¿Qué es el ranurado de pista?

Qué es el ranurado

El ranurado de pista es el corte de canales transversales estrechos en la superficie de una pista para llevar el agua fuera de debajo de los neumáticos de las aeronaves. Un ranurado transversal atraviesa la dirección de aterrizaje y despegue. Las ranuras dan al agua bajo un neumático en rodadura una vía corta de evacuación. La guía del Anexo 14 de la OACI dice que el propósito principal del ranurado es mejorar el drenaje superficial, y que las ranuras acortan la trayectoria de drenaje. La pendiente transversal de la pista hace la mayor parte del trabajo de drenaje. Las ranuras la complementan.

El Anexo 14 y la EASA también usan el término «scored». Una superficie ranurada, o «scored», tiene canales cortados o formados en ella. Esta página usa el término «ranurada».

Por qué se ranuran las pistas

Desde los primeros turborreactores, la frenada en pista mojada ha sido una preocupación de seguridad. La FAA dice que las aeronaves pesadas y las velocidades de aterrizaje altas convirtieron la frenada en mojado en una consideración de seguridad importante. Dos estudios llevaron al ranurado. La NASA, en el Langley Research Center, completó uno en 1968. El Centro Técnico de la FAA completó el otro en 1983, en Lakehurst. Ambos concluyeron que las ranuras transversales muy próximas dan una fricción alta en pavimento mojado, porque el agua de lluvia escapa de debajo de los neumáticos de una aeronave que aterriza.

El hidroplaneo es la pérdida de contacto entre un neumático y una superficie mojada. La NASA describió el efecto en 1963. La presión del agua bajo el neumático crece con el cuadrado de la velocidad en tierra. A una velocidad crítica, el agua levanta el neumático de la superficie. Para un neumático con una presión de inflado de p psi, la NASA da una velocidad de hidroplaneo de 9 veces la raíz cuadrada de p, en nudos. Un neumático a 100 psi da 90 nudos. La fórmula supone que el agua es más profunda que las ranuras de la banda de rodadura. La OACI dice que el objetivo del drenaje superficial es minimizar la profundidad del agua sobre la superficie, y que las ranuras acortan la trayectoria de drenaje.

La FAA nombra dos propiedades de una superficie de pista mojada. La microtextura es la rugosidad fina de las partículas de árido individuales. Ayuda al neumático a atravesar la fina película de agua que queda. La macrotextura es la rugosidad visible de la superficie en su conjunto. Su función principal es dar al agua vías para escapar de debajo de los neumáticos, y cobra más importancia a medida que aumenta la velocidad. La FAA dice que ambas propiedades son esenciales.

Textura y ranuras

La OACI describe el drenaje de una superficie en función de su textura y de su ranurado. Clasifica la macrotextura de la A a la E, según la escala ESDU 71026:

Ranurar cualquiera de estas superficies mejora el drenaje dinámico. El efecto depende del tamaño de las ranuras y de la separación entre ellas. La OACI señala que se concede crédito de comportamiento de la aeronave a las pistas ranuradas o con capa de rodadura porosa (PFC) cuyo diseño, construcción y mantenimiento cumplen criterios aceptados por el Estado. Para los aeródromos con lluvia intensa o torrencial, la OACI dice que hay que considerar pavimentos ranurados de clase E.

La ranura estándar de la FAA

La ranura estándar de la FAA tiene 1/4 de pulgada (6 mm) de profundidad y 1/4 de pulgada (6 mm) de ancho. El espaciado es de 1-1/2 pulgadas (38 mm) de eje a eje. Las ranuras son continuas a lo largo de toda la pista y perpendiculares a la dirección de operación de las aeronaves. Se detienen a unos 3 m (10 ft) del borde del pavimento, para dejar espacio a la máquina.

El Item P-621 fija la prueba de aceptación. Al menos el 90 por ciento de las ranuras debe tener 3/16 de pulgada (5 mm) o más de profundidad y de ancho. Al menos el 60 por ciento debe tener 1/4 de pulgada o más. No más del 10 por ciento puede superar 5/16 de pulgada (8 mm). En hormigón, las ranuras se mantienen a 3 a 9 pulgadas (8 a 23 cm) de una junta transversal. Se mantienen a 6 a 18 pulgadas (150 mm a 0,5 m) de un accesorio de luz empotrado en el pavimento. Donde los cables de iluminación van bajo el pavimento, la máquina no corta a través de los cortes de sierra longitudinales o diagonales.

En la intersección de dos pistas, se ranura toda la longitud de la pista principal. La pista secundaria se corta con sierra en un patrón escalonado. Las calles de salida rápidas y en ángulo también llevan un patrón escalonado. El patrón empieza en el borde saliente del pavimento y no tiene más de 40 pulgadas (102 cm) de ancho.

Dirección de las ranuras

En una pista, las ranuras atraviesan la dirección de circulación. El Anexo 14 y la CS ADR-DSN.B.090 recomiendan que las ranuras queden perpendiculares al eje de la pista, o paralelas a las juntas transversales no perpendiculares cuando existan. La FAA pide ranuras continuas en toda la longitud de la pista y perpendiculares a la dirección de aterrizaje y despegue.

Estas reglas de pista cubren solo las ranuras transversales. Las ranuras longitudinales aparecen en la práctica de carreteras (véase Ranurado en carreteras).

Dónde es obligatorio

La OACI y la EASA no dan dimensiones de ranura. El Anexo 14 y la CS ADR-DSN.B.090 recomiendan que una superficie nueva tenga una profundidad media de textura de al menos 1,0 mm. Recomiendan que las ranuras queden perpendiculares al eje de la pista.

La FAA es más directa. La AC 150/5300-13B indica proveer ranurado u otro tratamiento de fricción en las pistas primarias y secundarias de los aeropuertos de servicio comercial y en las pistas que atienden a turborreactores. Da el mismo consejo para las calles de rodaje de alta velocidad, como práctica recomendada. La AC 150/5320-12C califica el ranurado de las pistas de turborreactores como trabajo de seguridad de alta prioridad. Los elementos en negrita de su párrafo 2-21 son obligatorios en los proyectos con financiación federal.

Para otras pistas, la AC enumera los factores que hay que sopesar:

• el historial de accidentes e incidentes por hidroplaneo
• la frecuencia con que la pista está mojada, según los índices de lluvia anual y su intensidad
• pendientes, zonas llanas, depresiones y otros elementos que impiden que el agua escurra
• la calidad de la textura superficial, incluidos el árido pulido y la acumulación de contaminantes
• la resistencia y el estado del pavimento de la pista

Cómo se hacen las ranuras

Las ranuras en asfalto se cortan con sierra y discos de diamante. La FAA dice que las ranuras en mezcla asfáltica en caliente deben cortarse con sierra, tanto en pavimento nuevo como en existente. Las ranuras en hormigón pueden cortarse con sierra o formarse. En hormigón nuevo, una placa vibratoria con nervios o un rodillo con nervios forma las ranuras mientras el hormigón está plástico. El rodillo no siempre alcanza la profundidad completa de 1/4 de pulgada.

El pavimento debe ser apto para el ranurado. Antes se reparan las irregularidades, las áreas hundidas, las juntas escalonadas y las zonas muy agrietadas o desconchadas. Si la superficie o la resistencia no son adecuadas, primero va una sobrecapa. En asfalto, la FAA enumera otros factores que determinan cuánto tiempo siguen eficaces las ranuras. Son la temperatura máxima de la superficie, la presión de los neumáticos, la frecuencia con que las aeronaves frenan en una zona, la mezcla y el árido.

El pavimento nuevo cura 30 días antes del ranurado, salvo que se demuestre que las ranuras son estables. La máquina de ranurado es autopropulsada y tiene aspirador de lodos. El contratista ranura primero una franja de control. Los residuos no deben entrar en el alcantarillado pluvial. La FAA pide limpiar durante todo el trabajo, porque los residuos que quedan en la pista pueden ser peligrosos para las aeronaves.

Ranurado, peinado con alambre y capa de rodadura porosa

El ranurado no es la única forma de dar a una pista una textura drenante. La FAA lo separa de otros dos métodos.

• Peinado con alambre y estriado con púas. Los alambres de acero forman una textura profunda en el hormigón plástico. La FAA los llama métodos de texturizado. No pueden sustituir a las ranuras cortadas con sierra ni a las ranuras formadas en hormigón plástico, porque no evitan el hidroplaneo de las aeronaves.
• Capa de rodadura porosa (PFC). Es una capa de mezcla asfáltica en caliente de granulometría abierta, de 3/4 de pulgada a 1-1/2 pulgadas (25 a 40 mm) de espesor. El agua de lluvia la atraviesa hacia el costado de la pista. Investigaciones en el Reino Unido y en EE. UU. hallaron que también da buena fricción. El caucho puede obstruir sus huecos. La FAA recomienda no usar PFC en pistas con más de 91 llegadas de turborreactores por día y por cabecera.

La lista de inspección de la EASA cubre ambas superficies. Pide al inspector que compruebe que las ranuras están abiertas y dentro de sus límites de diseño, y que una capa de rodadura porosa drena según lo diseñado.

Desgaste y caucho

Los depósitos de caucho en las ranuras reducen su efecto y hacen más probable el hidroplaneo (AC 150/5380-6C). El caucho de los reactores que aterrizan es el contaminante más persistente. Se acumula en la zona de toma de contacto. La OACI añade que el caucho puede rellenar la textura y reducir la capacidad de drenaje.

El tráfico también desgasta las ranuras. La AC 150/5320-12C indica que el operador debe medir periódicamente la profundidad y el ancho de las ranuras. Cuando el 40 por ciento de las ranuras tiene 1/8 de pulgada (3 mm) o menos a lo largo de 1 500 pies (457 m), el operador debe restaurarlas de inmediato.

La FAA da cuatro métodos para limpiar el caucho y otros contaminantes de una pista: agua a alta presión, productos químicos, impacto de alta velocidad y rectificado mecánico. Dice que nadie puede juzgar el resultado de la retirada del caucho a simple vista. Después del trabajo, el operador debe medir la fricción. Los valores Mu deben volver a menos del 10 por ciento de los de la parte central limpia de la pista. La AC sugiere una frecuencia de retirada según el número de aterrizajes de turborreactores por día y por cabecera:

Si más del 20 por ciento de los aterrizajes son de aeronaves de fuselaje ancho, el operador elige la fila de tráfico inmediatamente superior.

Inspección de las ranuras

El Anexo 14 indica inspeccionar las ranuras con regularidad. La EASA pide que una inspección compruebe que las ranuras están abiertas y dentro de sus límites de diseño.

Una inspección visual puede registrar el deterioro de las ranuras y los encharcamientos. La AC 150/5320-12C dice que las evaluaciones visuales de la fricción no son fiables, y que no permite juzgar la profundidad de textura. La profundidad de textura requiere medición directa. TarmacView no mide la profundidad, el ancho ni la fricción de las ranuras.

Ranurado en carreteras

Las agencias de carreteras también hacen ranuras, para aumentar la resistencia al deslizamiento y reducir los accidentes con lluvia. La revisión bibliográfica de la FHWA (FHWA-HRT-14-065) define el ranurado de pavimento como cortes longitudinales o transversales en una superficie. Su objetivo principal es mejorar el drenaje y reducir el hidroplaneo.

Las dos direcciones tienen usos distintos en carretera:

• Las ranuras longitudinales van paralelas a la circulación. La revisión dice que funcionan mejor para el control direccional del vehículo.
• Las ranuras transversales atraviesan la circulación. Son menos comunes, en parte porque las máquinas de ranurado cortan más fácilmente ranuras paralelas. Funcionan mejor donde los vehículos paran a menudo, como en las intersecciones y en las casetas de peaje.

La revisión recoge reducciones notificadas de los accidentes con lluvia de entre el 55 y el 72 por ciento. Advierte de que los estudios no controlaron la regresión a la media, así que las cifras requieren prudencia. También nombra posibles costes: más ruido, un desgaste más rápido del pavimento y un efecto en la dirección del vehículo. En asfalto, las ranuras pueden volver a cerrarse con el calor y en pavimentos jóvenes.