...sobre el trazado y la redacción de proyectos

Importancia de la modelización del terreno

 

Uno de los aspectos más importantes de un proyecto, y al que generalmente no se le dedica el tiempo debido, es la obtención de los perfiles longitudinales y transversales.

 Normalmente, la base topográfica de un proyecto suele realizarse de acuerdo al pliego de condiciones técnicas del contrato correspondiente. En función de la escala del proyecto, suele realizarse una cartografía que cubra el ámbito de estudio y una serie de trabajos topográficos complementarios, entre los que acostumbra a estar el replanteo del eje principal del proyecto y la toma de perfiles transversales en campo. También es posible la obtención de los perfiles mediante restitución de los mismos.

Pero este trabajo topográfico de detalle suele obviarse en la definición del eje y únicamente acaba siendo usado como un chequeo de la bondad de la cartografía. Así, se acostumbra a trabajar mediante la obtención de nuevos perfiles de la cartografía base para todos los ejes del proyecto, y más si se producen modificaciones en el diseño del eje principal con posterioridad a la campaña topográfica.

A lo sumo, se efectúa una triangulación con los puntos volcados correspondientes a los perfiles transversales originales, con lo que también se produce una modelización inexacta del terreno.

Esta manera de obrar genera una serie de problemas:

·         A la hora de generar los perfiles de terreno, con cualquier programa de trazado, deben seleccionarse aquellas capas que definen nuestro modelo tridimensional. Hay que  hacer un estudio detallado de aquellas que son adecuadas, que poseen cota real, incluir los puntos de cotas y generar un tin que respete las líneas de rotura del terreno, de tal manera que los lados de los triángulos se ajusten a elementos del terreno como carreteras, caminos, arroyos, cabezas y pies de desmonte, etc….Obtenidos los perfiles transversales, es necesario revisar su geometría, en especial en las zonas con muros, en los que la cartografía proporciona exclusivamente la cota superior del mismo. Esto obliga muchas veces a “generar” inicialmente, antes de la creación de los perfiles, líneas de pie en los muros. Este trabajo puede ser muy laborioso, en especial en zonas urbanas o en zonas donde la existencia de bordillos puede acarrear errores en los ajustes del eje de un vial. Cuanto más detallado sea el trabajo inicial de generación del modelo digital del terreno más se ajustará el proyecto, tanto en la definición de los ejes como en los cálculos correspondientes a los movimientos de tierra.

·         Por lo general, los perfiles transversales de proyecto suelen efectuarse cada 10 metros en ejes secundarios y cada 20 en el principal, y como mucho en puntos singulares del eje en planta. Este sistema es adecuado para el movimiento de tierras, pero en ocasiones es insuficiente para la definición del eje en alzado. Así, es necesario reflejar con detalle zonas de puntos bajos o zonas con bancales, en especial en el diseño de tuberías, puesto que la geometría del terreno condiciona el diseño de la misma. Es por este motivo, que generado el tin, sería conveniente generar una serie de perfiles transversales a una equidistancia inferior, que permita reflejar adecuadamente el terreno, aunque se utilice otra equidistancia para el estudio de movimiento de tierras.

Proyectos de acondicionamiento y mejora de carreteras

        Gran parte de los proyectos que se licitan tienen por objeto la mejora y acondicionamiento de carreteras existentes. En muchos de estos casos, la velocidad de proyecto indicada en la orden de estudio suele ser superior a la correspondiente a la vía en uso. Este hecho influye en diversos aspectos que no siempre son tenidos en consideración y que afectan generalmente a la correcta definición de la obra y su valoración presupuestaria.

·         Seguridad de la nueva carretera. Reposición de accesos.

Generalmente el aumento de velocidad no suele venir acompañado de un estudio de la reordenación de los accesos existentes. El proyecto suele adolecer de la reposición de los mismos, y cuando se preveen, suelen mantenerse en igual número y posición. La variación del trazado y el aumento de la velocidad de la vía principal generan una pérdida de seguridad y un mayor riesgo de accidente. El tractor que accede al campo sigue haciéndolo en las mismas condiciones que las anteriores a la obra, mientras que los vehículos de la calzada principal circulan a una velocidad superior.

Sería necesario realizar una reordenación de accesos, disminuyendo los puntos de conexión y situándolos en zonas con la visibilidad adecuada a la nueva velocidad de proyecto. Este hecho conlleva la creación de caminos laterles.

 

·         Estudio de desvíos provisionales.

En la mayoría de casos, la traza en planta del proyecto suele adaptarse, con la finalidad de reducir las ocupaciones de la obra y de acuerdo con los parámetros mínimos establecidos en la orden de estudio, al corredor existente.

Las situaciones provisionales de obra suelen resolverse planteando la ejecución en dos fases y la circulación en paso alternativo en los casos donde es necesaria la reducción de la plataforma a un solo carril.

Sin embargo, en algunos casos, al analizar el alzado proyectado y revisando los perfiles transversales, se hace patente que dicho planteamiento es inviable, puesto que la nueva traza está a una cota muy diferente a la actual .Es en estos casos dónde es necesaria la definición de un desvío provisional. Se debería hablar, en tales casos, de un proyecto de nueva carretera, no de un acondicionamiento y mejora.

             Como consecuencia de lo expuesto, ante un proyecto de acondicionamiento, debería analizarse el trazado de la carretera actual, tanto en planta como en alzado, para determinar así los tramos en los que es viable emplear el vial existente como base de la carretera proyectada. Si los tramos “aprovechables” no suponen un porcentaje sensible del total, cabría analizar la necesidad de plantear la ejecución de una carretera nueva, dejando el vial existente, convenientemente tratado al efecto, como viales secundarios para los accesos que, en todo caso, siempre deberían disminuirse en número y ubicarse en zonas convenientes y adecuadas a la nueva velocidad de la carretera.

 

Definición de zonas de entronque entre viales

              La definición de las zonas de entronque entre viales es uno de los puntos más conflictivos en lo que refiere al diseño del trazado, puesto que debe garantizarse la conexión entre dos plataformas que están definidas por dos ejes diferentes. En muchas ocasiones, para evitar este problema, se suele definir la plataforma secundaria por medio de la principal aplicando la pendiente transversal y el ancho total de la sección hasta el punto de intersección de los arcenes. El eje del vial secundario simplemente define la separación en planta del ramal, y por tanto el ancho total de la plataforma.

           Si bien de esta manera se evitan “escalones” entre las plataformas, por otro lado se pueden generar situaciones de contraperalte excesivo en el vial secundario, especialmente si el eje de éste se define por la banda blanca derecha. Así, en el caso de un tronco girando a izquierdas y un ramal que gira a derechas (o viceversa), el hecho de definir el ramal por deducción del tronco hasta la intersección de arcenes provoca que el vehículo que circula por el ramal, cuya trayectoria nada tiene que ver ya con la del tronco, encuentre su plataforma totalmente contraperaltada. Así, por ejemplo si el radio del tronco es 250 y su peralte del -7 o -8% y el del ramal es de 100 y peralte teórico del 7%, en el punto en cuestión habría un contraperalte de 14 puntos que es del todo inapropiado.

             Para evitar esta situación, se aconseja definir de manera independiente la plataforma del eje secundario (tanto alzado como peraltes) fijando puntos de control en la tangencia, la punta o nariz y la intersección de arcenes, y adaptando el alzado del ramal en los tramos intermedios. De esta manera se conseguirá evitar el escalón entre plataformas y también garantizar una definición adecuada a la trayectoria del vehículo que circula por el ramal.
     
             Por otro lado, es usual en obra emplear la sección de firme del tronco hasta la punta o nariz y cambiar en ese punto a la del ramal. Con este criterio, podría también justificarse la deducción del vial secundario por el principal hasta ese punto, para proceder a la transición de peralte en una relación adecuada (1 punto porcentual cada 5 o 10 metros) a fin de conseguir un peralte adecuado en la zona de la intersección de arcenes.

Errores en las mediciones

Habitualmente, el método empleado para el cálculo del movimiento de tierras y firmes consiste en el sumatorio de los parciales correspondientes a la semisuma de las áreas de cada perfil asociadas a cada material multiplicada por la distancia entre los perfiles consecutivos y a lo largo del desarrollo del eje.

Este método es adecuado para ejes en los que no hay mucha diferencia de desarrollo entre los márgenes de la plataforma. En el caso contrario se deberá aplicar una distancia compensada entre perfiles. Los programas de cálculo permiten aplicar esta distancia, calculando el baricentro de cada sección.

La aplicación de la medición por distancias compensadas puede ser poco significativa en ejes principales, pero es vital en otros casos como las rotondas, en las que según dónde se haya situado el eje (banda blanca interior o exterior) se obtienen desarrollos muy diferentes, y por tanto mediciones dispares de los diferentes materiales. Las diferencias en una rotonda pueden llegar a ser de más del 20%. Estas diferencias pueden no ser importantes si se trata de una obra grande, pero influirán en un porcentaje muy similar al indicado si el proyecto es exclusivamente de la rotonda.

 

Otro aspecto que usualmente no se contempla, y que en un proyecto exclusivo de una rotonda también tiene influencia en el presupuesto, son los rellenos de obra.

 

También suele no tenerse en cuenta el escalonado a ejecutar en los terraplenes existentes en los proyectos de mejora y ensanche, asícomo el saneo del terreno en las zonas adyacentes.

 

Igualmente, también es aconsejable introducir en el cálculo los perfiles correspondientes al inicio y fin de  las estructuras, a fin de ajustar lo máximo posible la medición, si bien dichos tramos suelen duplicarse al hacerse una medición específica en las excavaciones y rellenos que se efectúan en el capítulo de estructuras.

 

Hay otro aspecto, que generalmente no se considera por ser de poca importancia en el movimiento de tierras y firmes, es el error que se comete en la medición motivado por el hecho que en todos los proyectos siempre se trabaja en dos dimensiones, diferenciando la planta del alzado. Así, el desarrollo de los ejes siempre es considerado en planta, cuando debería tener presente la inclinación en alzado para obtener el desarrollo real del eje. Este hecho sí es de vital importancia en proyectos de conducciones, puesto que la longitud del desarrollo en planta es por supuesto inferior y sucederá que el en proyecto faltará medición (por ejemplo longitudes de hinca, de tubos,...)

 

Diseño de estructuras y definición del eje de trazado

En la definición de los tramos de ejes del proyecto en los que se producen cruces a diferente nivel debe establecerse una jerarquización de los ejes implicados, priorizando el diseño del eje principal sobre el secundario. Por otra parte, también debe establecerse una prioridad entre la geometría del eje o de la estructura en función de la categoría o características del vial en cuestión.

Así, en el ejemplo típico de un paso superior sobre una autovía, está claro que prevalece la definición de la autovía. Por otro lado, si el otro eje implicado es un vial secundario, debería priorizarse la definición de la estructura y ajustar el eje con posterioridad. Es decir, deberá definirse una estructura que optimice el cruce sobre el vial principal y que por tanto reduzca los costes y procesos de construcción. Así, en la medida de lo posible, la estructura de paso de una autovía debería estar incluida en una alineación recta en planta y a poder ser en rasante recta con una pendiente moderada. De no ser posible esta definición, se podría optar por una alineación única en curva en planta y un acuerdo convexo en alzado o las diferentes combinaciones descritas, pero siempre, y en ambos casos, con parámetros generosos que permitan obtener flechas adecuadas. En los tramos anterior y posterior a la estructura, debería ajustarse el eje en planta encajando la situación existente con la alineación de la estructura, siempre de acuerdo con los parámetros mínimos establecidos por norma en función de la categoría del vial.

El método de diseño descrito, que puede parecer evidente, no siempre suele ser el presentado en los proyectos e incluso en obra. El diseño inadecuado supone una mayor longitud de la estructura y por tanto un aumento del presupuesto. Incluso, y como se muestra en las figuras obtenidas del google maps, puede comportar la reducción de las calzadas auxiliares y todo por una falta de previsión en la definición.

 

 

 

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