles de Madrid- Revista Obras Publicas nº 1256 -1899
Continuación de este post:
Continuando la serie “¿Cómo hemos llegado a los actuales
firmes asfálticos?”, tras los firmes de piedra partida y los tratados con alquitrán de hulla, ahora toca indagar en los antecedentes del empleo moderno
del asfalto en la pavimentación urbana y de las carreteras, en las etapas que
se desarrollan desde el siglo XVIII hasta principios del XX, dejando de lado o saltando los consabidos usos de betún nativo en otras épocas de la Antigüedad. 
La evolución del Guerrero del Termómetro y su armamento, una alegoría de los avances en el control de calidad, en cuanto a la temperatura en la puesta en obra de las mezclas bituminosas en caliente. 
