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La Clave | El diseño en la obra pública 2
Elogio de la carretera
Dibujamos la carretera con la imaginación humana e interpretando la movilidad
La carretera es el lugar del tránsito. Por ella vamos desde un punto a otro a través del espacio y del tiempo. Quienes diseñan han de tener muy presente su utilidad, así como la entrega al uso público realizada a través de un proyecto de construcción. A lo largo de la historia, las características geométricas de la carretera se han ido manifestando como reflejo de la supervivencia de las mejores soluciones aportadas por la ingeniería. De entre los parámetros básicos del trazado, la visibilidad y la velocidad destacan por su aportación nuclear al diseño.
Palabras clave: Carretera, utilidad, diseño, proyecto, trazado, visibilidad, velocidad, ingeniería.
The road is the place of transit. Along the road we go from one point to another through space and time. Designers must keep in mind its utility, as well as delivery to public use developed through a construction project. Throughout history, the geometric characteristics of the road have manifested themselves as a reflection of the survival of the best solutions provided by engineering. Among the basic parameters of the train alignment, visibility and velocity stand out for its nuclear contribution to the design.
Keywords: Road, utility, design, project, train alignment, visibility, velocity, engineering.
José Vidal Corrales Díaz
Ingeniero de caminos, canales y puertos.
Jefe de la Demarcación de Carreteras del Estado en Castilla y León Occidental, Dirección General de Carreteras. Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana.
Ocurrió una mañana tarde noche. Los coches circulaban por la carretera. El día frío, de niebla helada. Una sacudida de terraplenes, desmontes. El resto del campo, inmóvil. Otro temblor ceñido. Las líneas blancas se confundieron con una grava gris e informe proveniente del asfalto. Al tercer movimiento, la carretera quedó convertida en un cordón de zahorras, hierros, betunes, agua. Los coches rodaron hacia fuera. Con el último golpe se produjo una extraña contorsión: toda la materia de la que estaba hecha la carretera se sublimó con la tierra: en su lugar quedó flotando en el silencio una gran, alargada hoja de papel.
Inicio este artículo con un relato hiperbreve que escribí en el año 2007 con la intención de amagar en lo indecible de esa relación establecida entre los múltiples planos creados por el ingenio humano y las carreteras construidas a lo largo de la historia.
Si aplicamos la formulación filosófica de por qué hay caminos en lugar de nada, podemos retrotraernos a la necesidad de trasladarse de los seres vivos por la superficie terrestre. El ejercicio pedestre de los seres vivos devino en la creación de las primeras sendas que marcaban en el territorio las rutas más llevaderas con mejor relación entre el trabajo a realizar y la eficiencia óptima para llegar de un lugar a otro: hormigas por las cercanías del hormiguero, las cabras por las laderas de una montaña o los neandertales para llegar a la cueva.
En un principio fue el camino la parte del lugar hollado por las huellas de los burros, caballos o el pie humano para trasladarse. Cuando en la antigüedad se comenzó a destinar el uso de los caminos a las carretas, supuso un impacto colosal: surgió la carretera. Esta incorporación condujo a las primeras innovaciones en el diseño, la técnica de construcción y el mantenimiento de las carreteras, ya que impone muchas exigencias para poder cumplir con su función. En el comienzo de los primeros imperios se acentuaron de forma notable las necesidades mayores de control del territorio y del transporte de mercancías para abastecer a las grandes ciudades de los imperios y ciudades-Estado relevantes.
Como ya documenta detalladamente Isaac Moreno Gallo en su libro Vías Romanas, durante la época romana se produjo uno de los momentos de mayor esplendor en la construcción y el diseño de carreteras llevado a cabo en el marco de un paradigma ingenieril. El funcionamiento de la sociedad romana durante la República y el Imperio Romano estuvo fuertemente condicionado por el desarrollo económico, gracias a la implantación de una red de carreteras por toda la extensión de la civilización mediterránea dominada por Roma que permitía el transporte terrestre por medio de carretas, además de otras funciones logísticas esenciales para el ejercicio de su poderío, como la mensajería oficial y la recaudación de los tributos (cursus publicus).
Los técnicos constructores de las calzadas romanas ya contaban con manuales preclaros concebidos a partir de las decisiones geopolíticas, los condicionantes del territorio, las necesidades de transporte de materias primas, las cargas de trabajo, la geometría de las carretas, la topografía del lugar, la disponibilidad de materiales y, por supuesto, la economía. Dieron lugar a los conceptos fundamentales para engendrar una ingeniería de la carretera. Seleccionaron corredores óptimos entre las principales ciudades y lugares estratégicos para llevar a cabo un transporte lo más eficiente posible. Armonizaron los elementos de trazado de la carretera romana con la combinación de terraplenes, desmontes, túneles, puentes y obras de drenaje. Aplicaron con sentido práctico las características geológicas de los materiales disponibles en la zona. Concibieron el firme como una sucesión de capas de materiales pétreos dispuestos geométrica y estructuralmente para soportar las cargas de tráfico. Señalizaron con miliarios las distancias recorridas o por recorrer y establecieron elementos de balizamiento singulares para ayudar a los viajeros en pasos difíciles o condiciones meteorológicas adversas. No olvidaron los ingenieros romanos la disposición de los elementos funcionales necesarios para los usuarios de las calzadas como las mansio, las caupona, o las mutatio.
Después del esplendor de la ingeniería romana, durante la Edad Media y hasta el inicio de la Ilustración en el siglo XVIII, sucedió un etapa más precaria y olvidada para las carreteras, retrocediéndose al paradigma de los caminos destinados al tránsito animal o humano, sin condiciones adecuadas para el uso de los carros, los cuales debieron transitar con las rentas dejadas por las vías romanas. Posteriormente, con la llegada de las monarquías absolutas volvió paulatinamente el auge de los poderes públicos, teniendo entre otras consecuencias importantes el reinicio del desarrollo de las carreteras que había quedado suspendido en la época romana. La revolución industrial incrementó de forma exponencial las necesidades de transporte, innovando y transformando las obras públicas, en especial, para adaptarlas a los nuevos medios de transporte terrestre, empezando por el ferrocarril para luego ser superado por el vehículo a motor, debido a la enorme accesibilidad de estos últimos por el territorio y a la adaptación de las necesidades individuales.
Por ser un dogma del que vive y en el que vive la sociedad moderna, aunque esta no sea consciente de ello, insistiré con el primer párrafo de la primera página del libro de Pablo de Alzola y Minondo, Historia de las Obras Públicas en España, publicado en 1899, reflejo del sentir de los ingenieros del siglo XIX: “La utilidad pública de las vías de comunicación es un axioma que no se discute. Su necesidad aparece desde la infancia de las sociedades y se acrecienta con pasmosa rapidez a medida que se desarrolla la civilización de cada comarca”.
Pasada la segunda mitad del siglo XIX, en España, se desarrollaron los primeros pliegos de condiciones generales para la contratación de las obras públicas (1856, 1886, 1903). En estos pliegos se incluía un formulario para la redacción de los proyectos de carreteras con un anexo de instrucciones para la inteligencia y aplicación de los formularios, muñidores de un manual para redactar un proyecto de carretera de la época ya estructurado en cuatro documentos: memoria y anejos, planos, pliego de condiciones facultativas y presupuesto.
Tras la aprobación del Pliego de Condiciones Generales por Real Decreto del 13 de marzo de 1903, el 30 de marzo de 1903, por Manuel Burgos y Mazo, entonces Director General de Obras Públicas, fue aprobada la Instrucción para redactar los proyectos de carreteras. Se dictaban los primeros criterios de diseño de las carreteras. Sirviéndonos de esta referencia histórica, por ser pionera, los parámetros básicos estaban establecidos con términos de valores mínimos en estos comienzos muy incipientes de la era de las carreteras modernas. El trazado debía ceñirse “al terreno, en todos los sentidos, cuanto sea posible, con curvas numerosas y rasantes acomodadas a la pendiente de aquel, desechando las grandes alineaciones rectas, y mirando como cosa secundaria el que resulten pequeñas subidas y bajadas”. Las pendientes de las rasantes podían llegar al 9 por 100 y el radio mínimo de las curvas podía ser de 10 m. Se asignaba mayoritariamente 6 metros como ancho normal de las carreteras, debiéndose, incluso, reducir a 5 metros si así lo justificaba el tráfico. Más reducido podía ser este ancho, hasta 3,50 metros, en el caso de los puentes, si así lo razonaba la economía. La geometría del firme se preceptuaba con un espesor máximo de 0,20 metros en el centro de la sección transversal y en los extremos el correspondiente a un bombeo de 1/40.
La ingeniería de la carretera ha ido auscultando el comportamiento de la infraestructura, las características de los vehículos y el comportamiento de los usuarios para detectar las necesidades y la interacción entre estos aspectos citados. La ejecución de infinitud de proyectos de carreteras y la retroalimentación recibida en todos los aspectos estructurales, funcionales, medioambientales y económicos ha llevado a redactar todo un sistema de normas reglamentarias, instrucciones, recomendaciones, guías, órdenes circulares y notas de servicio que serían inabarcables de exponer en el marco limitado de este artículo.
El proyecto de una carretera está enfocado fuertemente a la finalidad de disponer un minucioso plan de ejecución de la construcción teniendo en cuenta todos los aspectos establecidos por diferentes normas generales referidas a carreteras, pero sobre todo a la normativa de contratos, ya que el principal objeto del proyecto de la carretera será el de servir de base a una licitación de un contrato de obra con un presupuesto cierto para construirla. Por otro lado, existe una doble dualidad osmótica entre los conceptos de proyecto y diseño. Diseñar una carretera supone superar la frontera del proyecto e implica un proceso creativo para conectar factores antaño disociados. Al modo de Picasso, sería unir un sillín y un manillar de bicicleta para crear una cabeza de toro. El diseño, desde dentro, hace crecer al proyecto con un discurso del método: dibujo, luego pienso.
El diseño de la carretera se ha principiado con dos parámetros básicos como son la velocidad y la visibilidad, a partir de los cuales se desarrollan los demás parámetros y se obtienen las soluciones posibles de trazado. La velocidad es un dato imprescindible a introducir por su carácter físico que guarda una relación con las decisiones de la persona conductora puesto que, en último término, actúa sobre el acelerador del vehículo. Es por esto que la estimación de la velocidad a introducir en las ecuaciones de cálculo que aplicamos en la ingeniería de trazado resulta crucial y se va estableciendo a partir de una aplicación sucesiva de limitaciones, hasta que al final queda una velocidad, la velocidad de proyecto, con la que obtendremos los valores geométricos de las alineaciones curvas por las que pueden circular los vehículos en condiciones de seguridad, así como las distancias físicas recorridas de lo visible.
El otro principio básico referido para el diseño del trazado de las carreteras es el de la visibilidad, y que desarrollaré con algo más de profundidad, pues es fundamental tomado desde un sentido gestáltico. A modo de ejemplo, los primeros procesadores de texto creados para escribir con el ordenador se iniciaban directamente con una página en blanco sin ningún tipo de indicaciones visuales para las funciones del procesador en cuestión. El usuario experto no veía nada, tenía que conocer por medio de una plantilla las teclas que debían pulsarse para realizar las acciones deseadas. Una persona novata frente a aquella página en blanco solo podía entrar en pánico. Actualmente, los procesadores de texto tienen en la pantalla, de forma visible y accesible, las funciones que el usuario quiere y puede hacer según las distintas pestañas disponibles. Para el éxito del diseño de cualquier producto, sea industrial, automovilístico o tecnológico, es fundamental que sus funciones sean visibles para el usuario. La visibilidad es uno de los principios más consolidados para el diseño en general. La visibilidad en la carretera conforma un recordatorio palpable de la conducción posible y correlaciona poderosamente la información disponible de la carretera y su entorno, procesándola cognitivamente con las necesidades de movimiento de la persona conductora. La visibilidad implica ver solo lo necesario, indica por dónde ha de circular el vehículo, cómo ha de interactuar con la carretera y si esta se va haciendo correctamente. Por otro lado, la falta de visibilidad provoca graves dificultades en el desenvolvimiento de las interpretaciones del sujeto usuario con los elementos que intervienen en la circulación.
Estamos inmersos en una revolución tecnológica y en el diseño de las carreteras del futuro se avanza hacia una movilidad conectada y segura. Es inminente la incorporación de la visibilidad, no la de la persona conductora, sino además la visibilidad que ven todos los vehículos y el propio entorno instrumentado tecnológicamente, añadiendo también la disponibilidad de información sobre el comportamiento de los usuarios de los vehículos mediante el tratamiento con algoritmos de datos masivos y las cajas negras de los automóviles.
Las primeras referencias al concepto de visibilidad, en el caso de España, comienzan a tener presencia reglamentaria en la Instrucción de carreteras de 1939 del Ministerio de Obras Públicas. En esta se determinaba la longitud necesaria del camino visible para poder responder ante cualquier obstáculo en función de la velocidad del vehículo, tiempos de recorrido, aceleración de frenado y coeficiente de adherencia. También se comenzó a dar el concepto de visibilidad en alzado.
La ingeniería de la carretera ha de ir evolucionando de un modo creativo afinando el diseño
A partir del tercer cuarto del siglo XX, con la gran expansión mundial del vehículo carretero, la instrucción de carreteras fue evolucionando y en la siguiente actualización de 1964, que se desglosó de manera específica en varias relativas a los elementos de la carretera, surgió, en relación con las características geométricas y según su índice provisional, el apartado 3.1 Trazado. Eran tiempos en los que las carreteras convencionales fueron incrementando en España sus kilómetros en la red viaria. Se introdujeron parámetros de diseño nuevos relativos a la visibilidad de adelantamiento, a las curvas circulares con sus curvas de acuerdo de transición entre curvas circulares y las alineaciones rectas, así como los parámetros relativos a las pendientes de las rasantes y sus acuerdos verticales. La siguiente instrucción de trazado de 1999 actualizaba el estado de la ciencia del trazado con la irrupción de las autovías y añadía más novedades en relación con la visibilidad de cruce, la coordinación de los trazados en planta y alzado y las distancias de seguridad entre puntos de accesos para tener en cuenta zonas donde los vehículos interaccionan unos con otros y donde se toman decisiones cruciales en el cambio o la incorporación de un itinerario. En relación con la visibilidad, la última instrucción de trazado de 2016 del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana ha introducido un nuevo concepto poderoso como es el de la distancia y visibilidad de decisión muy decisiva (redundancia hecha con intención). En constante evaluación crítica, la ingeniería deberá fijarse en lo esencial visible (y no visible) a los ojos.
A modo de conclusión, terminaré con una metáfora leve inspirada del texto La Estética de las Artes del Ingeniero, de Carlos Fernández Casado. La carretera plantea unas funciones a cumplir y debe desarrollarse en el espacio natural sobre la que reposa. En los inicios de la ingeniería se van dando unas soluciones puramente geométricas, geotécnicas, estructurales y funcionales. El proyecto de la carretera concreta los modos y la manera de hacer realidad a la idea dibujada partiendo de las condiciones materiales, económicas, constructivas y contractuales. La ingeniería de la carretera ha de ir evolucionando de un modo creativo afinando el diseño para ir incorporando nuevas variables de distintos tipos: psicológicas, tecnológicas, funcionales, sociales, ambientales, de seguridad vial, paisajísticas, de sostenibilidad o de los efectos derivados del cambio climático. Se produce así una tensión de diseño, desde un acto creador hacia un proyecto de carretera más orgánica que integra la naturaleza y la humanidad en una actividad con un flujo de doble dirección, esto es: quien conduce sea la carretera y la carretera sea quien conduce. Y la carretera será según lo que le dicte, hermosamente, su diseño.
Referencias
1
Moreno Gallo, I. Vías romanas. Ingeniería y técnica constructiva. CEHOPU. Ministerio de Fomento, 2006.
2
Alzola y Minondo, Pablo. Historia de las obras públicas en España. Colección Ciencias, humanidades e ingeniería. Editado por el Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid 2001.
3
Formularios para la redacción de los proyectos de carreteras aprobado por Real Orden de 1.º de marzo de 1859.
4
Formularios para la redacción de los proyectos de carreteras aprobados por Real Decreto de 30 de marzo de 1903.
5
Instrucción de Carreteras. Ministerio de Obras Públicas 1939.
6
Instrucción de Carreteras. Características geométricas. Trazado. Ministerio de Obras Públicas 1964.
7
Instrucción de Carretera. Norma 3.1 – IC. Trazado. Ministerio de Fomento 1999.
8
Norma 3.1 – IC de la Instrucción de carreteras. Trazado. Ministerio de Fomento 2016.
9
McCluskey, J. El diseño de vías urbanas. Editorial Gustavo Gili, S.A., Barcelona, 1985.
10
Fernández Casado, C. Estética de las artes del ingeniero. Discurso de ingreso en la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando (1976).
11
Norman, D.A. La psicología de los objetos cotidianos. Editorial Nerea S.A., Madrid 1990.