REVISION DE ESTADO DEL ARTE

ACTUALIDADActualmente, existen 19.435 kilmetros de caminos de tierra en chile que presentan conectividad con pueblos o simplemente de uso forestal, agrcola, industrial, entre otros. Un camino no pavimentado no difiere mucho de uno pavimentado en cuanto a la funcionalidad que este presta, siendo que ambos tienen por objetivo principal otorgar accesibilidad, para diferentes tipos de vehculos, a zonas urbanas y rurales durante todo el ao, adems de ello caminos que soporte trfico comercial deben garantizar una mnima movilidad o velocidad de circulacin. As la mayor diferencia entre ambos caminos estar determinada por la demanda, por lo tanto los caminos no pavimentados no siempre se encuentran en buen estado, lo cual crea la necesidad de encontrar nuevas tcnicas y productos que favorezcan la elaboracin de vas terrestres con mayores estndares y de fcil mantencin.Distribucin del TMDA, segn clase del caminoFigura 1. Fuente; PUC 1992

La Direccin de Vialidad del ministerio de Obras Pblicas, divide en cinco categoras la red vial, de acuerdo a la importancia geopoltica de los caminos. De eta forma se tiene:

Tabla 1. Fuente: Categora y longitud de los caminos de la red vial administrados por el MOP segn criterios geopolticos (MOP, 2000)CATEGORIACLASE DEFICINICION LONGITUD (KM)

PAVIMENTADANO PAVIMENTADA

Nacional ACaminos de importancia nacional (ruta 5), y los caminos que conectan estos con las capitales regionales, puertos y aeropuertos.54661218

Regional Primario BCamino de importancia interregional. Unen caminos nacionales con capitales provinciales o conducen a pas Vecino 49381920

Regional SecundarioCCaminos de importancia regional. Conectan las distintas provincias entre si y son el acceso principal a localidades con mas de 1500 habs.33806263

Comunal PrimarioDCaminos que para las municipalidades tienen gran relevancia dentro de la comuna139622905

Comunal SecundarioECaminos pblicos que no pertenecen a ninguna de las categoras anteriores, y que tienen una importancia relativamente menor a nivel comunal32831706

De acuerdo a la tabla anterior, es posible que la cantidad de caminos no pavimentados NO disminuya significativamente en el tiempo, debido a que los recursos econmicos generalmente son destinados para la pavimentacin y conservacin de caminos que entran en la categora de Nacionales y Regionales Primarios. Entonces nace la necesidad de buscar tecnologas o medidas que permitan mejorar la calidad de estos caminos y brindar una eficiente metodologa de mantencin, permitindolos mantener la calidad que fue mejorada.En esta lnea el mejoramiento de suelos, va en directa relacin con una mejorar calidad de la va, teniendo diversos requerimientos, tales como la resistencia al esfuerzo cortante, la deformabilidad o compresibilidad, la estabilidad volumtrica ante la presencia de agua y otros, buscando en todos los casos un buen comportamiento esfuerzo deformacin de los suelos. CONSECUECIAS DEL DESPRENDIMIENTO DE PARTICULAS Y MALAS PROPIEDADES NATURLAES DE LOS SUELOSUna de las principales fuentes de ingreso del pas ve como su produccin es amenazada por una problemtica que se podra pensar no es tan relevante para aquella industria, aquello es el polvo en caminos sin pavimentar. Sin embargo, como lo seala Rada et al. (2013) en la revista Minera Chilena, el polvo pone en riesgo la salud de las personas y la seguridad operacional as como la continuidad del proyecto, tambin lo ve la industria forestal que de igual forma se ve afectada por el estado en el cual puedan encontrarse los caminos, ya que estos deben estar la mayor cantidad de tiempo posible en buenas condiciones por su directa relacin con una de las etapas de explotacin del recurso (el transporte del material), as el paso de camiones por caminos con malas caractersticas superficiales puede afectar a localidades aledaas al producirse el desprendimiento de partculas de la superficie, produciendo un peligro tanto para la seguridad vial, como tambin para la salud de las personas que viven en aquellos lugares. Dado el crecimiento econmico y la escasa conservacin que reciben los caminos sin pavimentar, estos presentan un estado deterioro elevado, siendo visiblemente deteriorados de distintas formas (baches, corrugaciones, ahuellamiento, material suelto, etc.) y generacin de polvo. Cuando todo lo anterior llega a ser grave, estos dejan de ser transitables. Por tanto las problemticas que estos caminos presentan son: La condicin de servicial dad de los caminos varia drsticamente en cortos periodos de tiempo, debido a las solicitaciones del trnsito y climticas Emisin de polvo, produciendo un deterioro ambiental y afectando la salud de las personas Limita la accesibilidad de las localidades ms pequeas a servicios como salud, educacin, cultura y Turismo. Incrementa el costo de Operacin de los vehculos Disminuye la seguridad Vial en el camino. Caminos en constante mantencin dada su mala calidad, afectando los trabajos al trnsito vehicular. En condiciones severas, los caminos pueden dejar de ser transitable, dependiendo del nivel de deterioro.

En cuanto a la emisin de polvo la Normativa vigente establece valores mximos permitidos de PM10 y (150 diario y 50 mensual en promedio anual).Fuente: figura 2, Experiencias en la aplicacin de Cloruro de Magnesio Hexahidratado (Bischofita) para la conservacin de caminos enripiados en la provincia de san juan.

FACTIBILIDAD DE LAS SOLUCIONESCon el objetivo de optimizar los costos asociados a la mantencin de caminos no pavimentados e incrementar su durabilidad, es que se comenzaron a utilizar estabilizadores de suelos los cuales mejoran las propiedades fsicas y/o quimicas de los suelos, pero, no es ms factible pavimentar estos caminos para solucionar el problema? Dada las condiciones del trnsito que se presentan principalmente en el rea de la gran industria, como los son por ejemplo Minera y Empresas Forestales, el trnsito de vehculos de alto tonelaje y la disponibilidad operacional hacen de esta una medida inviable.ESTABILIZADORES Y SUPRESORES DE POLVO EN CAMINOSLa estabilizacin puede ser mecnica, por mezcla de dos o ms suelos de diferentes caractersticas, siendo esta ltima opcin muy limitada, ms a menudo, la estabilizacin se lleva a cabo incorporando aditivos que actan fsica o qumicamente sobre las propiedades del suelo. Los ms utilizados son el cemento y la cal, pero tambin se utilizan escorias granulares, cenizas volantes, ligantes hidrocarbonados fluidos, cloruro sdico y cloruro clcico (kraemer et al.,2004).Los procesos de estabilizacin con aditivos tienen un mayor o menor xito dependiendo del tipo de suelo, el aditivo utilizado, de la cantidad aadida y muy especialmente la ejecucin. En la literatura, Kraemer et al.(2004) seala que tcnicamente, cuando se trata de mejorar ligeramente las propiedades de un suelo por adicin de una pequea cantidad de aditivo, es usual hablar de suelo mejorado con... mientras que la mezcla que ofrece finalmente una resistencia y rigidez apreciables se le suele llamar suelo estabilizado con.Diversos estudios se han llevado a cabo para hallar la mejor solucin, la cual debe adecuarse a cada localidad en donde se quiere implementar, por lo tanto no hay una solucin nica para todos los suelos. Yilmaz et al. (2009), por ejemplo, analizo el potencial de tres enzimas liquidas diferentes para la estabilizacin de suelos, sin embargo al final de su investigacin concluyo que dichas enzimas no mejoran en una gran medida los parmetros geotcnicos de los suelos del tipo CL y CH. Hazirbaba et al. (2009) tuvo mejor suerte en la bsqueda de unos aditivos no convencionales para solucionar los problemas de las capacidad de los suelos, principalmente arcilla, utilizando Geofibra y Fluido Sinttico como estabilizadores, en elos analizados realizados mediante ensayor CBR y ensayos de compresin triaxial a variable humedad, arrojaron que la mezcla de Geofibra con fluido sintetico como estabilizador tiene un impacto relevante en la capacidad portante de suelo la cual se va acentuando a lo largo del tiempo. La aplicacin de agua como supresor de polvo es una solucin a corto plazo y opera a partir de la aglomeracin de partculas en la superficie. Dependiendo de la temperatura y humedad tiene una eficiencia relativa que va desde los 30 minutos hasta las 12 horas, su capacidad de controlar el polvo decrece muy rpidamente, ms aun si el clima es caluroso y seco. Teniendo adems otro gran punto en contra, es un bien muy limitado.Por otro lado las sales y cloruros ms ampliamente utilizadas son el cloruro de magnesio Hexahidratado, (Bischofita) y el cloruro de Calcio . La mayor parte del cloruro de calcio procede de las canteras o minas y es obtenido como subproducto en la produccin de carbonato sdico.

Los principales beneficios que presenta el Cloruro de Calcio para la estabilizacin de suelos son: a) Mantienen estable la humedadb) Aumenta la densidad Mxima para un mismo esfuerzo de compactacinc) Mantiene la superficie del pavimento humedad, reduciendo la formacin de polvo con el trnsito y reteniendo los agregados de la carretad) Rebaja la temperatura de congelacin del agua, por lo que los suelos sufren menos los efectos de la helada. e) Aumenta la densidad durante el curado f) Suministra cationes de calcio, que pueden mejorar las caractersticas de las arcillas del grupo montmorillonitico As tambin sus desventajas o limitaciones quedan dadas por: a) Se recomienda utilizar con suelos bien graduadosb) Se disuelve es arrastrado por las aguas lluviac) Para usarse como paliativo del polvo la humedad relativa debe ser que la crtica durante el dad) Cuando se usa en tratamientos superficiales, partculas de cloruro se pueden depositar en los vehculos acentuando la corrosin de las partes metlicas Cloruro de Calcio en la solucin versus T de congelamientoFuente: figura 2, Efectos del Cloruro de Calcio en la estabilidad de las tierras

La Bischofita o Cloruro de Magnesio Hexahidratado en tanto, siendo uno de los elementos ms utilizados para estabilizar y eliminar la polucin, presenta 3 principales caractersticas que lo hacen un buen estabilizador de suelos.1) Delicuescencia: Capacidad de absorber la humedad del aire y disolverse en esta humedad para formar una solucin liquida. El cloruro de Magnesio absorbe agua cuando la humedad relativa es superior a 32%, proceso que cesa cuando la presin de vapor de la solucin salina originada es igual a la presin de vapor de la atmosfera. Tiene adems la capacidad de retener la humedad absorbida por un tiempo prolongado, dependiendo aquello de las condiciones climticas. La cantidad de agua absorbida es proporcional a la superficie expuesta de la sal, a la humedad relativa del aire y a la concentracin de Bischofita en la solucin.

2) Presin de vapor: la presin de vapor de la solucin es significativamente menos que la del agua a cualquier temperatura y humedad relativa, traduciendo en una reduccin de la tasa de evaporacin del agua de hasta 3,1 veces. Ayudado tambin por un mayor tensin superficial del agua, producto de la adicin de cloruro de magnesio a la solucin.

3) Temperatura de congelamiento: la temperatura de congelamiento es significativamente menor a la del agua, lo que ayuda a derretir la nieve y el hielo acumulado en la superficie de la calzada. Anlisis qumico de la bischofita

Fuente: Tabla 1, Evaluacin de la efectividad del cloruro de Magnesio Hexahidratado (Bischofita) como estabilizador qumico de capas de rodadura granularesSegn Kzdi.et al,(XXXX), el mecanismo de estabilizacin de la Bischofita consiste en: absorcin y retencin de humedad, en las horas de mayor humedad relativa, en la superficie de rodadura, de esta forma evita la prdida de partculas finas de polvo y la posterior prdida de partculas gruesas. Luego, bajo condiciones de humedad relativa bajas, se produce la cristalizacin del cloruro de magnesio en la superficie de la carpeta de rodado, cementando las partculas finas, formando una costra dura que resiste la accin abrasiva del trnsito, con ello se reduce el deterioro y mejora la calidad de la superficie.Uno de los efectos negativos que presenta este estabilizador y supresor de polvo es la posible contaminacin de cultivos aledaos a los caminos donde se utiliza el recurso. Por otro lado la posibilidad de llevarlo a otros tipos de climas ms lluviosos, por ejemplo, dado que es altamente higroscpico ste se podra auto-disolver, desarrollando un comportamiento sobre las propiedades del suelo totalmente opuesto al deseado. En cuanto a las condiciones del trnsito que se pudiesen desarrollar, dadas las propiedades de retener agua en la superficie, aquello podra incurrir en un importante grado de inseguridad vial a velocidades elevadas. METODOLOGIAS PARA LA MEDICION DE POLVO GENERADO POR VEHICULOS NO PAVIMENTADOSLa prdida del material granular fino de la superficie de rodado es la causa principal del deterioro progresivo de un camino no pavimentado o estabilizado. Ya que el material fino conforma la matriz dentro de la cual se alojan las partculas de mayor tamao que son capaces de resistir las cargas por el trnasito, rellenando todos los espacios que quedan entre los materiales gruesos, formando con ello una estructura mas densa que puede resistir de mejor forma las deformaciones. Por lo tanto cuando la carpeta de rodado comienza a perder material fino, deja sin confinamiento a las partculas de mayor tamao, los uales comienzan a perder progresivamente produciendo polvo, baches, calamina y generando una superficie de reas extensas de tierra sin vegetacin o no pavimentadas.

Segn Jones et a,(1990) el polvo se genera cuando se dan las siguientes condiciones: Las tensiones de corte provocadas por e viento o los neumticos del vehiculo producen fuerzas entre las partculas que exceden la resistencia de las mismas a permanecer unidas. Presencia de una importante catidad de material fino (menor a 0,075 mm de dimetro) suelto en la capad de rodadura.Por otro lado, Foley et al, (1996) seala otro factores que de igual forma influyen en la generacin de polvo, como lo son: Velocidad de las corrientes o turbulencias de aire en la superficie, la cual depende de la velocidad de los vehculos (cantidad de polvo generado es inicialmente proporcional a la velocidad), de la forma aerodinmica de los vehculos (vehculos mas bajos causan una mayor liberacin de polvo), y de la velocidad del viento Volumen de transito, relacionando una mayor tarnsito de vehculos con una mayor liberacin de partculas del camino Granulometria del material, particualas de mayor tamalo no son liberadas fuera de la superficie del camino y se mantiene suspendidas en el aire por menos tiempo.Sin embargo, las partculas mas dbiles al ser arrastradas se degradan y pulverizan formando partculas de menor tamao. Restriccion de los finos. Esto esta relacionado a la compactacin de la superficie de rodado, a la cohesion del material y su durabilidad. Si hay algo que si difiere de un camino pavimentado y uno No pavimentado es la gestin, es decir, el sistema por el cual son evaluados ambos tipos de caminos, siendo en caminos sin pavimentar de gran relevancia la inspeccin visual. La evaluacin visual de caminos puede ser utilizada para determinar ndices de condicin, necesidad de mantenimiento y rehabilitacin y determinar si es o no una prioridad dentro de los caminos. Con este fin las fallas evaluadas son la perdida de grava, los baches, el ahuellamiento, la erosin, la calamina, la perdida de material, la perdida de grava y la emisin de polvo.Mientras que la gran mayora de las caractersticas superficiales de un camino de tierra o ripio pueden ser razonablemente evaluadas a travs de una inspeccin visual o con una instrumentacin relativamente simple, no resulta igualemte fcil la medicin de la emisin de polvo. Hace algunos aos, al no haber metodologas que produzcan mediciones objetivas y cuantitativas de la emisin de partculas de polvo, se utilizaban escalas de medicin nicamente cualitativas. De esta forma es como jones y Paige (2000) evalua el polvo en los caminos de acuerdo al siguiente criterio. Grado Descripcin

1No hay prdida de visibilidad

3Cierta perdida de visibilidad, sin disconformidad

5Peligrosa perdida de velocidad, significativa disconformidad

Grado de polvo

Fuente:La USArmy (1987), desarrollo tambin un manual de terreno para medir los problemas de mantenimiento en caminos no pavimentados. Dicho manual tiene como finalidad realizar un ranking de los caminos no pavimentados de acuerdo a las siguientes fallas: Seccion transversal Incorrecta Sitema de drenaje Inadecuado Corrugaciones Polvo Baches Ahuellamiento Perdida de agregadosTodas estas fallas son calificadas de acuerdo a parmetros establecidos de acuerdo al efecto funcional que tiene sobre el camino. En este sentido, para el caso del polvo se utiliza una evaluacin en funcin de la altura de la nube de polvo que produce un vehiculo a 40 . Cada uno de los casos corresponden a: Baja severidad: corresponde a la altura de polvo inferior a 1 metro Media Severidad: corresponde a la altura de polvo entre 1 a 2 metros Alta Severidad:Corresponde a la altura de polvo sobre los 2 metros

Actualmente los mtodos para medir la efectividad de un producto o procedimiento para la estabilizacin y supresin del polvo, ha evolucionado de acuerdo a las tecnologas del presente, siendo el mtodo ms utilizado, el llevado a cabo por un instrumento llamado Dust mate, el cual entrega un numero de partculas por para distintos tamaos (PM10; PM2,5; PM1) presentes en el aire, con el objetivo de estudiar umbrales de funcionamiento. Este equipo es porttil, pudiendo ser utilizado en diversos tipos de vehculos y las medidas se pueden realizar a distintas velocidades. De igual forma el equipo permite registrar continuamente la emisin de polvo para intervalos de tiempo muy pequeos, permitiendo evaluar distancias de camino menores a 10 metros, permitiendo realizar un anlisis ms detallado del mismo.