El uso de geosintéticos para pavimentos de aeropuertos es clave porque incrementa la resistencia y durabilidad de las pistas de aterrizaje. Estas deben resistir factores como el peso de las aeronaves, la presión de los neumáticos y el volumen de tráfico.

La selección de los materiales que constituirán la estructura de los pavimentos es un factor muy importante. No solo su edificación sino su mantenimiento implica requerimientos complejos debido a la naturaleza de su actividad. En ese sentido, en este artículo conocerás algunas de las razones por las que los geosintéticos son claves para el pavimento de aeropuertos.

¿A cuáles exigencias responde el pavimento de aeropuertos? 

En primer lugar, destaca considerar la cantidad de peso y actividad que las pistas de aterrizaje reciben cada día. Si bien esta variable es difícil de delimitar para un escrito tan general como este, sí es posible recordar que esto se asocia con una clasificación de aviones basada en sus cargas, presión de neumáticos (la cual puede variar entre los 75 y 200 psi, según ejes y peso bruto), así como volumen de tráfico.  

A su vez, las cargas abarcan no solo el peso bruto del avión, sino que el diseño de un pavimento. Esto último debe contemplar aspectos como el peso máximo que el avión ejerce al despegar. La correcta selección de material, además, dependerá de un exhaustivo estudio que estará relacionado con las condiciones climáticas del lugar.  

Esto último es lo que anuncia la pertinencia de considerar geosintéticos para el pavimento de aeropuertos. Estas soluciones llevan a cabo funciones de filtrado, resistencia, impermeabilización y separación de materiales en las diferentes capas del suelo. Su finalidad radica no solo en incrementar la capacidad portante del mismo, sino su durabilidad. 

Características estructurales del pavimento de aeropuertos 

El pavimento de aeropuertos debe cumplir con un ancho adecuado y una resistencia suficiente para soportar las cargas sin presentar fallas o agrietamientos. Asimismo, también debe presentar una adherencia óptima entre los neumáticos del tren de aterrizaje y la superficie, incluso en condiciones húmedas. Además, debe resistir los efectos del tráfico aéreo, la intemperie, las variaciones de temperatura y la presencia de agua. 

Los pavimentos aeronáuticos están diseñados para transmitir de manera eficiente las cargas impuestas por las aeronaves, pero con el mínimo esfuerzo en las capas estructurales. Para ello, deben contar con materiales de alta calidad y espesores adecuados que eviten fallas provocadas por la abrasión y el tráfico constante. En los casos en los que se aplica una carpeta asfáltica sobre una losa de concreto hidráulico, es fundamental emplear una capa intermedia de geotextiles (un tipo de geosintéticos). Estos elementos previenen la aparición de las juntas del concreto en la nueva superficie asfáltica.

Otros esfuerzos estructurales que afectan al pavimento 

Otros esfuerzos estructurales que afectan al pavimento de aeropuertos son la aceleración, el frenado y los giros de las aeronaves. Además, también es necesario contemplar las tensiones generadas en los pavimentos flexibles cuando se deforma verticalmente el área de carga. En tal caso, la resistencia del pavimento también depende de la calidad de los materiales empleados. Al respecto, un espesor protector adecuado permite reducir los esfuerzos transmitidos a las capas inferiores.  

El tipo de carga aplicada y la velocidad de las aeronaves también influyen en la resistencia del pavimento. Por ejemplo, un avión pesado puede generar cargas por rueda superiores a 47.50 toneladas. Sin embargo, para el diseño de pavimentos se consideran de 20,000 a 40,000 cubrimientos durante su vida útil (lo cual se entiende como el número de pasadas necesarias para cubrir el tercio central de la pista con trayectorias paralelas). 

Por lo anterior, en comparación con el tráfico carretero, los aviones imponen mayores cargas, aunque con menor frecuencia. A manera de referencia, los camiones que circulan en carreteras, según la Norma Oficial Mexicana NOM-012-SCT-2-2008, pueden pesar entre 30 y 65 toneladas y contar con hasta 34 llantas en 9 ejes. En aeropuertos, las cargas son superiores, pero con menor número de repeticiones. Aunado a esto, la presión de las llantas de las aeronaves oscila entre 13 y 14 kg/cm2 (aproximadamente 200 lb/pulg2). Esto último depende de la configuración del tren de aterrizaje y el peso bruto del avión. 

Tipos de deterioros en pavimentos 

Con base en las características anteriores, el deterioro del pavimento puede clasificarse en tres categorías principales: 

• Por insuficiencia estructural: se origina cuando los materiales empleados para el pavimento no tienen la resistencia adecuada o cuando el espesor de las capas es insuficiente para soportar las cargas previstas. 

• Por defectos constructivos: se presenta cuando, a pesar de contar con materiales adecuados, la construcción presenta errores que afectan el desempeño estructural del pavimento aeroportuario. 

• Por fatiga: ocurre en pavimentos que inicialmente fueron adecuados, pero que, con el tiempo y el incremento de peso de las aeronaves, experimentan degradación estructural y pérdida de resistencia. }

¿Cómo prevenir estos problemas en los pavimentos de aeropuertos? 

Para prevenir tal desgaste, se deben considerar factores que, a su vez, responden a los estándares internacionales de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI); por lo tanto, se deben realizar estudios previos como los siguientes: 

• Mecánica de suelos para conocer el tipo de terreno y definir el tratamiento necesario según su composición. 
• Hidrología, con el fin de determina la cantidad de agua en el subsuelo y la presencia de cavidades que puedan comprometer la estabilidad de la cimentación. 
• Meteorología para evaluar factores como la niebla, la dirección y velocidad de los vientos, aspectos clave en la orientación de la pista. 
• Geografía para identifica obstáculos visuales, como elevaciones del terreno o vegetación densa, que puedan interferir con la operación de la pista. 

Derivado de la anterior, una constante es que el sistema y componentes de drenaje resultan fundamentales para la seguridad operativa de los aeropuertos, ya que evita la acumulación de agua que podría comprometer el desempeño de las aeronaves. Para lograrlo, los aeropuertos modernos cuentan con sofisticadas redes de drenaje y geosintéticos drenantes que permiten una rápida evacuación del agua de lluvia y subterránea. 

Los geosintéticos en el proceso constructivo de un pavimento aeroportuario

Recordemos que, para ello, el proceso constructivo de un pavimento de aeropuertos comienza con la limpieza del terreno. A esto le siguen la excavación y la colocación de una capa subrasante con material granular. Posteriormente, se instala la subbase para alejar el agua de la estructura del pavimento.  

En esta etapa, precisamente, el uso de geosintéticos es crucial para mejorar la capacidad de drenaje y reforzar la estabilidad del pavimento. Posteriormente, a estas capas le siguen la base y la carpeta, cuyo espesor varía según la resistencia requerida (pueden alcanzar hasta 48 cm en las cabeceras de pista). 

En ese sentido, pues, la pertinencia de integrar geosintéticos para pavimentos de aeropuertos radica en que el drenaje debe ser optimizado no solo a nivel superficial (lo que implica canalizar el agua de lluvia hacia colectores principales), sino a nivel subterráneo (el diseñado para evacuar agua del subsuelo mediante geosintéticos que pueden incluir redes de geotubos y geocompuestos drenantes, así como geotextiles y geomallas).  

Conoce todas las soluciones de Maccaferri en geosintéticos para pavimentos 

Consecuencias al no integrar un adecuado drenaje con geosintéticos 

En cualquier caso, el diseño del drenaje de pavimentos como los construidos para aeropuertos debe seguir el método racional. Con base en ello, la magnitud del escurrimiento depende del coeficiente de escurrimiento, la intensidad de la precipitación y el área afectada. Si este principio no es aplicado, el resultado podría ser un drenaje deficiente que repercutiría en efectos adversos en el pavimento. 

Por ello es clave el uso adecuado de geosintéticos en los sistemas de drenaje de los pavimentos aeroportuarios. Estos contribuyen a optimizar la evacuación del agua, prolongar la vida útil del pavimento y mejorar, por tanto, la seguridad de las operaciones aéreas. De lo contrario, se tendrían consecuencias asociadas a los siguientes eventos:  

• Reducción de la resistencia de los materiales granulares y de la subrasante. 
• Expulsión de finos, lo que debilita la estructura del pavimento. 
• Levantamientos diferenciales en suelos expansivos. 

Este artículo fue realizado con base en la investigación académica de la tesis Pavimentos aeronáuticos, de Diana Rolland, y la experticia del equipo técnico de Maccaferri 

¿Quieres conocer más? 

Da CLIC AQUÍ para contactar a un asesor