SmoothRide 3D de Topcon en el Aeropuerto de Frankfurt

(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 67)

Con hasta 450 despegues diarios, la pista Oeste es la más utilizada del aeropuerto de Frankfurt – más del 50% de los vuelos despega desde esta pista. Enormes fuerzas y cargas actúan sobre la superficie diariamente, y conjuntamente con las condiciones climáticas, afectan a la estructura del asfalto y su base. Por este motivo, la repavimentación de esta pista con tanto volumen de tráfico se realiza con frecuencia. El último proyecto incorporó la renovación de la zona norte de la pista de una longitud de 1,4 km y 31 metros de ancho, en sólo cinco días.

Pista de despegue Oeste sin ondulaciones

Estas limitaciones añadieron gran complejidad al proyecto, teniendo que abordar distintas soluciones cumpliendo todos los requisitos exigidos, especialmente la finalización del trabajo en sólo cinco días y seis noches, lo que requería un proceso de trabajo fluido, constante y sin interrupciones. Desde el inicio quedó claro que el fresado de la pista solo podría ser realizado de noche debido al alto volumen de tráfico durante el día. Además, la pista es una de las zonas con mayores niveles de seguridad en cualquier aeropuerto. Por lo tanto, cada vehículo y cada trabajador debía pasar controles de seguridad para acceder a la obra. Finalmente, más de cien personas en diferentes turnos fueron necesarias para convertir esta renovación de la pista en un éxito.

Axel Konrad, project manager de Fraport, inició las conversaciones con Topcon en Bauma en 2016, en Munich. «En las sucesivas reuniones se fueron afianzando la relación y la confianza en la tecnología, a través de un equipo de profesionales con gran conocimiento del sector, esencial en este proyecto, teniendo en cuenta nuestras estrictas exigencias en cuestiones de seguridad. Para la renovación de la capa de desgaste buscábamos la mayor calidad y la mejor tecnología disponible. Por este motivo, nos decantamos por las soluciones de Topcon y el Sistema SmoothRide».

Escaneando la superficie con el escáner RD-M1

Antes de que las máquinas pudiesen empezar, la zona tuvo que ser escaneada con la máxima precisión. El sistema SmoothRide de Topcon, formado por un único escáner montado sobre un vehículo para extraer el modelo de la superficie de la pista resultó ser una elección ideal. Karsten Dietrich, líder del proyecto comentó, “El trabajo consistió en entregar un modelo de la pista de despegue completo y con alta precisión. Los trabajos de fresado de las máquinas tenían que realizarse sin utilizar equipos ópticos. Esta era la única forma en la que se podía garantizar que seis fresadoras pudieran trabajar simultáneamente y con precisión. Esto no era posible realizarlo con sistemas tradicionales de control de maquinaria. Sólo con este flujo de trabajo, compuesto por el escáner RD-M1, el software de diseño MAGNET Office Site Resurfacing, y el sistema de control de maquinaria RDMC podríamos haber realizado este proyecto».

«Empleamos alrededor de tres horas en tomar los datos de toda la superficie de aproximadamente 45,000 m² con el escáner. Como resultado, se obtuvo una nube de puntos homogénea y con alta precisión del estado de la pista de despegue. Esta resolución fue de 2 cm».

Fresado con profundidad variable

Estos datos obtenidos con el escáner se introducen en las máquinas de fresado con la tecnología exclusiva de Topcon SmoothRide. A partir de aquí, y con los datos de la superficie y los datos utilizados, las fresadoras pueden trabajar con profundidad variable, retirando solamente el material necesario. Esto garantiza una superficie lisa y uniforme con una sola pasada, de cara a la siguiente fase de asfaltado. El fresado gana así en eficiencia, tanto en el tiempo empleado, como en el desgaste de la maquinaria.

Raimo Vollstädt, responsable de la planificación del modelo y configuración de la maquinaria en Topcon, describe la situación: «Esto resulta bastante diferente a un reasfaltado de una carretera por métodos tradicionales. La pista tiene un ancho de 45 metros, y tuvo que ser reasfaltada en una zona media con un ancho de 31 metros. Fue por ello absolutamente necesario que la nueva superficie encajase a la perfección con la antigua, sin saltos ni irregularidades. Durante el proceso de escaneo, observamos que el asfalto antiguo presentaba importantes ondulaciones a lo largo de la pista. El responsable del proyecto exigía con rigurosidad el perfil longitudinal y la sección transversal. La uniformidad de la pista y calidad de su superficie fueron los aspectos más decisivos para Fraport».

Konrad recuerda la primera inspección en la zona, «A primera vista, la zona que debía ser reparada parecía un carril recto, sin mucha complicación. No obstante, tras realizar una observación más detallada, podían apreciarse las ondulaciones del asfalto. Como ejemplo, si un Airbus A340 se prepara para el despegue, las ondulaciones causan movimientos no deseados en las dinámicas de despegue del avión. Por este motivo, el proyecto fue extremadamente importante también por motivos de seguridad».

Transferencia de datos entre el escáner, software y las máquinas de fresado

El software MAGNET Collage completaba el procesado de los datos obtenidos por el escáner. Esta herramienta procesa la nube de puntos generada. Posteriormente, los datos se transfieren al software MAGNET Office Resurfacing, que se utiliza para el diseño de la nueva pista. En este caso concreto, Topcon creó distintas alternativas. Vollstädt y Thomas Reeh, proyectistas en Fraport, crearon conjuntamente la versión final. Para este proyecto, toda la información se transfirió a través de memorias USB. En caso de haber utilizado el software Sitelink3D, los datos se pueden compartir online, directamente desde el software de planificación MAGNET a las máquinas.

Christoph Bertsch, responsable de Topcon de la línea de construcción en el sur de Alemania y segundo project manager en Frankfurt, describe los retos a los que se ha enfrentado en este trabajo. “Debido a las ondulaciones longitudinales visibles con el escaneo, y que el trabajo estaba encajado en una superficie de asfalto más amplia, fue un proyecto complejo. En cualquier caso, SmoothRide ha sido la solución ideal. El mayor reto, dejando al margen el escaso espacio de tiempo del que disponíamos, fue conectar el nuevo asfaltado con la superficie antigua que lo rodeaba. Junto a nuestros compañeros, hemos demostrado ser capaces de que las fresadoras funcionasen exactamente como se exigía por el cliente – especialmente en lo relacionado con los estándares internacionales para perfil longitudinal y sección transversal sobre pistas de despegue y aterrizaje».

Fresado con precisión en una sola pasada

Después de que la compañía Strabag AG resultase adjudicataria de los trabajos, y hechos los preparativos necesarios, las fresadoras estaban listas para empezar. Las fresadoras controladas con sistemas 3D fueron capaces de retirar la capa completa de asfalto, incluida la capa de rodadura, antes de aplicar el nuevo reasfaltado. Todo el trabajo, que requirió un alto volumen de tráfico, se trasladó al turno de noche. De esta manera, fue posible evitar el intenso tráfico de las horas punta de la mañana y la tarde. Las seis fresadoras automatizadas fueron capaces de retirar exactamente la cantidad de material en cada punto, según los datos recabados. Por tanto, se consiguió un ahorro en tiempos de fresado, y también en la colocación de la nueva superficie.

Medición y control final de la nueva capa

Durante el proceso de fresado, el equipo de topógrafos verificó de forma continua la superficie ya fresada. Aparte de otros equipos de medición se utilizó una estación total Topcon GT. Las seis fresadoras 3D retiraron un total de 14 cm de asfalto de la superficie y de la capa de rodadura, lo que representó un peso total de 16.000 tn.

El siguiente paso fue realizado por barredoras, limpiando la superficie fresada de forma intensiva. Posteriormente, una capa adhesiva de betún fue aplicada como base antes de la nueva capa de asfalto. Y sobre ésta, una capa intermedia de asfalto de 11 cm. Finalmente, la instalación de la última capa de asfalto de 5 cm dio por finalizada la renovación de la pista de despegue. Tan pronto la última capa se enfrió, comenzó a aplicarse la pintura, y las luces LED de navegación volvieron a colocarse.

En cuanto a la medición de los resultados, Konrad se muestra muy satisfecho: “La superficie fresada quedó perfectamente. Tomamos distintas mediciones en distintos puntos y quedamos muy satisfechos con los resultados observados, que cumplieron todas nuestras necesidades y expectativas. Y ya hemos recibido felicitaciones de pilotos y aerolíneas por este trabajo».

Finalmente, la superficie de una de las pistas de despegue más importantes del Aeropuerto de Frankfurt ha sido renovada, de manera profesional, con fresado de profundidad variable, dentro del tiempo asignado, y sin que haya afectado a los vuelos de pasajeros o carga.