Las calles de la ciudad son fascinantes obras de ingeniería

03 de noviembre de 2021 08:12 Dennis L.

La construcción de carreteras es un proceso complejo y se ha vuelto cada vez más exigente a lo largo de los años. El tráfico y el transporte modernos no solo incluyen el tendido de una carretera, sino también la construcción de sistemas de drenaje, fortificaciones, el tendido de tuberías y mucho más. Al mismo tiempo, las calles modernas, especialmente las calles de la ciudad, también son hábitat humano, otro aspecto importante que no debe faltar en la planificación.

La construcción de carreteras tiene una larga historia. Ya en la Edad del Bronce, que data del 2600 al 1800 a. C., los residentes colocaron caminos pavimentados para el transporte. El camino de la cantera en el lago Quarum en Egipto se considera el camino más antiguo conservado en la actualidad. Un poco más tarde, una carretera tenía muchos kilómetros de largo en lo que entonces era el Imperio Asirio. Siguieron magníficas calles reales y procesionales, como la de la legendaria Puerta de Ishtar en lo que una vez fue Babilonia bajo el gobernante Nabucodonosor en 562 a. C. Varios siglos más tarde, con la expansión del Imperio Romano, nació la primera red de carreteras extensa en Alemania. En aquel entonces y mucho después, los pioneros entre los ingenieros de construcción de carreteras probablemente nunca hubieran soñado con lo que caracteriza a las carreteras de hoy: rutas de tráfico altamente funcionales que deben cumplir una amplia gama de requisitos.

¿Qué es parte de una calle?

Hay mucho más en una carretera que en la superficie de una carretera. Lo que caracteriza a una carretera se resume en el término estructura de la carretera: subsuelo, subestructura y superficie de la carretera, así como presas, sistemas de drenaje, muros de contención, terraplenes y alcantarillas. Los túneles y puentes también se cuentan como parte de la estructura de la carretera. Y no solo eso: Dependiendo de las circunstancias, los ingenieros también deben tener en cuenta carriles, bahías de paradas de autobús, plazas de aparcamiento, aceras y carriles bici, así como la seguridad y los márgenes en su planificación. El espacio aéreo sobre la carrocería de la vía también forma parte de una vía pública, al igual que el equipamiento de la misma con señales y sistemas de tránsito así como la vegetación. El objetivo de la construcción de carreteras modernas es proporcionar a todos los usuarios de carreteras carreteras seguras y duraderas en condiciones económicas y respetuosas con el medio ambiente. Los ingenieros civiles siguen todo el ciclo de vida de las carreteras, desde la planificación, pasando por la ejecución y el seguimiento del progreso de la construcción, hasta el mantenimiento y el servicio.

Las calles de la ciudad son un desafío particular

La planificación y la construcción de las calles de las ciudades en los centros urbanos son un desafío particular para los ingenieros civiles, porque estos proyectos de construcción son particularmente complejos. Comenzando con un diseño de línea, se debe tener en cuenta la carga de tráfico en una ruta, así como la ocurrencia de accidentes en el sitio. Al mismo tiempo, los ingenieros verifican aspectos como la compatibilidad ambiental, la seguridad vial y la eficiencia económica. Además, hay innumerables problemas técnicos, las condiciones locales y mucho más. Para una planificación integral, el ingeniero necesita información sobre, por ejemplo

• La necesaria resiliencia de la carretera
• El espacio disponible
• El volumen de tráfico
• Ideas estéticas

En las ciudades, las exigencias en la estructura de la carretera no solo son altas, sino también en el espacio vial: a diferencia del pasado, la carretera ya no es solo un espacio de tráfico en el que se mueven vehículos y personas, se transportan mercancías o se dirigen los flujos de tráfico. . Las calles son tanto un espacio vital como un espacio de recreación para los residentes, un aspecto que está ganando cada vez más atención. Los mercados, las salas de debate político y las representaciones artísticas a menudo tienen lugar en las calles o a lo largo de ellas. Además, el diseño de las calles de la ciudad también afecta la apariencia de la ciudad. La mejora de la calidad de la estancia a través de espacios verdes, más árboles en la calle sin dañar la infraestructura, los parques infantiles y las zonas peatonales son, por lo tanto, también parte de la planificación de las calles de la ciudad. Por tanto, las carreteras también son recursos valiosos para mejorar la calidad de vida.

Este cambio plantea desafíos para los ingenieros. Las calles de la ciudad y los espacios públicos deben diseñarse de manera más flexible para satisfacer las demandas cambiantes. Las preguntas que se pueden derivar de esto son, por ejemplo, preguntas sobre las condiciones marco, los contextos que deben tenerse en cuenta y qué elementos se requieren para una mezcla más fuerte y la capacidad de cambio de las calles de la ciudad. También se trata de cambiar entre diferentes usos posibles, y también de cómo la promoción deseada del transporte público, así como del tráfico de peatones y bicicletas, puede integrarse en la construcción de carreteras.

Una carretera es una estructura compleja

La sección transversal de una calle depende de las condiciones estructurales y del tráfico; Los factores económicos también influyen. Las versiones de diferentes secciones transversales se definen en varios conjuntos de reglas. Estas son dimensiones básicas que los ingenieros civiles deben cumplir para cada categoría de carreteras a fin de garantizar un flujo de tráfico fluido y seguro. La sección transversal de una calle consta de los siguientes elementos (parcialmente opcionales):

• La calzada
• Los carriles
• El carril de estacionamiento
• El borde
• La franja divisoria
• El hombro duro
• El banquete (borde exterior de la corona de la calle)
• Aceras y carriles bici
• terraplén

¿Cómo se construye una carretera?

Por lo general, las carreteras están hechas de materiales como pavimento, hormigón y asfalto. Sin embargo, se requieren varias capas de base debajo de esta superficie. Esta capa sirve para amortiguar las fuerzas que surgen del volumen de tráfico para que no se produzcan movimientos de tierra debajo de la superficie de la carretera. Al mismo tiempo, las capas de base forman una base adecuada para una calzada nivelada. Entonces, antes de aplicar la superficie de la carretera, se instala una subestructura. La capa inferior suele estar formada por grava. Los huecos dentro de este agregado grueso aseguran que haya suficiente espacio para el agua para evitar daños en caso de heladas.

Una segunda capa base consta de minerales de grano más fino que se unen con la ayuda de un agente aglutinante. Si el aglutinante consiste en betún, la capa base es adecuada para una superficie de asfalto. El cemento como agente aglutinante es una capa unida hidráulicamente que es adecuada para otras superficies de carreteras. El grosor de una capa base también depende de qué tan estable y sensible a las heladas sea el subsuelo y qué tan alto se evalúe el volumen de tráfico. Hay siete clases de carga en total. La superficie de la carretera suele ser de dos capas y consta de la hilada de superficie y la hilada de aglutinante. Este último tiene la tarea de compensar cualquier desnivel que no haya sido eliminado por la hilada base. También sirve como amortiguador para cargas de tráfico. La capa aglutinante está ligada con betún en carreteras asfaltadas y cemento en carreteras de hormigón. Si se planea pavimentar, el sustrato y las juntas generalmente consisten en mortero sólido. Sin embargo, eso no es todo: enormes redes de líneas de suministro corren bajo las calles de la ciudad, comenzando con tuberías de agua y alcantarillado, así como tuberías de gas, que generalmente se encuentran directamente debajo de la calzada. Las conexiones de las casas a menudo se encuentran a diferentes profundidades debajo de aceras y senderos.

Calles del futuro

Si uno entiende hoy una carretera como un tramo de asfalto, hormigón o pavimento en el que los vehículos se mueven de A a B, entonces ya existen conceptos de cómo se verían las carreteras del futuro. Entre otras cosas, los investigadores están tratando con caminos que pueden "curarse" a sí mismos en el futuro. Esto significa que se colocan diminutas cápsulas con "betún de reserva" en las carreteras, que revientan cuando se exponen a cargas pesadas y liberan betún. Las bacterias también se están considerando en este contexto. Además, la carretera del futuro debería poder pensar junto con un sistema de sensores y activar una alarma si está amenazada de daño. Los coches inteligentes como inteligencia de enjambre podrían ayudar aquí. Además, los científicos de la Universidad Técnica de Munich están considerando si las calles del futuro también podrían asumir tareas específicas. Por ejemplo, mejorar el clima. Estamos hablando de dióxido de titanio, un tipo de harina con efecto fotocatalítico que puede volver inofensivos los contaminantes del aire. Y el polvo fino también debería declarar la guerra a los carriles en el futuro. Otros enfoques dan a las carreteras la propiedad de poder servir como proveedor de energía o depósito de agua en el futuro. En Aquisgrán se están llevando a cabo investigaciones sobre esto, con resinas y sustancias sintéticas, materiales que podrían usarse para crear una superficie permeable que absorba agua pero que se mantenga lo suficientemente estable. Esto significa que no hay riesgo de inundaciones en las carreteras después de fuertes lluvias. Y: para generar electricidad a partir de energía solar, se dice, las calles también podrían servir como áreas para sistemas fotovoltaicos en el futuro. Es un desafío para los investigadores e ingenieros planificar de tal manera que también se pueda impulsar el sol sin dañar las fotocélulas. Ya hay muestras de laboratorio.