DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL DE...
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1 DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL DE LA MALLA VIAL DE BOGOTÁ INFORMACION DEL PRACTICANTE: NOMBRE COMPLETO LINA GINED GONZÁLEZ MUÑOZ CÉDULA 1031161537 CÓDIGO 20131079053 TELÉFONO 4759229 CELULAR 3016149172 DIRECCION CARRERA 72 A # 11B - 75 CORREO [email protected] INCIO DE CARRERA 2013-1 TERMINACION DE MATERIAS 2017-1 NOMBRE COMPLETO UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS TIPO DE ENTIDAD UNIVERSIDAD PÚBLICA PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES TUTOR ACADÉMICO JHOAN OXIRIS QUITIAN CHILA DATOS ENTIDAD CONTRATANTE: EMPRESA CONTRATANTE ITINERIS GESTIÓN DE INFRAESTRUCTURAS S.A.S. TIPO DE ENTIDAD EMPRESA PRIVADA TUTOR EMPRESARIAL OSCAR ALBERTO FONTALVO OCHOA CORREO ELECTRÓNICO [email protected] TELÉFONO 6362036 DIRECCIÓN CARRERA 49 # 104 - 33 INICIO DE PASANTÍAS 12 DE SEPTIEMBRE DE 2016 FIN DE PASANTÍAS 11 DE NOVIEMBRE DE 2016 DURACIÓN DOS MESES CIUDAD BOGOTÁ D.C.
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DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL
DE LA MALLA VIAL DE BOGOTÁ
INFORMACION DEL PRACTICANTE:
NOMBRE COMPLETO LINA GINED GONZÁLEZ MUÑOZ
CÉDULA 1031161537 CÓDIGO 20131079053
TELÉFONO 4759229 CELULAR 3016149172
DIRECCION CARRERA 72 A # 11B - 75
CORREO [email protected]
INCIO DE CARRERA 2013-1 TERMINACION DE MATERIAS 2017-1
NOMBRE COMPLETO UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
TIPO DE ENTIDAD UNIVERSIDAD PÚBLICA
PROYECTO CURRICULAR
TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES
TUTOR ACADÉMICO JHOAN OXIRIS QUITIAN CHILA
DATOS ENTIDAD CONTRATANTE:
EMPRESA CONTRATANTE ITINERIS GESTIÓN DE INFRAESTRUCTURAS S.A.S.
TIPO DE ENTIDAD EMPRESA PRIVADA
TUTOR EMPRESARIAL OSCAR ALBERTO FONTALVO OCHOA
CORREO ELECTRÓNICO [email protected]
TELÉFONO 6362036
DIRECCIÓN CARRERA 49 # 104 - 33
INICIO DE PASANTÍAS 12 DE SEPTIEMBRE DE 2016
FIN DE PASANTÍAS 11 DE NOVIEMBRE DE 2016
DURACIÓN DOS MESES
CIUDAD BOGOTÁ D.C.
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TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 5
RESUMEN .............................................................................................................. 6
OBJETIVOS ............................................................................................................ 8
OBJETIVO GENERAL ......................................................................................... 8
OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................................ 8
MARCO DE REFERENCIA ..................................................................................... 9
DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS ...................................................................... 16
ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................................... 28
APORTE REALIZADO .......................................................................................... 39
EVALUACIÓN Y CUMPLIMENTO DE OBJETIVOS ............................................. 74
CONCLUSIONES .................................................................................................. 75
RECOMENDACIONES ......................................................................................... 77
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Lista de Tablas
Tabla 1. Cantidades Levantamiento y Procesamiento de IRI .................................... 17
Tabla 2. Información de Pistas de Calibración obtenido con Perfilómetro Láser ..... 20
Tabla 3. Información de Pistas de Calibración obtenido con Bump Integrator ........ 21
Tabla 4. Análisis estadístico Pista 1 ........................................................................... 22
Tabla 5. Análisis estadístico Pista 2 ........................................................................... 22
Tabla 6. Análisis estadístico Pista 3 ........................................................................... 23
Tabla 7. Análisis estadístico Pista 4 ........................................................................... 23
Tabla 8. Análisis estadístico Pista 5 ........................................................................... 24
Tabla 9. Análisis estadístico Pista 6 ........................................................................... 24
Tabla 10. Análisis estadístico Pista 7 ......................................................................... 25
Tabla 11. Análisis estadístico Pista 8 ......................................................................... 25
Tabla 12. Análisis estadístico Pista 9 ......................................................................... 26
Tabla 13. Análisis estadístico Pista 10 ....................................................................... 26
Tabla 5. Cuadro de Observaciones ............................................................................ 32
Tabla 6. Valores de Láser y BI para pistas en pavimento flexible ............................. 36
Tabla 7. Valores de Láser y BI para pistas en pavimento rígido ................................ 37
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Lista de Ilustraciones
Ilustración 1. Grupo 1 (Suba, Usaquén, Barrios Unidos y Engativá) ........................... 7
Ilustración 2. Mapa códigos de calzada .................................................................... 16
Ilustración 3. Base de datos 1 "Evaluación Funcional" .............................................. 18
Ilustración 4. Base de datos 2 "IRI" ........................................................................... 18
Ilustración 5. Ejemplo Vía con IRI alto ....................................................................... 28
Ilustración 6. Ejemplo Hoja "Datos" para el código 165648 ..................................... 31
Ilustración 7. Ejemplo Hoja "Observaciones" para el código 165648 ....................... 32
Ilustración 8. Ejemplo Hoja "Resumen" para el código 165648 ................................ 33
Ilustración 9. Perfilómetro Láser ............................................................................... 34
Ilustración 10. Bump Integrator ................................................................................ 34
Ilustración 11. Montaje del equipo en el vehículo Fuente: ROMDAS ........................ 35
Ilustración 12. Gráfico de relación para pavimento flexible ..................................... 37
Ilustración 13. Gráfico de relación para pavimento rígido ........................................ 38
Ilustración 14. Hoja "IRI" ........................................................................................... 39
Ilustración 15. Hoja "Observaciones" ........................................................................ 39
Ilustración 16. Hoja "Resumen General" ................................................................... 40
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INTRODUCCIÓN
ITINERIS S.A.S es una empresa de Consultoría en Ingeniería Vial, especializada
en estudios y diseños, asesorías, diagnósticos y gestión de infraestructura vial para
calles, carreteras, puertos y aeropuertos. Además, es una empresa reconocida por
proveer servicios de levantamiento de información, inventarios viales, evaluación de
la condición del pavimento desde el punto de vista estructural y funcional,
consultoría a nivel proyecto en la concepción, diseño y seguimiento en obra, así
como consultoría en la etapa de mantenimiento y operación.
La compañía utiliza el Sistema de gestión que, por medio de ciertos algoritmos
Ingenieriles y económicos, define estrategias a largo plazo de mantenimiento
rutinario y periódico que garanticen, en principio, el cumplimiento de los Índices de
Estado exigidos.
El sistema de Evaluación de Pavimentos determina los deterioros presentes en el
mismo realizando diferentes tipos de estudios en su estructura, dependiendo del
tipo de pavimento, lo que toma como obligatoria la determinación del Índice
Internacional de Rugosidad (IRI), siendo este el elemento fundamental para
determinar, desde el punto de vista funcional, el grado de confort que se le brinda
al usuario.
Durante el tiempo laborado se realizó levantamiento, procesamiento y análisis de la
información para el diagnóstico de pavimentos de la malla vial de Bogotá grupo uno,
en donde se encuentran incluidas las localidades de Usaquén, Suba, Barrios Unidos
y Engativá.
En este documento se presenta la información correspondiente al desarrollo de la pasantía; tal como las labores realizadas, objetivos cumplidos y conocimiento adquirido.
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RESUMEN
El índice de Rugosidad Internacional (IRI) fue propuesto por el Banco Mundial en 1982 como un estándar estadístico de la rugosidad y ha servido como parámetro de referencia de la medición de la calidad de la rodadura de las carreteras a nivel internacional. Con el paso del tiempo se ha extendido su aplicación a las vías urbanas, sin embargo, estas presentan un sinnúmero de singularidades como son procesos constructivos, manejo del tránsito, presencia de intersecciones, accesos a predios, geometría, tipos de vías y velocidades de operación, existencia de redes de servicios públicos, presencia de señalización horizontal, y condiciones particulares del tránsito en las ciudades, entre otros aspectos. En algunas vías de la malla vial arterial principal de la ciudad de Bogotá se ha presentado una problemática para la medición de este índice, puesto que, la exclusión de algunas de las singularidades en mención, trae como consecuencia la reducción considerable de tramos homogéneos y continuos para evaluar este índice que puedan representar la regularidad del pavimento de la totalidad de la vía en estudio, además de inconvenientes, en algunos casos, para obtener los umbrales del IRI exigidos por la entidad contratante que ejerce como administrador vial. Teniendo en cuenta el interés del IDU de obtener información de parámetros que permitan establecer con mayor certeza la condición del estado del pavimento de la malla vial de Bogotá, se realizó el levantamiento, procesamiento y análisis, de información superficial, funcional y estructural de las estructuras de pavimento de los elementos de calzada que conforman la malla vial de Bogotá. El alcance del proyecto incluyó el levantamiento, procesamiento y análisis de los siguientes elementos:
Levantamiento de fallas y determinación del índice de Condición del Pavimento (PCI)
Medición de perfil longitudinal y transversal y determinación del índice de Rugosidad Internacional (IRI)
Medición de perfil transversal y determinación de Ahuellamiento.
Toma de deflexiones y evaluación de capacidad estructural y transferencia de carga.
Medición de espesores con georradar.
Perforaciones para validación de espesores. En compañía de un grupo de profesionales especializados en diversas áreas de la
ingeniería civil, específicamente en la consultoría de infraestructura vial, se realizó
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el inventario de la malla vial de la ciudad de Bogotá, grupo uno, en donde se
encuentran incluidas las localidades de Usaquén, Suba, Barrios Unidos y Engativá.
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 1. Grupo 1 (Suba, Usaquén, Barrios Unidos y Engativá)
Realicé el seguimiento de las diferentes acciones a ejecutar tanto en campo como
en el procesamiento de la información entregada por el área técnica, para
determinar el índice de Rugosidad Internacional; empleando los conocimientos
adquiridos en la universidad, donde se entregaron varias soluciones para llevar
entregar satisfactoriamente los resultados al cliente.
Semanalmente hice entregas al cliente en donde se recopiló la información obtenida
a partir de las mediciones realizadas en este lapso de tiempo, estas entregas se
realizaron en los formatos entregados por el IDU, donde, posteriormente fue llevada
la información entregada a una base de datos la cual indica la evaluación estructural
y funcional de cada una de las calzadas pertenecientes al grupo concedido a la
empresa.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Realizar la pasantía como auxiliar de ingeniería elaborando la recopilación de datos
obtenidos en campo, para su respectivo procesamiento y finalmente su entrega en
los formatos indicados por el instituto de desarrollo urbano IDU, de forma tal que
sea más eficaz la actualización de la base de datos del contrato
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Procesar y analizar toda la información generada por los profesionales en
realizar los trabajos en campo, teniendo en cuenta los parámetros indicados
para cada medición.
Llevar un control diario de todas las mediciones, para evitar que se tomen
datos en campo repetidos o erróneos.
Buscar alternativas en cuanto al software y programa de procesamiento,
generando así un mayor rendimiento y facilidad de manejo para cualquier
persona.
Aportar cada uno de los conocimientos adquiridos en la academia acerca
de la construcción de vías y sus patologías.
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MARCO DE REFERENCIA
La empresa Itineris Gestión de Infraestructura es una sociedad por acciones
simplificadas, creada desde el año 2007. Se encuentra ubicada en la ciudad de
Bogotá en el barrio Santa Margarita de la localidad de Suba.
La compañía está dedicada principalmente a actividades de arquitectura e
ingeniería específicamente en la rama de consultoría técnica.
Utilizando tecnología de vanguardia esta organización ofrece una destacable
experiencia en el servicio al cliente teniendo en cuenta los enfoques siguientes:
Estudio y diseño de pavimentos:
Se desarrolla en forma integrada estudios de pre-factibilidad y factibilidad en donde
se profundiza el análisis de la mejor alternativa seleccionada en la etapa de
planeamiento además de realizar el desarrollo de diseños de licitación e ingeniería
en detalle de la infraestructura vial de pavimentos carreteros y aeroportuarios,
estudios de geotecnia vial, diseños geométricos de vías y estudios de tránsito.
Contempla la evaluación de pavimentos, funcional y estructural, la determinación
de espesores, la exploración geotécnica y ensayos de los materiales que
conforman el corredor, para definir las alternativas de diseño de pavimentación
que cumplan con las especificaciones y un periodo de diseño proyectado para las
solicitaciones de carga futura.
Con los equipos que posee la empresa, dentro de las actividades que se ejecutan
para completar el diseño y rehabilitación de pavimentos, aparecen las siguientes:
Medición de Deflectometría.
Mediciones de Regularidad.
Auscultación visual de fallas.
Mediciones de Ahuellamiento.
Mediciones de Fricción.
Toma de espesores con georadar.
Exploración Geotécnica con apiques y ensayos de caracterización de
materiales.
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Por otro lado, la compañía cuenta con un grupo de profesionales y técnicos
altamente capacitados, con tecnología de punta para realizar estudios y diseños
de rehabilitación, reconstrucción, mantenimiento periódico y rutinario de
pavimentos, en calles, carreteras, aeropistas y aeropuertos. Los estudios se
programan de acuerdo con los objetivos de cada proyecto y necesidades del
cliente e incluyen, entre otros, estudios de tránsito, levantamientos topográficos,
auscultación con equipos de alto rendimiento, investigaciones geotécnicas,
inventarios de obras hidráulicas, etc.
Cabe resaltar que cuentan con una amplia experiencia en vías aeroportuarias, ya
que se han realizado proyectos en el Aeropuerto Alfonso Bonilla Aragón de Cali,
en la pista sur del Aeropuerto el Dorado de Bogotá, Aeropuerto de Guayaquil José
Joaquín Olmedo, Aeropuerto Internacional Enrique Malek en la ciudad de David,
Aeropuerto Internacional Tocumen de la ciudad de Colon, Aeropuerto Internacional
Marcos A. Gelaber (los tres últimos ubicados en Panamá) y el Aeropuerto de
Puerto Príncipe de Haití.
Diagnósticos de pavimentos:
Se realiza la auscultación de pavimentos y el diagnostico de índices de estado,
este índice es el estudio que determina la condición actual en términos funcionales
y superficiales del pavimento.
Según el tipo de proyecto a evaluar existen diferentes maneras de calificar
funcionalmente una vía. Para las concesiones viales nacionales La agencia
Nacional de Infraestructura entrega una vía a un concesionario con el fin de
mejorar y mantener su estado. Dicha evaluación se realiza cada seis meses por
medio del Índice de estado. Para llegar a tal fin, dicho índice se basa en distintos
ensayos realizados con equipos propios de la empresa tales como:
Índice de Rugosidad Internacional: El índice de rugosidad internacional (IRI)
es una medida de la influencia del perfil longitudinal de la vía sobre las condiciones
de operación, representada por la vibración de un vehículo tipo, como
consecuencia de las deficiencias en la regularidad.
Ahuellamiento y deformaciones: Se define como una depresión canalizada
ubicada en la huella de circulación de los Vehículos. Puede ser ocasionada por
cargas altas, cargas lentas y altas temperaturas de servicio.
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Índice de Condición del Pavimento: El Pavement Condition Index (PCI por
sus siglas en inglés) es un indicador numérico que clasifica la condición superficial
del pavimento, además provee una medida de la condición presente del pavimento
basado en las fallas observadas en la superficie del pavimento, las cuales son un
indicador de la integridad estructural y la condición operacional de la superficie.
Resistencia al deslizamiento: La resistencia al deslizamiento es la fuerza
desarrollada entre la superficie del pavimento y los neumáticos, que, estando
impedidos de rotar, deslizan a lo largo de la superficie. El reconocimiento de la
importante influencia de la presencia de agua en la superficie ha llevado a definir
en forma explícita un coeficiente de fricción (f) determinado con el pavimento
mojado.
Al realizar los ensayos anteriormente nombrados se obtiene un resultado el cual
debe ser multiplicado por un factor de influencia que tiene una valoración final
dentro del rango (0 – 5), siendo 0 la peor condición y 5 la mejor.
El índice de estado determina qué tipo de tratamiento se debe de dar al pavimento
estudiado, donde si el resultado es muy bajo se deberá reconstruir la vía.
Gestión de infraestructura y pavimentos:
El Sistema de gestión es una herramienta que permite a través de ciertos
algoritmos Ingenieriles y económicos, procesar la información de la base de datos
con el fin de definir estrategias a largo plazo de mantenimiento rutinario y periódico
que garanticen, en principio, el cumplimiento de los Índices de Estado exigidos en
su Contrato. Esto se ejecutará con la ayuda de conceptos económicos que brinden
los mayores beneficios al Concesionario a los menores costos, manteniendo los
estándares de conservación sin afectar a los usuarios.
La información es relevada con tecnología de punta y mediante la ayuda de
plataformas empleadas mundialmente para gestión de infraestructura como lo son:
Highway Development and Management (HDM): Es una importante
herramienta para la evaluación técnica y económica de alternativas de inversión
relacionadas con la conservación y construcción de carreteras, el cual involucra la
planeación, el diseño, la construcción, evaluación y conservación de los
pavimentos de una red de carreteras. Este sistema se encuentra integrado en un
programa de cómputo desarrollado por la Universidad de Birmingham, como
producto principal del estudio internacional sobre desarrollo y gestión de carreteras
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(ISOHDM, por las siglas International Study of Highway Development and
Management).
Se pueden desarrollar los análisis al predecir el deterioro del pavimento durante
su vida útil, calcular los efectos de acciones de conservación y mejoramiento del
pavimento, calcular los costos totales del transporte, considerando los costos en
infraestructura y los costos de operación vehiculares, calcular los montos de
inversión necesarios para mantener determinado nivel de servicio en una red
carretera y evaluar en términos técnicos y económicos proyectos, programas y
políticas de conservación (estándares de conservación y normas de diseño),
obteniendo montos y beneficios de cada alternativa considerada y niveles de
servicio de acuerdo a los criterios de diseño, del volumen del tránsito y de las
condiciones ambientales.
Deighton's Total Infrastructure Management System (DTIMS): es un software
que proporciona una ayuda útil en cuanto a la conservación de los activos de
infraestructura vial, (Vías, puentes, canales, señalización, seguridad vial, entre
otros), funciona mediante una base de datos registrando series históricas de la red
de carreteras y los almacena para que por medio de estadística y correlaciones
hacer predicciones del comportamiento del proyecto a evaluar a diferentes
periodos de diseño.
Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG): este método
representa un cambio sustancial en la manera como el diseño y evaluación de
pavimentos es realizado. Proporciona un conjunto uniforme y completo de
procedimientos para el análisis y diseño de pavimentos tiembles, rígidos, nuevos
y rehabilitados. El resultado del MEPDG es predecir los deterioros y fallas y el IRI
(regularidad superficial) al nivel de confiabilidad deseado. Por lo tanto, no es un
procedimiento directo de diseño de espesores, sino más bien una herramienta de
análisis para que el diseñador la use de manera iterativa. En la actualidad
ITINERIS, cuenta con profesionales capacitados para la realización del análisis y
evaluación de pavimentos y experiencia con esta metodología, encontrando
buenos resultados que orientan a entender el desempeño de los pavimentos en su
vida útil, con modelos mecanisticos de la actualidad.
Ingeniería Integrada:
La empresa ofrece servicios de acompañamiento técnico para la ejecución de
proyectos de construcción y rehabilitación de pavimentos, brindando apoyo directo
en el frente de obra, evaluando la incidencia de posibles variaciones identificadas
respecto a lo establecido en los estudios y diseños de referencia (si fuere el caso),
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de tal manera que se garantice la estabilidad de la estructura a implementar y se
optimicen los procesos constructivos. Adicionalmente, se podrán presentar
alternativas innovadoras que minimicen los re procesos de la construcción y
aumenten la rentabilidad de las obras.
Dicho proceso, incluye el apoyo al cliente en las reuniones, comités u discusiones
técnicas que se requieran, ante los diferentes entes que intervienen en desarrollo
del proyecto.
Ingeniería Forense: Se realizan ensayos no destructivos para evaluación de
pavimentos, así como ensayos destructivos (apliques y/o sondeos) que permitan
identificar o validar los materiales que conforman el perfil estratigráfico existente,
y sus principales características físico — mecánicas. En función de los resultados
obtenidos, se efectúa la modelación o verificación estructural del pavimento,
aplicando para tal fin las especificaciones y normas vigentes o aplicables a cada
proyecto.
Gerencia de Proyectos: La compañía cuenta con profesionales certificados
PMP, expertos en la dirección de proyectos de Consultoría de Ingeniería Civil,
aplicando las buenas prácticas de las normas internacionales PMI, para el logro
de resultados y objetivos de los proyectos, minimizando costos y obteniendo
mejores rentabilidades a sus interesados.
Diseños Estructurales: La empresa realiza diseños de estructuras hidráulicas
acordes con las necesidades de la infraestructura carretera, generando un correcto
sub-drenaje y evitando la socavación.
Estudios Hidráulicos e Hidrológicos: Consisten en diseñar estructuras de
capacidad apropiada utilizando los caudales generados en el estudio hidrológico,
acorde con las necesidades de la infraestructura carretera, sub-drenaje y
socavación.
Diseños Geométricos de Vías: Como parte de las soluciones de carácter
integral en proyectos viales, y dada la importancia de estos para el desarrollo de
la infraestructura del país, ITINERIS desarrolla los diseños de los elementos
geométricos de vías en planta y perfil a nivel de pre-factibilidad y factibilidad.
Utilizando el software de diseño AutoCAD Civil 3D se procesan los datos de
topografía para generar la superficie del terreno, los alineamientos horizontales y
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verticales, las secciones transversales de diseño y los volúmenes de movimientos
de tierra y de materiales para construcción de pavimento.
Estudios de Tránsito: consiste en la capacidad y niveles de servicio, que
permitan valorar la eficiencia del transporte, adoptar los parámetros del diseño
geométrico, pavimentos, costos de operación de los vehículos y conservación de
la carretera.
Todo el personal de la empresa está en capacidad de generar planes de
mantenimiento de infraestructura vial tanto a nivel red como a nivel proyecto; desde
la etapa de licitación hasta la fase operativa.
Inicie mi labor en esta empresa el día 11 de septiembre del año 2016 siendo mi jefe
inmediato el Ingeniero Oscar Alberto Fontalvo Ochoa quien supervisaba mi trabajo
todos los días viernes, antes de realizar las entregas semanales al cliente, hasta
que finalizo el proyecto.
Las labores que desempeñe en Itineris Gestion de Infraestructra en el trancurso de
la pasantía fueron las siguientes:
Funciones generales:
Efectuar el levantamiento de información en campo hasta la entrega de
información final al cliente.
Interactuar con el Coordinador de Equipos con el fin de planificar y ejecutar
las actividades propias de los proyectos a cargo.
Procesar, filtrar y hacer el análisis de toda la información del proyecto
suministrada, haciendo la preparación de los respectivos informes acorde al
proyecto, reportando al Coordinador junior, Sénior o a la Gerencia Técnica o
General.
Realizar la entrega del producto final al cliente suministrando información
veraz y acorde a sus requerimientos.
Brindar atencion, manejo y seguimiento a los clientes buscando cumplir los
objetivos en calidad y tiempo al cliente.
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Funciones específicas:
Ejecutar el inventario de fallas, supervisión y coordinación de trabajos de
campo tales como medición de deflectometría, de rugosidad, de fricción,
toma de espesores con georadar, Ahuellamiento, apiques y toda actividad de
campo que se requiera para el desarrollo del proyecto.
Organizar, supervisar y realizar seguimiento a los proveedores técnicos para
el desarrollo de los proyectos de nivel de complejidad 1 conforme a su
requerimiento.
Contribuir en el desarrollo técnico de la compañía, a través de la revisión y
sistematización de procesos que contribuyan a mejorar la efectividad y la
producción.
Desempeñar las demas funciones inherentes al cargo y que le sean
asignadas por su jefe inmediato.
Labore en esta compañía hasta el día 11 de noviembre del mismo año.
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DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS
La labor más representativa que realicé en todo el proceso de pasantía fue el
procesamiento de la rugosidad para el proyecto Malla Vial de Bogotá, donde a diario
el área técnica hacia entrega de las mediciones realizadas en campo durante el día
y la noche. Estas mediciones se realizaron en orden de códigos de calzada, los
cuales son el número otorgado a cada calle de la ciudad, y por localidad, iniciando
con Usaquén, Suba, Engativá y finalizando con Barrios Unidos. El total se midieron
alrededor de 34.000 códigos de calzada.
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 2. Mapa códigos de calzada
Las mediciones se realizaron de acuerdo con los términos establecidos en los
requerimientos técnicos de Levantamiento, Procesamiento y Análisis de la
Información para el Diagnóstico de Pavimentos de la Malla Vial de Bogotá, según
Concurso de Méritos No. IDU-CMA-SGDU-012-2015. Se ejecutaron las mediciones
de regularidad, ahuellamiento, auscultación de fallas, espesores y capacidad
estructural.
El alcance del proyecto era muy grande por lo que fueron delegadas diferentes
tareas entre los trabajadores de esta compañía. Fue establecido que yo me
encargara de liderar todos los procesamientos relacionados con el índice de
rugosidad.
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Para cumplir a cabalidad con todos los objetivos propuestos inicialmente desarrolle
un plan de trabajo que consistía en llegar todas las mañanas, de acuerdo con mi
horario de trabajo establecido, a las 8:00 a.m., y revisar el buzón que se encuentra
ubicado en la puerta de la empresa, allí encontraba una memoria USB, la cual era
entregada por el cuerpo técnico de la empresa en las madrugadas, y que contenía
la información de las mediciones que habían realizado el día anterior junto con una
bitácora de mediciones que indicaba los códigos de calzada que habían sido
medidos y los que no junto con la justificación correspondiente.
Luego de guardar la información nueva en un servidor determinado en la empresa
procedía a informar esta por fecha y por localidad, para que fuera más sencillo y
ordenado el procesamiento.
De acuerdo con la cantidad de información medida en el día distribuía las tareas a
seguir para el procesamiento de esta junto con tres auxiliares que tenía a mi cargo,
ellos se encargaban de revisar y verificar todos los datos procesados, ubicaban y
excluían las singularidades por las que no había sido posible medir ciertos puntos
de cada código y realizaban el promedio del IRI de cada tramo con respecto a su
longitud.
Al final del día recolectaba toda la información procesada por parte de mis
compañeros y procedía a guardarla en una base de datos que yo había creado,
llamada “Evaluación Funcional” en donde se registraban cada uno de los códigos
de calzada correspondientes junto con el promedio de IRI y el promedio de
ahuellamiento, o la observación si este no había sido medido. En otra base de datos
se guardaban todas las longitudes de los códigos y los datos de la rugosidad cada
diez metros. Esta información fue catalogada de esa forma por petición del cliente.
El instituto de desarrollo urbano IDU solicitaba que se ordenara la información como
se muestra en las ilustraciones siguientes puesto que debían utilizarla en un
software especializado que daba una calificación del estado de cada uno de los
códigos de calzada de las localidades asignadas.
En la siguiente tabla se puede ver reflejada la información de la cantidad de códigos
procesados y los que no se pudieron procesar, junto con los porcentajes
correspondientes.
Fuente: Elaboración Propia
LONGITUD
TOTAL(Km)
CANTIDADES
MEDIDAS Y
PROCESADAS
CANTIDADES
QUE NO SE
PUEDEN MEDIR
PORCENTAJE
MEDIDO
PORCENTAJE
NO MEDIDO
IRI 2443 1939.45 503.55 79.4% 20.6%
Tabla 1. Cantidades Levantamiento y Procesamiento de IRI
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Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 3. Base de datos 1 "Evaluación Funcional"
Este trabajo presentó una alta exigencia al contar con una gran cantidad de datos
que debían ser procesados y archivados, por esta razón debí formular todos los
archivos para que fuera más fácil su uso, esto género que necesitáramos menos
personal y menos horas de trabajo al completar esta labor.
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 4. Base de datos 2 "IRI"
Al finalizar la semana, los días viernes se realizaba la entrega al IDU de las bases
de datos anteriormente nombradas con la información de los datos obtenidos en la
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semana, en total se realizaron nueve entregas, donde hubo algunas correcciones,
las cuales fueron arregladas en su totalidad.
Finalmente, la ingeniera coordinadora encargada del proyecto realizo un informe
con la ayuda de todos los auxiliares que trabajaron en el proyecto, el cual recopilaba
toda la información obtenida.
Con la realización de esta pasantía se buscó aprender y adquirir experiencia
relacionada a la consultoría de infraestructura vial, mientras se obtuvo la habilidad
de colaborar durante la toma de decisiones y buscar la mejor solución para corregir
los inconvenientes o contrariedades que se pudieron presentar en las labores
siguientes:
Interactuar con los coordinadores encargados del área técnica con el fin de
planificar y ejecutar las actividades propias para llevar a cabo el proyecto.
Cuando finalizaron las mediciones debí procesar, filtrar y hacer el análisis de
toda la información suministrada, haciendo la preparación del respectivo
informe, reportando al Coordinador junior, Sénior o a la Gerencia Técnica o
General. Finalmente se realizó la entrega del producto final al cliente
suministrando información veraz y acorde a sus requerimientos.
Aprendí como procesar y analizar la información correspondiente a la
rugosidad, donde se reciben los datos obtenidos de la medición en campo y
se llevan a un software llamado “Profilograph para Windows” utilizado para
hacer un post-procesamiento de las mediciones realizadas, donde por medio
del perfil que realiza de la vía, se aplica una corrección por velocidad,
aceleración y frenado, así mismo, se pueden modular los intervalos de
distancia, velocidad y validación a petición del cliente.
Después de realizar estas correcciones se procede a llevar la información a
un formato de Excel, el cual modifique para ser usado en este proyecto,
donde se procesan todos los datos y se realiza un promedio de IRI para cada
código de calzada perteneciente a las cuatro localidades anteriormente
mencionadas.
Debido a mi desempeño laboral se me otorgó la tarea de analizar la
correlación entre dos equipos adquiridos por la compañía, el Perfilómetro
Inercial Láser y el Bump Integrator (BI), donde por medio de diez pistas de
calibración, cinco correspondientes a pavimento rígido y cinco a flexible, se
tomaron datos cada diez metros. Esto se realizó para obtener la rugosidad
correcta de un tramo de vía específico, donde se midió el valor del IRI
obtenido del Perfilómetro Láser y el valor de Bump Counts obtenido del Bump
Integrator. De este modo, al conocer los valores de IRI y de BI para cada una
de las diez pistas se logró obtener una relación entre la rugosidad y los golpes
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generados por el BI realizando un análisis de regresión lineal, en donde se
obtuvo una ecuación para cada tipo de pavimento, que nos brinda el valor de
la rugosidad a partir de la información suministrada por el Bump Integrator.
Se logró el enriquecimiento de los conocimientos aprendidos de manera
teórica en las aulas de la Universidad aplicados en la ejecución de
actividades en campo y en oficina, en donde me enfrente a un ambiente de
trabajo donde fue necesario interactuar con personas que aportaron a la
formación propia, además se cumplieron las expectativas de la empresa
donde se demostró la calidad de educación en la universidad.
Finalmente aprendí a manejar el personal y fortalecer el liderazgo, puesto
que estuve al mando de todo el procesamiento de la rugosidad, donde tuve
a mi cargo los técnicos que realizaban las mediciones y los auxiliares que
procesaban la información medida en campo.
Como fue nombrado anteriormente, se me solicito realizar la correlación entre dos
equipos de la compañía, el Bump Integrator y el Perfilómetro Inercial Láser. Para
llevar a cabo esta tarea se realizaron diez pistas de calibración, todas con
rugosidades diferentes, pero con la misma longitud, la cual fue definida como 220
metros. Igualmente se determinó que la velocidad más adecuada para llevar a cabo
la medición de estas pistas era de 40 Km/h.
Los datos obtenidos de la medición fueron los siguientes:
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 2. Información de Pistas de Calibración obtenido con Perfilómetro Láser
PROMEDIO IRI
TIPO NÚMERO DIRECCION LONGITUD 40 Km/h
FLEXIBLE 1 AVENIDA CALLE 90 CON AVENIDA CARRERA 114 210 5.73
FLEXIBLE 2 CALLE 86 CON CARRERA 114 210 4.16
FLEXIBLE 3 CARRERA 88 DG 17B 210 5.66
FLEXIBLE 4 CARRERA 113 CON CALLE 83A 210 5.10
FLEXIBLE 5 HAYUELOS 210 2.88
RÍGIDO 6 CALLE 81 CON CARRERA 102 210 7.20
RÍGIDO 7 CARRERA 92 CON DIAGONAL 17B 210 7.55
RÍGIDO 8 CARRERA 102 CON CALLE 82 210 5.47
RÍGIDO 9 CARRERA 1023 CON CALLE 75A 210 3.47
RÍGIDO 10 CARRERA 102 CON CALLE 80A 210 5.81
PISTA
21
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 3. Información de Pistas de Calibración obtenido con Bump Integrator
Al detallar los resultados obtenidos se hizo notoria la dispersión de los mismos, por
lo que procedí a realizar un análisis estadístico de ellos que se puede observar en
las siguientes tablas. Allí se encuentran la información obtenida con cada uno de
los equipos con respecto a la abscisa de la pista. Estos datos se tomaron en
intervalos de diez metros.
La información fue organizada de tal manera que los datos obtenidos por el equipo
fueran presentados ascendentemente.
Los datos que se excluyeron después de realizar el análisis se resaltan en un color
morado como se puede observar en las siguientes tablas:
PROMEDIO BI
TIPO NÚMERO DIRECCION LONGITUD 40 Km/h
FLEXIBLE 1 AVENIDA CALLE 90 CON AVENIDA CARRERA 114 210 490.00
FLEXIBLE 2 CALLE 86 CON CARRERA 114 210 411.82
FLEXIBLE 3 CARRERA 88 DG 17B 210 593.64
FLEXIBLE 4 CARRERA 113 CON CALLE 83A 210 375.45
FLEXIBLE 5 HAYUELOS 210 2440.91
RÍGIDO 6 CALLE 81 CON CARRERA 102 210 933.64
RÍGIDO 7 CARRERA 92 CON DIAGONAL 17B 210 218.64
RÍGIDO 8 CARRERA 102 CON CALLE 82 210 595.00
RÍGIDO 9 CARRERA 1023 CON CALLE 75A 210 5954.55
RÍGIDO 10 CARRERA 102 CON CALLE 80A 210 6495.45
PISTA
22
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 4. Análisis estadístico Pista 1
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 5. Análisis estadístico Pista 2
BI LASER
40.00 40.00
K0+090 1700 2.81
K0+030 2400 3.17
K0+120 2600 4.22 Máximo 6100.00 8.80
K0+130 2800 4.24 Mínimo 1700.00 2.81
K0+140 2900 4.29 Media 4020.00 5.73
K0+170 3100 4.33 Mediana 3850.00 5.48
K0+050 3300 4.53 Varianza de la muestra 1677473.68 2.65
K0+100 3400 4.79 Desviación estándar 1295.17 1.63
K0+010 3400 5.29 Curtosis -1.07 -0.85
K0+200 3700 5.29 Coeficiente de variación 0.32 0.28
K0+190 4000 5.31 Coeficiente de asimetría 0.11 0.08
K0+040 4200 5.65
K0+110 4500 5.78
K0+210 4600 6.12
K0+020 5200 6.94
K0+070 5300 6.94
K0+080 5600 7.15
K0+180 5600 7.32
K0+060 6000 7.46
K0+150 6100 7.79
K0+220 7.94
K0+160 8.80
AVENIDA CALLE 90 CON
AVENIDA CARRERA 114
BI LASER
40.00 40.00
K0+210 1200 1.82
K0+150 1500 2.51
K0+120 2000 2.76 Máximo 8300.00 7.27
K0+140 2200 2.77 Mínimo 1200.00 1.82
K0+100 2300 2.93 Media 3876.19 3.88
K0+110 2900 3.12 Mediana 3700.00 3.64
K0+130 2900 3.38 Varianza de la muestra 3051904.76 1.59
K0+090 3100 3.43 Desviación estándar 1746.97 1.26
K0+190 3400 3.47 Curtosis 0.67 1.55
K0+040 3600 3.59 Coeficiente de variación 0.45 0.33
K0+200 3700 3.64 Coeficiente de asimetría 0.75 1.10
K0+160 3800 3.69
K0+050 4100 3.70
K0+010 4300 3.71
K0+080 4400 4.13
K0+060 4400 4.28
K0+180 5200 4.92
K0+020 5500 5.06
K0+030 6100 5.14
K0+220 6500 6.15
K0+170 8300 7.27
K0+070
CALLE 86 CON CARRERA
114
23
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 6. Análisis estadístico Pista 3
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 7. Análisis estadístico Pista 4
BI LASER
40.00 40.00
K0+070 1600 2.39
K0+140 1800 2.59
K0+130 2700 2.60 Máximo 23100.00 8.67
K0+080 2700 2.99 Mínimo 1600.00 2.39
K0+090 2900 3.04 Media 6118.18 5.66
K0+110 3100 3.80 Mediana 4850.00 5.58
K0+170 3600 4.20 Varianza de la muestra 22146320.35 4.81
K0+030 3600 4.46 Desviación estándar 4705.99 2.19
K0+060 4100 4.68 Curtosis 7.70 -1.50
K0+200 4200 4.94 Coeficiente de variación 0.77 0.39
K0+220 4700 5.43 Coeficiente de asimetría 2.46 -0.09
K0+190 5000 5.74
K0+050 5400 6.51
K0+150 6100 6.67
K0+180 6600 7.09
K0+160 6900 7.65
K0+040 7300 7.87
K0+100 7700 8.22
K0+010 8300 8.28
K0+210 10900 8.28
K0+020 12300 8.31
K0+120 8.67
CARRERA 88 DG 17B
BI LASER
40.00 40.00
K0+010 2600 2.84
K0+200 2700 3.05
K0+020 2700 3.06 Máximo 5900.00 8.20
K0+220 2800 3.44 Mínimo 2600.00 2.84
K0+210 2900 3.60 Media 3766.67 5.10
K0+190 3000 3.98 Mediana 3600.00 4.96
K0+070 3000 4.51 Varianza de la muestra 840333.33 2.10
K0+080 3100 4.66 Desviación estándar 916.70 1.45
K0+150 3400 4.83 Curtosis -0.38 -0.47
K0+160 3600 4.93 Coeficiente de variación 0.24 0.28
K0+040 3600 4.94 Coeficiente de asimetría 0.57 0.26
K0+120 3900 4.97
K0+140 4000 5.10
K0+050 4000 5.21
K0+130 4400 5.80
K0+180 4400 5.84
K0+100 4500 5.89
K0+090 4800 6.46
K0+030 4800 6.80
K0+110 5000 7.03
K0+170 5900 7.09
K0+060 8.20
CARRERA 113 CON CALLE
83A
24
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 8. Análisis estadístico Pista 5
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 9. Análisis estadístico Pista 6
BI LASER
40.00 40.00
K0+050 1100 1.49
K0+060 1300 1.58
K0+110 1400 1.58 Máximo 4200.00 3.89
K0+100 1500 1.77 Mínimo 1100.00 1.49
K0+220 1700 1.85 Media 2115.00 2.31
K0+180 1800 1.89 Mediana 2050.00 2.25
K0+010 1900 1.99 Varianza de la muestra 512921.05 0.35
K0+190 1900 2.03 Desviación estándar 716.19 0.59
K0+140 2000 2.09 Curtosis 3.53 1.08
K0+030 2000 2.19 Coeficiente de variación 0.34 0.26
K0+090 2100 2.31 Coeficiente de asimetría 1.61 0.85
K0+040 2200 2.31
K0+120 2200 2.51
K0+170 2200 2.58
K0+020 2200 2.61
K0+160 2200 2.80
K0+150 2300 2.87
K0+210 2500 2.91
K0+200 3600 2.94
K0+130 4200 3.89
K0+080
K0+070
HAYUELOS
BI LASER
40.00 40.00
K0+010 5000 5.33
K0+090 5300 5.38
K0+160 6800 5.57 Máximo 14800.00 9.32
K0+040 7000 6.21 Mínimo 5000.00 5.33
K0+180 7600 6.26 Media 9563.64 7.20
K0+110 7700 6.62 Mediana 9350.00 7.14
K0+030 8400 6.83 Varianza de la muestra 6328138.53 1.22
K0+210 8800 6.97 Desviación estándar 2515.58 1.10
K0+150 9000 6.98 Curtosis -0.11 -0.01
K0+020 9000 7.08 Coeficiente de variación 0.26 0.15
K0+200 9300 7.11 Coeficiente de asimetría 0.17 0.24
K0+050 9400 7.18
K0+070 9800 7.19
K0+170 10300 7.44
K0+060 10500 7.53
K0+080 10600 7.58
K0+130 11100 7.65
K0+120 11700 7.79
K0+140 12000 8.18
K0+190 12400 8.93
K0+100 13900 9.30
K0+220 14800 9.32
CALLE 81 CON CARRERA
102
25
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 10. Análisis estadístico Pista 7
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 11. Análisis estadístico Pista 8
BI LASER
40.00 40.00
K0+040 300 3.47
K0+130 800 3.48
K0+140 900 3.77 Máximo 4000.00 12.00
K0+030 1000 3.97 Mínimo 300.00 3.47
K0+060 1200 4.41 Media 1885.71 7.55
K0+100 1300 4.67 Mediana 1700.00 7.28
K0+090 1400 5.08 Varianza de la muestra 863285.71 9.15
K0+170 1400 6.24 Desviación estándar 929.13 3.03
K0+220 1500 6.38 Curtosis -0.12 -1.33
K0+110 1700 6.44 Coeficiente de variación 0.49 0.40
K0+050 1700 6.69 Coeficiente de asimetría 0.57 0.19
K0+080 1800 7.86
K0+200 1800 8.06
K0+150 2000 8.50
K0+210 2200 8.52
K0+180 2400 10.06
K0+010 2900 10.17
K0+020 3100 10.40
K0+120 3100 12.00
K0+160 3100 12.00
K0+070 4000 12.00
K0+190 12.00
CARRERA 92 CON
DIAGONAL 17B
BI LASER
40.00 40.00
K0+010 3400 2.86
K0+150 4100 3.48
K0+160 4400 3.51 Máximo 8000.00 8.73
K0+220 4400 3.53 Mínimo 3400.00 2.86
K0+040 4600 3.93 Media 5757.14 5.26
K0+190 4700 4.07 Mediana 5500.00 5.08
K0+020 4900 4.31 Varianza de la muestra 1764571.43 2.56
K0+180 5000 4.58 Desviación estándar 1328.37 1.60
K0+210 5200 4.62 Curtosis -1.07 -0.46
K0+140 5500 4.68 Coeficiente de variación 0.23 0.30
K0+070 5500 5.08 Coeficiente de asimetría 0.17 0.60
K0+200 5700 5.09
K0+060 5800 5.16
K0+100 6300 5.57
K0+050 6700 5.97
K0+110 7000 6.01
K0+030 7200 6.92
K0+130 7300 7.20
K0+090 7400 7.62
K0+080 7800 7.64
K0+170 8000 8.73
K0+120
CARRERA 102 CON CALLE
82
26
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 12. Análisis estadístico Pista 9
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 13. Análisis estadístico Pista 10
BI LASER
40.00 40.00
K0+010 900 1.75
K0+220 2900 2.14
K0+100 2900 2.17 Máximo 8700.00 9.80
K0+050 3000 2.40 Mínimo 4100.00 2.67
K0+090 3500 2.75 Media 6028.57 5.19
K0+210 3500 2.77 Mediana 6000.00 4.98
K0+060 4100 2.81 Varianza de la muestra 1319142.86 2.56
K0+130 4200 2.82 Desviación estándar 1148.54 1.60
K0+140 4400 3.11 Curtosis 0.01 2.68
K0+030 4500 3.25 Coeficiente de variación 0.19 0.31
K0+160 5000 3.38 Coeficiente de asimetría 0.40 1.28
K0+110 5400 3.40
K0+190 5500 3.46
K0+020 5900 3.52
K0+180 6000 3.62
K0+040 6100 3.77
K0+170 6100 3.86
K0+070 6200 4.42
K0+150 6200 4.47
K0+200 6900 4.61
K0+080 8500 4.73
K0+120
CARRERA 103 CON CALLE
75A
BI LASER
40.00 40.00
K0+040 4100 2.67
K0+110 4600 3.63
K0+010 4600 3.68 Máximo 8700.00 9.80
K0+070 4800 3.85 Mínimo 4100.00 2.67
K0+080 5000 4.00 Media 6028.57 5.19
K0+130 5200 4.21 Mediana 6000.00 4.98
K0+210 5200 4.38 Varianza de la muestra 1319142.86 2.56
K0+060 5500 4.40 Desviación estándar 1148.54 1.60
K0+200 5800 4.59 Curtosis 0.01 2.68
K0+180 6000 4.83 Coeficiente de variación 0.19 0.31
K0+160 6000 5.13 Coeficiente de asimetría 0.40 1.28
K0+120 6100 5.43
K0+100 6400 5.64
K0+190 6500 5.76
K0+030 6600 5.87
K0+220 6700 5.88
K0+020 6800 6.09
K0+050 7100 6.14
K0+090 7100 7.84
K0+150 7800 9.80
K0+170 8700
K0+140
CARRERA 102 CON CALLE
83A
27
Finalmente, los valores corregidos de las mediciones efectuadas con el equipo
Bump Integrator fueron graficados con respecto al Perfilómetro Láser por medio de
una regresión lineal representada por una línea de tendencia que relaciono los
resultados obtenidos con estos equipos.
28
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Como ya fue presentado anteriormente, considero que la labor más representativa
de todo el proceso de pasantía fue procesamiento de la rugosidad para el proyecto
Malla Vial de Bogotá, aquí tuve que indagar bastante acerca del concepto de
rugosidad y la importancia que tiene para las vías, tanto urbanas como interurbanas,
puesto que este influye notablemente en el índice de servicio durante la vida útil del
pavimento, en el costo de mantenimiento vial, entre otros.
Es importante conocer el índice de rugosidad internacional de cada tramo de vía
puesto que se deben tener en cuenta varios aspectos de esta, como los costos de
mantenimiento los cuales se reducen considerablemente en pavimentos que
cuentan con un IRI relativamente bajo, el riesgo de accidentes de tránsito, los cuales
se incrementarán en pavimentos cuyo IRI incrementa a más de 5 m/Km, o el
consumo de combustible, en donde para una operación constante de velocidad, el
consumo de combustible de un vehículo se incrementa de 0,6 a 2,5% por cada
unidad de IRI
Fuente: ITINERIS SAS
Ilustración 5. Ejemplo Vía con IRI alto
Según el Instituto Nacional de Vías INVIAS de Colombia, la rugosidad se define como alteraciones del perfil longitudinal de una vía, que provocan vibraciones en los vehículos que lo recorren. Es la desviación de la superficie respecto a una superficie plana, con dimensiones características que afectan la dinámica del vehículo y la calidad al andar. Se mide con el indicador denominado índice de rugosidad
internacional, IRI, el cual se expresa en m/km.1 La regularidad de la superficie de rodadura para la circulación de los vehículos tiene
importancia en varios aspectos que se describen a continuación:2
1INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Norma I.N.V. E – 790 – 07. Determinación del Índice Internacional de Rugosidad (IRI)
para Medir la Rugosidad de los Pavimentos. Colombia.2007. p.2.
2BADILLA, Gustavo. Determinación de la regularidad superficial del pavimento, mediante el cálculo del Índice de Regularidad
Internacional (IRI). En: Publicación N° 21, Infraestructura Vial. Costa Rica. 2009. p.31.
29
Seguridad y comodidad: Una buena regularidad superficial permite ofrecer condiciones de seguridad y comodidad para los usuarios de las vías.
Costos de operación vehicular: Tiene incidencia en los costos de operación de los vehículos, puesto que, dependiendo de la magnitud de las irregularidades superficiales, la velocidad de circulación puede verse afectada negativamente, lo cual puede reflejarse por un mayor desgaste en llantas y componentes mecánicos de los vehículos y mayor consumo de combustible.
Los autores Perera y Kohn reportan que investigaciones realizadas en Nevada, Estados Unidos, muestran que pavimentos con bajas rugosidades mejoran la eficiencia del combustible y reducen los costos de mantenimiento de los vehículos. Para llevar a cabo dicho estudio se realizó seguimiento a los camiones que viajaban por carreteras que presentaban condiciones de rugosidad altas con fallas por fatiga y por vías en excelentes condiciones, y los resultados mostraron que las vías con irregularidades superficiales incrementaron los daños en los vehículos y
componentes 3.
El autor Gustavo Badilla4 indica que este parámetro fue definido como:
“El IRI resume matemáticamente el perfil longitudinal de la superficie de camino en una huella, representando las vibraciones inducidas por la rugosidad del camino en un auto de pasajeros típico, está definido por el valor de referencia del pendiente promedio rectificada (RARS80, Reference Average Rectified Slope, razón entre el movimiento acumulado de la suspensión y la distancia recorrida) producto de la simulación del modelo de cuarto de carro, (RQCS, Reference Quarter Car Simulation), para una velocidad de desplazamiento de 80 km/h. En términos más sencillos, el IRI es un modelo matemático, el cual calcula el movimiento acumulado en la suspensión de un vehículo de pasajero típico, al recorrer una superficie del camino a una velocidad de 80 km/h”.
Así mismo, Badilla indica que la evaluación de pavimentos proporciona información
que puede ser utilizada tanto en el diseño como en la gestión de la infraestructura
vial, permitiendo priorizar las actividades de mantenimiento, rehabilitación y
reconstrucción oportunamente. Permite también realizar inventarios del estado y la
condición de la red vial, así como evaluar los costos adicionales en los cuales
pueden incurrir los usuarios por el uso de la vía. Se reconocen dos tipos de
evaluaciones en el pavimento: La evaluación estructural y la evaluación funcional.
3PERERA y KOHN (2001), citado por CARDONA, Camilo. Predicción del Índice de Rugosidad Internacional en Pavimentos
Flexibles usando Redes Neuronales Artificiales. Tesis. Medellín.2007. p. 45.
4BADILLA, op. cit., p.31.
30
Es preciso aclarar, según lo anotado por Solminihac5, que la evaluación estructural y funcional del pavimento son actividades distintas pero complementarias, con base en lo cual se puede afirmar que una vía puede tener una buena capacidad estructural; sin embargo, situaciones como por ejemplo escalonamientos de juntas, puede significar que la capacidad funcional de la vía es deficiente. De igual modo una vía puede tener una buena capacidad funcional, pero el hecho de que existan por ejemplo fisuras o grietas tipo piel de cocodrilo, representa que la capacidad estructural es deficiente. Con base a lo anterior, se debe destacar que la serviciabilidad de pavimentos no corresponde a una evaluación funcional completa, sino a una parte de ésta, y que actividades como la auscultación de pavimento y la resistencia al deslizamiento también son parte de la evaluación funcional de una vía.
Según el autor Thenoux6, se entiende por condición estructural el nivel de integridad física y estructural en que se encuentra la sección de un pavimento en su conjunto y al estado de cada una de las capas que conforman la estructura, incluyendo la subrasante.
Basado en las hipótesis tradicionales de diseño estructural, los criterios de falla estructural de un pavimento son dos: deformación y agrietamiento por tensiones inducidas por la carga de tránsito, variaciones térmicas y otras condiciones especiales. Tanto la deformación como el agrietamiento pueden ocurrir por una condición puntual o fatiga en cualquiera de las capas que conforman la estructura. Por lo tanto, se espera que una estructura de pavimento falle de una de las dos formas (deformación o agrietamiento) dentro del período de diseño. En este sentido la evaluación estructural está relacionada con la capacidad que tiene el pavimento para soportar las cargas de los vehículos, y una de las formas de determinarla es mediante el ensayo de deflectometría y la auscultación estructural. Además, de acuerdo con este autor, se entiende por condición o calidad funcional de un pavimento los aspectos relacionados con la calidad operacional (o Serviciabilidad) que ofrece un pavimento desde el punto de vista del usuario. Las condiciones funcionales que se relacionan con las características operacionales y el estado de la superficie del pavimento pueden ser varias. A medida que la evolución de las exigencias modernas del tránsito aumenta, se han ido agregando a la lista de características funcionales del pavimento diferentes condiciones específicas las cuales dependen del tipo e importancia del proyecto. 5SOLMINIHAC, Hernán de. Gestión de Infraestructura Vial. Chile. 2001. Segunda edición. p. 83
6THENOUX, Guillermo. Relación entre diagnóstico de la condición funcional y estructural de pavimentos y la asignación de
acciones de conservación y rehabilitación. Chile. 2007. p.9.
31
De esta manera, la evaluación de la condición funcional está relacionada directamente con la percepción del usuario al utilizar una determinada vía, y se puede realizar tanto en la fase de recibo de la obra vial como en la gestión de mantenimiento. En cualquiera de estos dos casos, el objetivo es medir y hacer seguimiento a la evolución de los parámetros funcionales en forma permanente con la finalidad de prevenir que se superen los umbrales recomendados y se pueda asignar acciones de conservación que permita restaurar o corregir las condiciones iniciales de diseño. Para realizar una correcta gestión de mantenimiento de los parámetros funcionales de los pavimentos se debe contar con: definición de los umbrales de aceptación y rechazo para cada parámetro, una metodología de seguimiento y evaluación. Adicionalmente, es conveniente contar con un modelo de evolución del deterioro para poder predecir y programar acciones de conservación. Teniendo en cuenta lo anterior, se inició el procesamiento de la información medida se procede a llenar un formato en Excel que he realizado que consta de tres hojas: Datos, Observaciones y Resumen. En la hoja “Datos” se debe diligenciar la información de la fila 1, es decir, el
abscisado o distancia de medida, la velocidad y la aceleración de medición, la
rugosidad de las dos huellas del carril, el nombre del tramo, el tipo de calzada y
carril como se muestra en la siguiente ilustración.
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 6. Ejemplo Hoja "Datos" para el código 165648
Como paso siguiente se procede a almacenar la información de las observaciones
realizadas por los técnicos en la hoja “Observaciones” desde la columna B hasta la
E. Debido a que la medición se realizó cada diez metros los comentarios se deben
ubicar en el decámetro más cercano a este, por lo que se formula esto en la columna
A.
32
Las mediciones se realizan en lapsos de tiempo muy rápidos por lo que los técnicos
no tienen la oportunidad de escribir el comentario correspondiente completo, es así
como se condiciono el teclado del computador que manejan con los siguientes
comandos:
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 14. Cuadro de Observaciones
Se formuló la columna F para que corrija los comandos de la columna E de acuerdo
a la tabla anteriormente observada. Todas estas observaciones son consideradas
como singularidades por lo que los datos pertenecientes a estas abscisas se deben
excluir a la hora de realizar el promedio del tramo.
Toda la información anterior es brindada el equipo Perfilómetro Inercial Láser.
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 7. Ejemplo Hoja "Observaciones" para el código 165648
Finalmente, la hoja “Resumen” está formulada para llamar los datos de las hojas
anteriormente revisadas, en donde se analiza la velocidad, que si es menor a 25
Km/h indica que es un valor erróneo por lo que se procede a excluir el dato de IRI d
33
e este punto, que, coincide con el valor que se debía excluir por los comentarios
realizados por el técnico. Habiendo eliminado los datos de los puntos erróneos se
puede obtener el promedio del tramo como se observa en la siguiente ilustración.
Fuente: Elaboración Propia
Después de haber procesado toda la información de los 34.000 códigos de calzada
se tuvo que llenar con los datos de la rugosidad promedio un formato que fue
suministrado por el IDU donde estaban contenidos todos estos códigos.
Luego de finalizada esta labor inicie con el análisis de la correlación entre dos
equipos que había adquirido la empresa. De acuerdo con la clasificación del Banco
Mundial7 los métodos para la medición de la rugosidad se agrupan en 4 clases,
siendo los de Clase 1 los más exactos (Mira y Nivel, TRRL Beam, perfilómetros
estáticos). La Clase 2 agrupa a los métodos que utilizan los perfilómetros estáticos
y dinámicos, pero que no cumplen con los niveles de exactitud que son exigidos
para la Clase 1. Los métodos Clase 3 utilizan ecuaciones de correlación para derivar
sus resultados a la escala del IRI (Bump integrator, Mays meter). Los métodos Clase
4 permiten obtener resultados meramente referenciales y se emplean cuando se
requieren únicamente estimaciones gruesas de la rugosidad.
Uno de los equipos evaluados es el Perfilómetro Láser, el cual es un equipo de alto
rendimiento que utiliza una combinación de láser y un acelerómetro para medir el
perfil de elevación longitudinal de la carretera con alto grado de exactitud a altas
velocidades.
7SAYERS, M.W. et al. “Guidelines for Conducting and Calibrating Road Roughness Measurements”. World Bank Technical
Paper Nº 46. Washington D.C., 1986.
Ilustración 8. Ejemplo Hoja "Resumen" para el código 165648
34
Fuente: ITINERIS SAS
Ilustración 9. Perfilómetro Láser
De igual manera se va a analizar el Bump Integrator de ROMDAS®, el cual es un
instrumento mecánico que mide el desplazamiento de la suspensión de un vehículo
en relación a este, .su principio de funcionamiento es de respuesta-dinámica, que
permite registrar y acumular los movimientos verticales relativos entre el chasis de
un vehículo y su sistema de rodaje y suspensión.
Fuente: ITINERIS SAS
Ilustración 10. Bump Integrator
35
Fuente: ITINERIS SAS
Ilustración 11. Montaje del equipo en el vehículo
Fuente: ROMDAS
El comportamiento de un sistema tipo-respuesta de medición de Rugosidad es
variable, por lo que el sistema debe ser calibrado, donde se obtienen varias
mediciones con el propio equipo, sobre pistas de calibración específicas, en las
cuales se ha calculado previamente el IRI.
En este caso se realizaron diez pistas de calibración con rugosidades diferentes,
cinco en pavimento rígido y cinco en flexible a una velocidad de 40 Km/h y con una
longitud total de 220 metros.
Al tomar los datos de cada pista se pudo notar la presencia de algunos datos
atípicos por lo que se aplicaron dos técnicas para la detención de estos valores.
La primera fue la prueba de Grubbs la cual se basa en el supuesto de normalidad,
es decir, se verifica que los datos puedan aproximarse a una distribución normal.
Para aplicar esta prueba se deben ordenar los datos ascendentemente y calcular el
promedio (X) y la desviación estándar (S) del conjunto.
Si se cree que X1 es sospechoso se aplica la fórmula:
Si se cree que Xn es sospechoso se aplica la fórmula:
Donde T es el valor sospechoso
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De acuerdo a la tabla de valores críticos de Taylor y Cihon se determina si el valor
es atípico o no cuando el valor T es mayor a 2.1952.
La segunda prueba aplicada fue la de Dixon, que de la misma forma, determina si
un valor es sospechoso en un conjunto de datos ordenados ascendentemente,
definiendo la relación entre la diferencia del mínimo o máximo valor y el dato más
cercano. Depende del tamaño de la muestra se utilizan ciertas relaciones, en este
caso fueron 22 muestras por pista por lo que se aplican las ecuaciones:
Si se concluye que Xn es sospechoso se aplica la fórmula:
Si se concluye que X1 es sospechoso se aplica la fórmula:
Se determina si un valor es crítico cuando el resultado de las anteriores ecuaciones
es mayor al mayor al valor crítico de la tabla de Taylor y Cihon, que para este caso
seria 0.2908.
Después de realizar el análisis estadístico para cada uno de los datos se excluyeron
los datos correspondientes a los valores atípicos para cada pista que concordaran
con ambas pruebas. Se obtuvo el promedio de cada pista de calibración para el
conjunto de datos de Láser y de BI a una velocidad de 40 Km/h, presentado en los
siguientes cuadros de resumen para cada tipo de pavimento:
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 15. Valores de Láser y BI para pistas en pavimento flexible
BI
1
1 5.73 220 40 4020
2 3.88 220 40 3876
3 5.66 220 40 5310
4 5.10 220 40 3767
5 2.31 220 40 2115
Pista de
Calibración
IRI
(m/km)
Longitud
(m)
Velocidad
(km/h)
37
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 16. Valores de Láser y BI para pistas en pavimento rígido
Los valores de las mediciones efectuadas con el equipo Bump Integrator son
graficados con respecto al IRI calculado para cada una de las pistas de calibración.
Por medio de un procedimiento matemático de regresión, se obtiene la recta que
relaciona ambas mediciones, quedando así definida la ecuación de calibración
correspondiente para cada tipo de pavimento.
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 12. Gráfico de relación para pavimento flexible
Teniendo en cuenta lo anterior se obtuvo la siguiente ecuación de calibración para
pavimento flexible:
BI
1
6 7.20 220 40 9564
7 7.55 220 40 1886
8 5.26 220 40 5757
9 3.30 220 40 4843
10 5.19 220 40 6029
Pista de
Calibración
IRI
(m/km)
Longitud
(m)
Velocidad
(km/h)
38
y = 0.0002x + 0.3742
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 13. Gráfico de relación para pavimento rígido
De igual forma, se obtuvo la siguiente ecuación de calibración para pavimento
rígido:
y = 4E-06x + 5.59
39
APORTE REALIZADO
Al finalizar la pasantía realice la formulación de una hoja de Excel que, dependiendo
del tipo de calzada y de carril, ayuda a agilizar el procesamiento de este Índice de
Rugosidad.
A continuación, se podrán observar las ilustraciones de las tres hojas que
comprenden este formato:
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 14. Hoja "IRI"
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 15. Hoja "Observaciones"
40
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 16. Hoja "Resumen General"
Así mismo, realice un manual que explica detalladamente como utilizar el formato
anteriormente nombrado y el Software indicado para realizar todas las correcciones
a los datos obtenidos en campo, lo que contribuye a que sea más sencillo para el
futuro personal realizar el procesamiento de la rugosidad.
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EVALUACIÓN Y CUMPLIMENTO DE OBJETIVOS
Considero que cumplí con los objetivos propuestos al iniciar esta pasantía, debido
a que cumplí con todas las labores solicitadas por los ingenieros de proyectos en el
momento de iniciar el procesamiento de los datos para el proyecto Malla Vial de
Bogotá, gracias a esto adquirí bastantes conocimientos que me ayudaron a crecer
como persona y como futura profesional, puesto que además de instruirme acerca
de los procedimientos a seguir para realizar evaluaciones tanto funcionales como
estructurales de los pavimentos pude adquirir cualidades aptas para llevar un buen
ambiente laboral junto a mis compañeros de trabajo.
Siempre busque la forma de hacer el trabajo más fácil y rápido para mis compañeros
y para mí, puesto que realice varios formatos que ayudaran a manejar más fácil la
información que se iba obteniendo a diario, para así evitar inconvenientes, desorden
y mejorar la productividad.
De acuerdo a lo anterior considero que cumplí a cabalidad el ideal de realizar un
buen proyecto de pasantía, puesto que pude adquirir experiencia laboral, lo cual es
vital para mi hoja de vida, y pude aplicar muy bien los conocimientos que adquirí en
la universidad dentro de una empresa que hace parte del campo de la ingeniería
civil.
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CONCLUSIONES
Durante el desarrollo de la pasantía en la compañía Itineris Gestión de
Infraestructura, especializada en la consultoría vial, pude fortalecer los
conocimientos previamente adquiridos en el transcurso de mi formación
académica, creando así los cimientos sobre los cuales me desempeñaré en
un futuro próximo.
Los datos recopilados del Índice de rugosidad internacional (IRI) de las vías
correspondientes a las localidades de Usaquén, Suba, Barrios Unidos y
Engativá corroboraron a concluir que las vías que presentan un mejor estado
son aquellas que cuentan con una calificación de IRI más baja que el
promedio. Toda esta información procesada fue presentada y archivada en
los formatos correspondientes exigidos por el IDU.
Se logró que el procesamiento de la información anteriormente nombrada
fuera más ágil al implementar hojas de cálculo formuladas en su mayoría,
optimizando los recursos disponibles. Asimismo, se desarrolló el manual que
muestra detalladamente los pasos que se deben seguir para realizar el
procesamiento del IRI, para que cualquier empleado haga uso de la
herramienta, mejorando sus rendimientos.
A través del uso de bitácoras logré llevar un control diario completo de las
mediciones con lo cual evité que se obtuvieran datos repetidos o erróneos,
que provocaran retrasos en la ejecución del proyecto.
El parámetro de índice de rugosidad internacional se evaluó en 25.998
códigos de calzada de alrededor de 34.000 establecidos en el alcance,
pertenecientes a la red arterial, troncal, intermedia y local del Grupo 1 de la
Malla Vial de Bogotá. Se excluyó del análisis todas aquellas singularidades
que puedan afectar los valores de regularidad como son: pozos de
inspección, reductores de velocidad, tachas reductoras, juntas de
construcción y puentes sobre la vía analizada, según se indica en la norma
INV E 790-07. Adicional, aquellas en donde la aceleración y la velocidad no
cumplan con el rango recomendado por la casa matriz, en donde por ser muy
bajas afecte las mediciones. Por esto, la información se consolidó en tres
tablas que diferencian el valor del IRI si la vía tiene dichas singularidad:
Evaluación Funcional: Reúne el consolidado de los valores de IRI y ahuellamiento promedio para cada código de calzada.
76
IRI: Muestra los resultados de la rugosidad cada 10 m para cada uno de los códigos de calzada evaluados. IRI Comentarios: Presenta los resultados de IRI excluyendo las singularidades que afectan los resultados.
Considero que el aspecto más importante en el momento de realizar una
medición de IRI en cualquier tipo de vía es la seguridad de que los equipos
cumplan con todos los requerimientos de calibración, debido a que existen
diferentes tipos de equipos para realizar esta medición, como los analizados
en este informe, para que no se presenten errores en la evaluación de este
índice debidos a fallas en estos equipos.
Con el fin de establecer una correlación entre el Perfilómetro Láser y el Bump
Integrator se seleccionaron diez pistas de calibración en pavimento rígido y
flexible, en las cuales se hicieron mediciones con cada uno de los equipos
citados anteriormente. Una vez efectuadas estas mediciones y
correlacionados los valores de IRI obtenidos para cada equipo se hizo un
análisis estadístico a partir del cual se obtuvo una línea de tendencia que
relaciono estos datos.
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RECOMENDACIONES
Se considera que el IRI sí debe hacer parte de los parámetros para medir el
estado de condición de las vías urbanas tanto al momento de la finalización de
su construcción como durante la etapa de operación, pero sólo aquellas que
tengan el carácter de autopistas o que pertenezcan a la red vial principal y
secundaria de las ciudades. En las vías locales, donde el tráfico es menor, se
pueden realizar evaluaciones por segmento vial, de acuerdo con la
nomenclatura de cada ciudad, utilizando otro tipo de ensayos como la lisura
con regla de 3 metros, la resistencia al deslizamiento y el control topográfico
de las capas de pavimento, entre otras, para el recibo, y el inventario de daños
para seguimiento y definición de las acciones de mantenimiento.
La evaluación del IRI en las ciudades debe ejecutarse bajo especificaciones
precisas en cuanto a método, requerimientos de equipos y operarios, forma de
reporte de los resultados y manejo adecuado de la información, para contar
con bases de datos que sean de fácil consulta para análisis posteriores.
De acuerdo con el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU) la malla vial de Bogotá
cuenta con 15.657,3 kilómetros carril, seccionados en vías troncales de
Transmilenio, malla vial local, intermedia arterial principal y complementaria,
por lo que considero que debería evaluarse el IRI junto con otras evaluaciones
funcionales y estructurales teniendo en cuenta cada una de estas categorías
por aparte.
Se recomienda utilizar equipos de bajo y medio rendimiento en proyectos
pequeños y equipos de alto rendimiento en proyectos grandes y, al momento
de la evaluación del IRI realizar una buena calibración de los equipos,
realizando en cada pista de calibración varias pasadas, donde se pueda
realizar un análisis estadístico para obtener una buena correlación entre los
equipos, debido a que en el ejercicio realizado solo se hizo una pasada por
cada equipo, lo que dificulto un poco este análisis y se obtuvo una relación
deficiente por esta y otras variables presentadas indicadas por el r2 obtenido
en las ecuaciones.
Se recomienda que para la evaluación del IRI en una vía determinada, de ser
posible se utilice el mismo tipo de equipo desde el recibo y durante las
diferentes fases de seguimiento para gestión vial, con el fin de reducir la
incertidumbre por posible variación de datos que pueda presentarse por efecto
de cambiar la clase de equipo en estas evaluaciones. En cualquier caso, los
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equipos que se utilicen en las evaluaciones de IRI deben cumplir con el
protocolo establecido para verificación de su calibración.
Se deben tener muy en cuenta las singularidades en el momento de realizar la
evaluación de IRI en cualquier pavimento, puesto que hay varios aspectos que
no hacen parte de la vía como lo son puentes, reductores de velocidad,
intersecciones, etc.
.
