Infraestructura de transporte sustentable

Examinamos las posibilidades de contar con un sistema de clasificación de autopistas ecológicas

por James M. Bryce

Los estadounidenses se unen para recorrer más de 3 billones de millas en más de 4 millones de millas de carreteras. Los precios en alza del combustible y el temor del calentamiento global han hecho que muchas personas tomaran una mayor consciencia sobre la protección del medio ambiente y opten por manejar menos y hacer compras ecológicas. Y, mientras muchos estadounidenses luchan por comprar automóviles más eficientes para cuidar sus bolsas, además del medio ambiente, algunos se dan cuenta de que los caminos por donde transitan podrían ser más sustentables desde el punto de vista económico y ambiental.

Ya existen muchas tecnologías para reducir el impacto de las autopistas en el medio ambiente, como las técnicas de planificación avanzada, construcción inteligente y mantenimiento eficaz que suelen usarse en el diseño de autopistas modernas. Sin embargo, la práctica habitual de la industria tiende a concentrarse en los costos a corto plazo de la construcción de caminos y, a menudo, no tienen en cuenta formas de reducir los costos a largo plazo o los de operación y de mantenimiento mediante la construcción de autopistas más sustentables.

Un sistema de clasificación de autopistas "ecológicas" sería una opción para modernizar las mejores prácticas de control de las autopistas estatales y federales y que incluyan técnicas de reciclaje avanzado, una gran mitigación del impacto ambiental y una considerable reducción de la energía. Dicho sistema clasificaría las diferentes etapas del proceso de construcción de autopistas y luego las calificaría según su sustentabilidad ambiental. Esta propuesta sería beneficiosa para el diseño y la construcción de nuevos sistemas de transporte de superficie como también para el mantenimiento de la infraestructura de transporte existente.

Sin embargo, el desarrollo de un sistema de autopistas ecológicas presenta varios desafíos. En la actualidad, no existe ninguna definición estándar de sustentabilidad en el diseño de autopistas. El desarrollo de un sistema de clasificación ecológica de esta índole exigiría cooperación entre organismos gubernamentales. Además, todavía hace falta crear muchas normas para los materiales de los sistemas de transporte y su evaluación.

¿Qué es una autopista ecológica?

Si bien hace muchos años que se viene alentando la implementación de tecnologías relacionadas con el diseño de autopistas ecológicas, este concepto es relativamente nuevo.

A primera vista, una autopista ecológica tal vez no parezca muy diferente de una normal, pero si el conductor observa minuciosamente, notará diferencias sutiles. Hay más vegetación a la altura de los acotamientos y se plantan más árboles como barrera de protección de la fauna. En las ciudades, las autopistas son más agradables desde el punto de vista estético y, en las zonas rurales, pasan a ser un componente más natural del entorno.

Una autopista ecológica pude distinguirse por cinco aspectos generales, cada uno de los cuales abarca varias cuestiones (Figura 1).

Principales características de las autopistas ecológicas

Control de las aguas pluviales basado en cuencas

El control de las aguas pluviales basado en cuencas tiene un rol importante en la reducción de las escorrentías de una autopista y en su tratamiento. Muchos diseños de autopistas incluyen métodos de control de las aguas pluviales. En Portland, Oregon, se están implementando biozanjas en las calles de los barrios y en los estacionamientos impermeables para disminuir y tratar las escorrentías. Muchos proyectos también incluyen pantanos junto a las autopistas, que sirven de procesos naturales de tratamiento del agua.

Reducción de la energía y de las emisiones del ciclo de vida

La energía es una de las mayores preocupaciones económicas. Se usa una gran cantidad de energía tanto en la producción de materiales para carreteras como en su construcción y mantenimiento, y los vehículos también consumen energía cuando quedan atrapados en embotellamientos en carreteras mal diseñadas. Para contrarrestar la cantidad de energía que demanda el hormigón, se han estudiado muchos materiales como, por ejemplo, las cenizas volantes y la escoria, para reemplazar una buena cantidad de cemento. Si se usa una tonelada (0,9 toneladas métricas) de cenizas volantes como sustituto de una tonelada (0,9 toneladas métricas) de cemento en el hormigón, se puede obtener una reducción total de la energía primaria de 4,5 millones de BTU (4.695 megajoules),¹ o el equivalente a la energía utilizada para quemar 39 galones (147 litros) de gasolina.² Dado que se estima que la producción de cemento llegará a los 202 millones de toneladas (183 millones de toneladas métricas) en el año 2020,³ si se sustituye el 50% de cemento por cenizas volantes, podría ahorrarse la energía equivalente a 6.400 millones de galones (24.000 millones de litros) de gasolina por año.

Reciclar, reutilizar y renovar

El uso de materiales reciclados en el diseño de autopistas puede reducir considerablemente la cantidad de materiales que ingresa en los rellenos sanitarios de la zona además de reducir la cantidad de pozos de materiales vírgenes necesarios para la construcción de autopistas. Los materiales reciclados pueden clasificarse en varias subcategorías según su producción y los componentes de los materiales reciclados (RMC, por sus siglas en inglés) son una especie de material reciclado que se obtiene de subproductos industriales. Se ha descubierto que el uso de RMC puede reducir notablemente la energía que consume una autopista, las emisiones de gas invernadero y el costo total de la carretera. A continuación, se presentan resultados de un estudio realizado en 2004 y 2005 sobre el uso de RMC durante esos dos años:

• 30 billones de BTU (31.500 millones de megajoules) de uso reducido de energía,
• 4,2 millones de toneladas (3,8 millones de toneladas métricas) de emisiones de aire de CO2 equivalente evitado,
• y 55 millones de galones (2.100 millones de litros) de ahorro de agua.⁴

Conservación y manejo de ecosistemas

El manejo de ecosistemas incluye muchas técnicas para reducir el impacto de las autopistas en el entorno natural. En un artículo publicado en la Journal of the Transportation Research Board (Publicación de la Junta de Investigación de Transporte), J.F. Morrall y T.M. McGuire tratan los efectos del manejo de ecosistemas incorporados en el diseño de una autopista en los parques de las Montañas Rocallosas canadienses. Según la investigación, la provisión de estructuras y pasajes subterráneos para el cruce de animales redujo un 97% los choques entre vehículos y animales.⁵

Beneficios totales para la sociedad

Durante muchos años, la sustentabilidad se ha definido como un instrumento concentrado en el entorno natural y se han pasado por alto las consecuencias en el medio artificial. Sin embargo, un enfoque integral de la construcción sustentable debe tener en cuenta los beneficios totales para la sociedad. Las autopistas tienen un impacto importante en las economías locales. Una autopista con un diseño atractivo puede captar oportunidades comerciales para una comunidad y brindar empleos e ingresos impositivos a nivel local, mientras que una autopista mal diseñada puede reducir el tráfico a algún negocio y con el tiempo hacer que se busque una mejor ubicación.

El sistema de autopistas de los EE. UU.

El sistema de autopistas de los EE. UU. es una red enorme de vital importancia para la economía de nuestra nación. Sin embargo, el número cada vez mayor de usuarios del transporte público y las anticuadas superficies han dejado las autopistas en estado de deterioro. Los años y el estado de la infraestructura de los EE. UU. han llevado a largas deliberaciones sobre la reautorización próxima de la ley de transporte de superficie, Ley para un transporte seguro, confiable, flexible y eficiente: un legado para los usuarios (SAFETEA-LU, siglas de Safe, Accountable, Flexible, Efficient Transportation Equity Act: A Legacy for Users).
Esta ley, que será un punto central para el 111avo Congreso, autoriza programas federales de transporte de superficie para autopistas hasta el 2009.⁶ Las leyes del transporte de superficie son esenciales en el financiamiento de la investigación para mejorar los sistemas de autopistas y los centros de investigación son responsables del desarrollo y de la implementación de tecnologías nuevas que sean útiles para el sistema de autopistas.

Sistemas actuales de clasificación de autopistas ecológicas

En 2007, investigadores del estado de Washington desarrollaron el sistema de clasificación Green Roads (Autopistas ecológicas), que mide la sustentabilidad de una autopista asignándole puntos a una superficie según aspectos generales como algunos programas de clasificación de edificios ecológicos.

La investigación preliminar sobre el sistema Green Roads ha mostrado que puede implementarse en el estado de Washington con resultados prometedores. Sin embargo, el sistema necesita que se lleve a cabo una investigación exhaustiva en zonas fuera del noroeste. Además, expertos de la Dirección Federal de Autopistas (FHWA, Federal Highway Administration) y de la Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU. (EPA, Environmental Protection Agency) han manifestado con gran preocupación que los sistemas de clasificación deberán ser dinámicos. Muchas tecnologías no son adecuadas para todas las regiones de los EE. UU o no pueden transferirse a otras regiones sin antes hacerles actualizaciones importantes.

Sociedades para las autopistas ecológicas

Hay muchas sociedades que trabajan con organismos federales en el desarrollo de infraestructura sustentable y se encargan de informarles o educarlos sobre las tecnologías disponibles para la construcción y el mantenimiento de la infraestructura pública. El Recycled Materials Resource Center (RMRC, Centro de Recursos de Materiales Reciclados) y la Green Highways Partnership (GHP, Sociedad de Autopistas Ecológicas) son dos de esas sociedades esenciales a las autopistas ecológicas.

El Recycled Materials Resource Center

El Recycled Materials Resource Center trabaja de la mano con programas federales de autopistas para promover el uso de materiales reciclados en los proyectos de autopistas. En junio de 1998, se aprobó la Ley de Equidad en el Transporte para el siglo XXI (TEA, Transportation Equity Act for the 21st Century con el fin de financiar mejor los proyectos de autopistas federales. Los fondos que la ley le asigna a la FHWA se usaron para la concepción del RMRC. En los últimos 10 años, el RMRC llegó a incluir los campus de la Universidad de Nuevo Hampshire y de la Universidad de Wisconsin, que investigan los beneficios del uso de materiales reciclados en la construcción de autopistas. El objetivo final de la RMRC es aumentar el uso adecuado de estos materiales en la construcción y el mantenimiento de autopistas. El propósito es reducir la cantidad de materiales que van a los rellenos sanitarios o a las reservas y menguar el costo y el impacto en el medio ambiente de los proyectos del Departamento de Transporte de los EE. UU.⁷

La Green Highway Partnership

La Green Highway Partnership está integrada por muchos organismos estatales y federales que trabajan juntos para el desarrollo de sistemas y tecnologías de transporte de superficie ecológicos por medio de la investigación y de actividades afines. De acuerdo con su lema, "La GHP es una iniciativa voluntaria privada y pública que está revolucionando la infraestructura del transporte de nuestra nación. Mediante conceptos tales como planificación integrada, flexibilidad normativa y premios basados en el mercado, la GHP busca incorporar mayor eficacia y administración medioambiental en todos los aspectos del ciclo de vida útil de una autopista".⁸

El desarrollo de normas para usar en un sistema de clasificación de autopistas ecológicas

Un sistema de clasificación de autopistas ecológicas fomentará el desarrollo de tecnologías basadas en los diferentes criterios que se utilizan para evaluar una autopista. Las normas tendrán un papel esencial en la definición de la sustentabilidad y en el desarrollo de tecnologías sustentables. El uso de normas garantiza que podrán reproducirse los mismos métodos con resultados similares y la reproducibilidad es una forma importante de garantizar que la clasificación puede hacerse con la menor parcialidad posible. Se han desarrollado muchas normas sobre sustentabilidad. Por ejemplo, la ASTM International cuenta en la actualidad con más de 500 normas relacionadas con este tema.

Muchas pueden aplicarse para el diseño y los análisis de costos y de riesgos relacionados con la construcción de autopistas ecológicas. Los expertos en transporte han usado la norma E1804 de la ASTM, método para realizar e informar análisis de costos durante la fase de diseño de un proyecto, con el objetivo de crear un esquema para valorar un proyecto. La norma D7229 de la ASTM, método de prueba para la preparación y la determinación de la gravedad específica de muestras a granel de mezcla fría de asfalto (CMA, siglas en inglés de cold mix asphalt) de granulometría densa por medio del compactador giratorio Superpave, ha contribuido a la propagación del uso de mezcla fría de asfalto en los EE. UU., lo que redujo el consumo de energía de las autopistas.

Obstáculos en la implementación de autopistas ecológicas

Para introducir una nueva tecnología en la sociedad, antes deberá estar verificada por antecedentes consistentes y su uso deberá estar considerado libre de riesgos. La mayoría de las técnicas que llevarán a la creación e implementación de un sistema de autopista ecológica son muy nuevas. Las normas y la investigación contribuirán con el desarrollo de un historial para las tecnologías, pero su implementación exige la seguridad de su desempeño.
Además, en el gobierno existen ciertas inquietudes sobre los sistemas de clasificación de autopistas ecológicas. Una de las opiniones del FHWA es que la implementación de clasificaciones de autopistas ecológicas es prematura y contraproducente.

Autopistas sustentables desde un punto de vista global

En 1999, la FHWA ayudó a financiar el viaje de un equipo de investigadores a cuatro países de Europa para investigar métodos internacionales de sustentabilidad de autopistas. Esos países implementaron programas para aumentar la cantidad de proyectos de construcción sustentable y para crear una mayor conciencia pública sobre la necesidad general de sustentabilidad. Cada país decidió llevar a cabo una amplia investigación sobre maneras de incrementar el reciclado sin dejar de mantener una infraestructura fuerte. Un factor decisivo en estos pasos hacia la sustentabilidad fue un mayor uso de la tierra y una menor disponibilidad de espacio de relleno sanitario. Se hicieron muchos más viajes de investigación y se descubrió que en muchos países europeos la sustentabilidad había traspasado la investigación científica y había captado el interés del público en general.

Conclusiones

El desarrollo de autopistas ecológicas tendrá un papel importante en el esfuerzo para mitigar los impactos artificiales en el entorno natural. Se está explorando y difundiendo el mercado de la construcción ecológica. Muchas disciplinas han tomado conciencia de los beneficios de la sustentabilidad. La construcción ecológica se ha desarrollado en el mercado de las estructuras y tuvo resultados positivos en el desarrollo de sistemas de clasificación de edificios ecológicos. Sin embargo, el éxito en los mercados privados no se traslada automáticamente al sector público. Las autopistas son propiedad pública y se financian con fondos públicos, y hará falta desarrollar otras técnicas innovadoras para autopistas sustentables.

EE. UU. ha estado sistemáticamente a la vanguardia del desarrollo tecnológico y ha puesto siempre énfasis en la necesidad de contar con una infraestructura integrada y una construcción eficiente de bajo costo. Sin embargo, con el temor de que el hombre provoque un impacto cada vez más irreversible en el entorno natural, hace falta reconocer nuevos objetivos de infraestructura.

James M. Bryce es estudiante del último año de ingeniería civil de la Universidad de Missouri-Columbia. Este verano, la ASTM International financió la participación de Bryce en el programa de pasantías para estudiantes de ingeniería de Washington.

Referencias

1. Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU. (EPA). Waste and Materials-Flow Benchmark Sector Report: Beneficial Use of Secondary Materials - Coal Combustion Products. 12 de feb. de 2008. EPA. Washington, D.C.

2. Hofstrand, Don. Energy Measurements and Conversions. Acceso: 20 de julio de 2008. http://www.ecotec-systems.com/Resources/FUEL_CONVERSION_WORK_SHEET.pdf. Última actualización: sept. de 2007.

3. Asociación de Cemento Portland. “The Monitor: Forecast Report.” Enero de 2008. Acceso: 20 de julio de 2008. http://www.cement.org/econ/pdf/Long-TermFlashwinter2007nonmember.pdf.

4. Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU. (EPA). “Study on Increasing the Usage of Recovered Mineral Components in Federally Funded Projects Involving Procurement of Cement or Concrete to Address the Safe, Accountable, Flexible, Efficient Transportation Equity Act: A Legacy for Users.” 2 de junio de 2008. Informe EPA530-R-08-007 de la EPA.

5. Morrall, J.F.; McGuire, T.M. “Sustainable Highway Development in a National Park.” Journal of the Transportation Research Board. 1702/2000 (2007). 3-10.

6. Dirección Federal de Autopistas. Safe, Accountable, Flexible, Efficient Transportation Equity Act: A Legacy for Users — A Summary of Highway Provisions. FHWA Office of Legislation and Intergovernmental Affairs. (Oficina de Asuntos Legales e Intergubernamentales de la FHWA). 25 de agosto de 2005.

7. TPF/Transportation Pooled Fund Program. (Programa de fondo común de transporte) Pedido: 5 de nov. de 2007. Acceso: 25 de junio de 2008. http://www.pooledfund.org/projectdetails.asp?id=1177&status=1.

8. The Green Highways Partnership. Global Environment & Technology Foundation. 2007. Acceso: 13 de junio de 2008. http://www.greenhighways.org.