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Aprovechando que disponemos de la planilla de análisis de especificaciones de la metodología RAMCODES [9], quiero presentarles en este artículo, el ejercicio de analizar la actualización de la norma venezolana COVENIN 2000-87 [8] para construcción de carreteras, vigente desde 1987, y que ocurrió en 2009 con la norma Fondonorma NTF 2000-1:2009 [7]. El caso específico que voy a tratar a continuación es la especificación para bases y subbases construidas con granzón mezclado (capítulo 11).
Requisitos de calidad del material
El granzón mezclado es uno de los nueve tipos de material contemplados en la norma venezolana para ser usados como bases y subbases de carreteras. Los requisitos de calidad para estos materiales permanecieron sin cambio en la actualización, y corresponden a las siguientes características:
Granulometría
Plasticidad
Forma y dureza relativa de las partículas
Estos requerimientos pueden ser rápidamente marcados en la hoja de análisis RAMCODES, de la manera como la muestra la figura siguiente.
Figura 2. Así se ve el requisito de calidad para la norma COVENIN y Fondonorma para bases y subbases hechas con granzón mezclado.
Grado mínimo de compactación
En la norma COVENIN 2000-87, el grado mínimo de compactación exigido es 95 % del ensayo Proctor, y se debe garantizar que el valor de CBR mínimo del material sea 60 %, para subbases, y 80 % para bases. Esta relación es un clásico en cualquier especificación. Solo en materiales menos importantes como las mezclas de agregado y suelo, que no se usarán en capas demasiado demandadas por la carga en la estructura, está ausente la relación entre el grado mínimo de compactación y el alcance de una resistencia.
Para el caso de las normas COVENIN, marcamos el grado de compactación mínimo predefinido con el valor de 95 %, y un CBR de referencia que varía entre 60 y 80%, dependiendo del uso estructural en el pavimento. No lo dice explícitamente la norma, pero la práctica común en Venezuela es que el CBR se hace con la variante de tres puntos, a 4 días de inmersión, tomando como referencia, en este caso, un grado de compactación del 95 %.
Notemos que la relación grado mínimo de compactación y CBR no corresponde a los niveles 2 o 3 de la pirámide de diseño, porque explícitamente no está habiendo ningún diseño, solo una verificación de que el material estudiado alcanza o no el CBR predefinido. Identificamos, entonces, la especificación COVENIN como de Nivel 1, es decir, el QA de esta norma es de receta o cumplimiento.
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Diseño
Ahora, veamos cómo maneja la calidad y el diseño (QA) del material de suelo. Siendo la exigencia de calidad igual que en COVENIN, como ya vimos en párrafos anteriores, la norma NTF 2000-1:2009 mantiene el 95 % del Proctor como referencia, pero se da la alternativa de que el suelo se diseñe empleando los mapas de resistencia de RAMCODES (el procedimiento viene explicado en el Anexo B de la norma), por lo que, en ese caso, las condiciones de compactación de campo vienen del establecimiento de una región de humedad y densidad seca de campo que, según lo determinado en laboratorio, garantizan que el suelo exhiba, finalizada la compactación, una resistencia de igual o superior a lo requerido por el proyecto (v.g. diseño del pavimento). La norma Fondonorma tiene la particularidad de que en ambas alternativas, la del 95 % del Proctor, como en los mapas de resistencia, hay que establecer el CBR mínimo con base en el proyecto del pavimento. Esto se traduce en: 1) ventajas para reducir los costos de compactación, en caso de tener material de elevada calidad, comparado con el requerimiento, o 2) ventaja de verificar que la resistencia del material no sea inferior al requerimiento del proyecto. Este avance es claramente característico del Nivel 2 de la pirámide de diseño de RAMCODES. De esta manera, el análisis en planilla RAMCODES de la norma Fondonorma para bases y subbases hechas con granzón mezclado queda como en la siguiente figura. Si dudas que el QA es de desempeño.
Tomado de norma Fondonorma [7].
Plan de inspección (QC)
La realidad es que ni la norma COVENIN de 1987, ni su actualización Fondonorma de 2009 contemplan un plan de inspección basado en muestreo aleatorio e inspección con inferencia estadística. No, ambas normas tienen un plan determinista, porque no establecen aspectos como el tamaño del lote, el número de muestras a tomar, la forma de ubicar las muestras en el área evaluada, ni establecen el tratamiento que se debe dar a la información para llegar a decisiones de aceptación o rechazo de lotes basadas en estadística, y en el establecimiento de un nivel de confianza y de error de juicio.
Es por esta razón que el QC en ambas normas es determinista. En el caso específico de la norma COVENIN para base o subbase hecha con grava estabilizada, la especificación cae en el cuadrante III: "Nadie quiere estar aquí" (QA de cumplimiento y QC determinista). En el caso de la norma Fondonorma, la especificación cae en el cuadrante IV: "Incongruente" (QA de desempeño, pero QC determinista).
Conclusiones y recomendaciones
Desde el punto de vista del QA, ambas especificaciones producirán capas potencialmente seguras, que tenderán un comportamiento deseado. Los refinamientos derivados de implementar el Nivel 2, le dan a los actores que usen la norma Fondonorma, más ventajas estratégicas.
Lo que sí es preocupante de COVENIN y Fondonorma es la forma en la que abordan el QC. De manera determinista, la incertidumbre en la aceptación y rechazo de lotes compactados es sumamente elevada. Es decir, el número de lotes que son aceptados y deberían aceptarse es terriblemente grande. ¿Cómo se traduce esto en el comportamiento de la carretera? Fallas tempranas, acortamiento de la vida útil del pavimento.
Las recomendaciones para actualizar NTF 2000-1:2009, o al menos para elaborar especificaciones particulares a partir de ella, son:
R1. Incluir muestreo aleatorio, al estilo del método del Instituto norteamericano del Asfalto, o la norma mexicana SCT M·CAL·1·02/01, de libre acceso en internet.
R2. Incluir un plan de inspección probabilista. Podría ser uno basado en inferencia, como el de la norma SCT M·CAL·1·03/03, uno de protección fija (como el presentado por el Dr. Roberto Centeno Werner, en su libro "Inspección y control de obras civiles". Ed. Vega, Caracas, 1982 [1]. O uno al estilo AQL ("Acceptance Quality Limit"), como en ANSI Z1.4 o Z1.9 [8].
R3. Incluir otros diseños de suelo que están en el Nivel 2, como pruebas de placa, LWD, Geogauge, etc. Y también, incluir el diseño en el Nivel 3 de RAMCODES, que no existía para cuando se discutió la norma NTF entre 2006 y 2008.
Freddy J. Sánchez-Leal, IC, MI.
Consultor geotécnico y de geomateriales para carreteras.
Profesor en Instituto Tecnológico de la Construcción (ITC).
Director de la Academia Geotechtips.
sanchez-leal@geotechtips.com
Twitter: @saintloyal
Bibliografía y referencias.
[1] Centeno W., R. (1985), "Inspección y control de obras civiles". Ediciones Vega. Caracas. p. 84.
[2] Gutiérrez Pulido, H. y de la Vara Salazar, R. (2013). "Control estadístico de la calidad y seis sigma", 3era. Edición. Mc Graw Hill Education.
[3] Secretaría de Comunicaciones y Transportes (2001) M·CAL·1·02/01 CAL. CONTROL Y ASEGURAMIENTO DE CALIDAD. CONTROL DE CALIDAD. Criterios estadísticos de muestreo. México.
[4] Secretaría de Comunicaciones y Transportes (2003) M·CAL·1·03/03 CAL. CONTROL Y ASEGURAMIENTO DE CALIDAD. CONTROL DE CALIDAD. Análisis estadísticos de control de calidad. México.
[5] Fondo para la Normalización y Certificación de la Calidad. Carreteras, autopistas y vías urbanas. Especificaciones y mediciones. Norma venezolana Nº 2000-1:2009. Caracas, 2009.
[6] Fondo para la Normalización y Certificación de Calidad. Sector construcción. Especificaciones. Codificación y mediciones. Parte 1: Carreteras. Norma venezolana COVENIN 2000:1987. Caracas, 1987.
[7] ANSI/ASQ Z1.4-2003 (R2018): Sampling Procedures and Tables for Inspection by Attributes.
[8] ANSI/ASQ Z1.9-2003(R2018): Sampling Procedures and Tables for Inspection by Variables for Percent Nonconforming.
[9] Sánchez-Leal, F.J. (2019). "RAMCODES method for Compacted Soil Design: Development and Applications". Geotechnical Engineering in the XXI Century: Lessons learned and future challenges. N:P. López-Acosta et al. (Eds.). IOS Press.
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