Masa crítica: Cómo la tecnología está transformando la compactación del suelo

Una compactadora de suelo Caterpillar trabaja en un proyecto en Groenlandia.

Las empresas contratistas de movimiento de tierras y construcción de carreteras están adoptando nuevas formas de ejecutar proyectos de manera más rápida, eficiente y con mayor responsabilidad.

A medida que evolucionan las normativas y resulta más difícil encontrar operadores experimentados, la tecnología está ayudando a los equipos a mantener altos estándares y coherencia en todos los proyectos.

En este entorno, la compactación eficaz del suelo está adquiriendo más importancia que nunca.

La compactación excesiva supone un derroche de tiempo, combustible y vida útil de la maquinaria, mientras que una compactación deficiente crea problemas como baches, grietas, surcos, asentamientos diferenciales y altos costes de mantenimiento.

Paso pasado por alto

Según Rolf af Klinteberg, especialista en pavimentación de Caterpillar, la compactación del suelo es fundamental para la construcción de buenas carreteras. «Influye en la capacidad de carga, el asentamiento, el drenaje y la durabilidad a largo plazo; en esencia, en el rendimiento de una infraestructura a lo largo de su vida útil», afirma.

Sin embargo, la importancia de la compactación no siempre se reconoce plenamente durante la planificación del proyecto.

Trabajando en condiciones extremas, un compactador de suelos Cat CS13 GC sigue a una motoniveladora en un proyecto de construcción de carreteras.

Las presiones de tiempo y presupuesto pueden dificultar la dedicación de atención a un trabajo que, en última instancia, quedará oculto. Pero esto puede dar lugar a defectos, que se vuelven invisibles una vez enterrados.

«El resultado es una paradoja en la entrega», afirma af Klinteberg. «Una compactación incorrecta puede resultar costosa de corregir posteriormente, y es uno de los mayores factores ocultos de riesgo del proyecto, a pesar de recibir poca atención».

Costes ocultos

Las consecuencias comerciales pueden ser significativas. La detección temprana de problemas de compactación puede ayudar a los contratistas a evitar costosas excavaciones y reconstrucciones más adelante en el ciclo de vida del proyecto.

Además de provocar retrasos en los proyectos, generan defectos visibles para el público que pueden dañar la reputación.

“Los fallos de compactación rara vez provocan un colapso inmediato, pero van mermando progresivamente el rendimiento y el valor”, afirma af Klinteberg.

“Esto traslada los problemas de la construcción a las operaciones y el mantenimiento, donde los costes, las disputas y el daño a la reputación aumentan drásticamente.”

Identificación de ineficiencias

La mayoría de las ineficiencias en las prácticas de compactación se deben a cómo se planifica, ejecuta y verifica la compactación. Un problema clave es el análisis puntual de la densidad y la humedad del suelo. Este análisis puede ser reactivo y demasiado localizado. «Se pueden pasar por alto o ignorar grandes áreas», afirma af Klinteberg. «El análisis se convierte en un mero trámite burocrático en lugar de basarse en lograr un comportamiento uniforme del suelo en toda el área».

Otros desafíos incluyen el apisonado por costumbre, donde los operarios, por precaución, suelen compactar en exceso, lo que provoca un mayor desgaste de la maquinaria y un mayor consumo de combustible. La falta de tiempo también puede llevar a intentar la compactación en condiciones de humedad deficientes, lo que resulta en suelos de baja densidad y un esfuerzo desperdiciado.

Y, sobre todo, una gestión fragmentada puede dificultar la recopilación de lecciones aprendidas y su aplicación coherente en todos los proyectos. «En general, ningún rol supervisa la calidad de la compactación de principio a fin, por lo que no se recopilan las lecciones y se repiten los errores», afirma af Klinteberg.

“La principal ineficiencia es la falta de alineación de los esfuerzos”, afirma. “A menudo, se invierte demasiada energía sin una retroalimentación clara sobre si está funcionando. Los proyectos que reducen las ineficiencias pasan de una compactación impulsada por el cumplimiento a una basada en la retroalimentación y dirigida a objetivos específicos.

Responsabilidad de los operadores

Rolf af Klinteberg de Cat Paving

A medida que resulta más difícil encontrar operarios experimentados, los contratistas buscan cada vez más herramientas que ayuden a lograr una calidad de compactación uniforme en todos los equipos y turnos.

Según af Klinteberg, “Se necesitan años de experiencia práctica para adquirir los conocimientos necesarios para evaluar el comportamiento del suelo, el nivel de humedad y la compactación efectiva. Los operarios con mucha experiencia pueden confiar tanto en su criterio en tiempo real como en rutinas fijas, recuentos de pasadas y resultados de pruebas, para garantizar que la base esté debidamente preparada para un pavimento de alta calidad”.

«Un operador experimentado», añade, «puede interpretar señales sutiles en el suelo basándose en la respuesta de la máquina, el movimiento de la superficie o la disminución de los rendimientos. También son buenos para evaluar las condiciones de humedad y pueden adaptarse a los cambios en la calidad o el tipo de suelo».

Para los operarios con menos experiencia, la tecnología puede ayudar a reforzar las mejores prácticas al proporcionar información clara sobre la interacción entre la compactadora y el suelo, lo que contribuye a obtener resultados más consistentes.

Af Klinteberg estima que entre el 60 y el 80% de la calidad de la compactación depende actualmente del criterio del operario, basado en el comportamiento de la máquina, la respuesta del suelo, las señales visuales y la experiencia.

Solo entre el 20 y el 40 % se basa en datos, generalmente mediante pruebas puntuales de densidad y humedad. Según él, la medición suele confirmar las decisiones a posteriori, en lugar de guiarlas en el proceso.

Compactación basada en datos

Los fabricantes de equipos originales como Caterpillar están respondiendo a estos desafíos incorporando mayor inteligencia a los equipos de compactación y fortaleciendo el vínculo entre los resultados de las pruebas y el rendimiento a largo plazo de los activos.

Al mismo tiempo, los contratistas principales buscan una mayor visibilidad de los factores que influyen en el rendimiento a largo plazo, en particular en áreas como el asentamiento, la formación de surcos y la estabilidad de las zanjas.

Esto está impulsando la demanda de una mayor trazabilidad y un mejor registro de datos en obra. Tecnologías como la compactación inteligente, el mapeo de pasadas GPS, el radar de penetración terrestre (GPR) y los sistemas digitales de control de calidad lo hacen posible.

Los operarios tienen una visión en tiempo real del progreso de la compactación gracias a la tecnología de mapeo de Caterpillar.

“El cambio no consiste en sustituir la experiencia”, insiste af Klinteberg, “sino en utilizar los datos para respaldar, ampliar y reducir los riesgos de la experiencia, especialmente a medida que las habilidades se vuelven más escasas y aumentan las expectativas de rendimiento a largo plazo”.

La tecnología en acción

El mapeo ahora va de la mano con la medición, transformando los resultados de pruebas aisladas en una imagen clara y general de la calidad de la compactación. Esto revela las zonas débiles y las transiciones que las pruebas puntuales no detectan. Además, reduce la dependencia del criterio individual del operario al proporcionar a todos los trabajadores una referencia visual común. En definitiva, crea registros de garantía de calidad más sólidos y evidencia rastreable para la protección comercial y la gestión de reclamaciones.

«Las mediciones básicas indican si la compactación se realizó correctamente en un lugar específico», explica af Klinteberg. «El mapeo muestra qué tan bien se logró en todas partes, lo que convierte los datos en información útil y permite tomar mejores decisiones y reducir el riesgo a largo plazo».

Por supuesto, la cartografía solo funciona si las mediciones de compactación se toman de forma sistemática en las ubicaciones correctas. Esto es fundamental para identificar zonas débiles, bordes, zanjas y transiciones. Además, permite realizar comparaciones significativas entre capas y cambios. La tecnología de estaciones de referencia virtuales (VRS) puede ser de gran ayuda, ya que no requiere estaciones base terrestres para ofrecer una alta precisión de posicionamiento horizontal.

Esto puede suponer una gran mejora en la eficiencia, eliminando pasadas innecesarias, ya que el operador puede determinar con precisión cuándo se estabiliza la respuesta del suelo. Además, los operadores pueden tratar con exactitud las zonas débiles, en lugar de compactar áreas enteras.

Si los contratistas detectan los problemas a tiempo y pueden corregirlos, se reduce la necesidad de realizar trabajos posteriores más costosos. Además, aumenta la productividad de los operarios, al tiempo que se reducen los costos de combustible y el desgaste de los equipos.

«Una compactación precisa no significa hacer más trabajo», afirma af Klinteberg, «sino realizar un trabajo más inteligente y específico. Esto reduce el consumo de combustible, el tiempo, las repeticiones de trabajo y los costes a largo plazo, al tiempo que mejora la calidad y la uniformidad».

Resultados en tiempo real

Cuando los operarios reciben datos de compactación en tiempo real, los problemas se detectan antes y se pueden evitar costosos retrabajos.

Gracias a la retroalimentación en tiempo real, los operarios pueden observar cómo reacciona el suelo mientras trabajan, no a posteriori. Obtienen información valiosa al correlacionar esos datos con lo que ven y sienten, lo que les ayuda a detectar zonas débiles con antelación y a ajustar la técnica según las condiciones cambiantes del suelo.

«Esto genera confianza en los operarios con menos experiencia y mejora la uniformidad entre los equipos y turnos», afirma af Klinteberg. «Además, evita la compactación excesiva, lo que mejora la productividad y la eficiencia. No sustituye el criterio del operario, sino que lo refuerza y permite una mejor toma de decisiones».

Él cree que la confianza en los datos está creciendo, principalmente porque ahora se considera que respaldan a los operadores a la vez que reducen el riesgo comercial. «La experiencia marca la pauta», afirma, «mientras que los datos validan, perfeccionan y protegen las decisiones».

Tendencia creciente

Esto es solo el comienzo; las tecnologías de compactación están evolucionando hacia la automatización asistida y los lugares de trabajo totalmente conectados.

Las máquinas guían cada vez más a los operarios, en tiempo real, en procesos clave como la optimización de las pasadas, el consumo de energía y la velocidad. Esto mejora la consistencia sin sustituir por completo el criterio humano; la responsabilidad recae en máquinas más inteligentes, no en máquinas autónomas. La automatización en este caso se refiere a ajustes automáticos, funciones de seguridad y optimización de las pasadas.

Esta tecnología también está contribuyendo a mejorar los protocolos de ensayo. El sector está dejando atrás las pruebas puntuales dispersas y avanzando hacia una medición más precisa y directa de la densidad, la temperatura y la humedad en tiempo real.

Además, los datos de compactación permiten flujos de trabajo más conectados, mediante la integración con modelos de diseño, nivelación, pavimentación, sistemas de control y aseguramiento de la calidad, así como con la planificación. A su vez, esto mejora la trazabilidad y el cumplimiento normativo, ya que los informes se generan cada vez más automáticamente. La incorporación de la IA también puede ayudar a identificar patrones y predecir riesgos, apoyando a los supervisores en lugar de reemplazarlos.

«El futuro consiste en proporcionar a los operarios mejor información y reducir la incertidumbre en la toma de decisiones», afirma af Klinteberg. «La tecnología de compactación avanza hacia sistemas conectados y basados en datos que guían las decisiones, mejoran la uniformidad y se integran a la perfección en obras más inteligentes y eficientes».

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Este artículo fue producido por KHL Content Studio, en colaboración con expertos de Cat Paving.

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Todas las imágenes cortesía de Cat Paving.

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