Ensayo analítico de mantenimiento vial

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio Del Poder Popular Para La educación Superior

Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño

Extensión Barinas

Ensayo analítico de mantenimiento vial

Alumno: José J Castro A

                                                                   C.I: 27635256

                                                                                  Carrera: Ingeniería Civil

Barinas, 2020

     Las vialidades han adquirido gran importancia en los últimos 20 años, ya que ayuda a promover el desarrollo de los países, de manera local, ayudando a los habitantes en su calidad de vida. Por ende los países han desarrollado grandes mejoras para su mantenimiento. Sin embargo al pasar del tiempo, la vialidad se va deteriorando, si la vía llega a un punto extremo de deterioro, se debe realizar una reconstrucción de la misma, en un corto plazo. La ineficiencia de una vía afecta radicalmente el desarrollo del país, en cuanto a capacidad exportadora y de manera regional, primordialmente a los habitantes del mismo. A pesar de los progresos desarrollados se exige instituciones, organizaciones, financiamiento y herramientas técnicas adecuadas para realizar de manera eficaz la labor de mantener en condiciones y sostenibilidad de las vialidades. El sector vial representa una gran inversión de dinero, siendo este un capital nacional, por eso requiere que las empresas responsables de su construcción y conservación, cuenten con herramientas adecuadas, financiamiento necesario y estrategias para garantizar optimización del patrimonio. Tomando en cuenta que el país debido al deterioro vial obtiene impactos económicos significativos, provocando el consumo inútil de recursos destinados a su reparación. La gran mayoría de países han aumentado las redes de troncales, siendo necesarios los mantenimientos viales para mantener la eficacia y seguridad. La eficacia y el buen estado de las redes, permite que se recupere las inversiones, debido que los usuarios utilizaran las redes viales para beneficios socio-económico. Las vialidades de un país tienen fuertes correlaciones con el Producto Interno Bruto (PIB), el estado de la red vial son un aspecto clave para garantizar la materialización de esta relación. Por otro lado el comportamiento del pavimento, se estudia por medio de una gráfica donde relata, que, una vez realizada la obra vial, para una determinada vida útil, esta, señala una calidad vial “Muy Buena”, que al pasar del tiempo, las condiciones del pavimento van decayendo debido al uso, por cargas que transitan sobre el mismo y por otro lado  el impacto climático que también afecta su vida útil o funcionalidad, siendo estos factores los responsables del resultado final que indica como “Inaceptable”. Estudios realizados determinan que la vía sin mantenimiento tiene menor vida de utilidad en diferencia a la vía que se le realiza su debido mantenimiento, esta diferencia resulta importante con respecto a importancias económicas, ya que la vía sin mantenimiento será de menor vida útil, llegando a un estado inaceptable viéndose en la obligación de realizar una reconstrucción. Ahora bien, si las estrategias tomadas anteriormente no cumplen con los requisitos y la vía empeora, los costos del mantenimiento se elevaran junto al costo de rehabilitación ya que los costos del usuario serán elevados (operación del vehículo, costos asociados al tiempo de viaje, etc.), teniendo como consecuencia la menor velocidad de operación y de mayores deterioro producido por el vehículo. Para realizar un mantenimiento o rehabilitación se necesita de un estudio donde se analiza el paso vehicular, volúmenes, clima, infraestructura física, materiales que componen, características volumétricas y mecánicas, espesores de las capas, estado actual de la vía (funcional, superficial y estructural), una curva de deterioro que permita estimar el comportamiento futuro de la vía, costos unitarios y mantenimiento, costo de operación del vehículo, costo de operación por mantenimiento y de las obras de rehabilitación. Claro esta que antes de optar por decisiones debemos hacernos estas interrogantes. 1. ¿Que es necesario hacer? 2. ¿Cuándo conviene hacerlo? 3. ¿Cómo debe hacerse? Estas preguntas tendrán  consecuencias significativas en el estado de las vías, en costos asociados relacionado a mantenimiento, rehabilitación y rentabilidad. Es importante tomar en cuenta 3 factores de manera general describiéndose con estas características; “Tráfico y carga crecientes”, “mayores exigencias del usuario en cuanto a estándares de construcción” y “mayores exigencias en cuanto a niveles de servicios”. Los resultados directos esta situación exige mayores esfuerzo en materia de mantenimiento, al igual que las empresas de mantenimiento tienen limitaciones en cuanto a materia de recursos se trata, para elaborar este tipo de actividades. En caso de un resultado no eficaz, apoyados por datos confiables, técnicas de ejecución y control adecuadas, se llevara a la situación de un aumento entre las necesidades de mantenimiento y del mantenimiento ejecutado efectivamente, lo que incrementara la condición de red vial y los costos totales de transporte. Un mantenimiento vial exige estrictamente una visión de mediano y largo plazo, Lo planes de mantenimiento a mediano plazo se debe tener como resultado una estructura de financiamiento sólido y flexible, para garantizar el mantenimiento adecuados en la totalidad de la red vial. En lo que llevamos de ensayo resulta evidente que no mantener adecuadamente la red vial, ignorar o desviar, mantenimientos con respecto a la vía, no ejecutar las tareas con control de calidad, se obtendrá como consecuencias costos financieros inútiles, también que el costo de rehabilitación y reconstrucción de un pavimento en malas condiciones, es mayor con respecto a los precios de mantenimientos. Se habla de los beneficios de una vía bien mantenida por ejemplo de ahorros en costos de operación de vehículos, en diferencia a las de peor condiciones, que superan significativamente los precios de mantenimientos. Según un estudio realizado en Colombia, donde se comprueba que la red vial, incluía un servicio de mantenimiento de USD 128 millones anuales, donde se agrega un costo de USD 500 millones para realizar una rehabilitación, pero el programa estudio que los beneficios de reducción de costos de operación de los vehículos, ascendían a USD 3.200 millones en un estimado de 20 años, viéndose la relación costo beneficio del programa de mantenimiento y mejoramiento propuesto de 3.86 o 2.10, si se incluyen los costos de rehabilitación mencionados anteriormente. Se es necesario un enfoque a mediano y largo plazo, que los organismos viales posean capacidades adecuadas para una planificación a largo plazo, que permitan prever las necesidades en materia de inversión en obras de rehabilitación, la panificación a mediano plazo facilitara los estudios y herramientas para futuro análisis previsto como planificación a largo plazo, dando oportunidad de prepararse y disponer de recursos financieros, para ejecutar los diseños, redactar documentos como el contrato de obra (antiguamente llamado ley de licitaciones) y ejecutar los procesos del contrato, con el fin de realizar las obras en el momento oportuno y su rentabilidad. Por ejemplo, en corto plazo, los mantenimientos anuales se deberán centrarse en los mantenimientos rutinarios como lo son las limpiezas de desagües, zonas de camino, etc. y los periodos menores en bacheos, sellados, etc. Además se debe garantizar su ejecución, respondiendo las estrategias seleccionadas y las decisiones tomadas en oportunidad de la planificación a mediano y largo plazo, para asegurar niveles de operación y conservación adecuados sobre la totalidad la red vía. Los planes operativos anuales, deben basarse en mayo alcance “mediano y largo plazo”. De manera que haya duración entre ellos a fin de mantener la red vial en determinada condición mínima y garantizar los beneficios esperados al momento de decidir y ejecutar las obras. Para una determinada red vial, es deseable disponer de herramientas de planificación que permitan predecir con antelación el tipo y cantidad de recursos que serán necesarios para 17 conservar la red en un determinado estado o condición, fijado como objetivo, en relación con los beneficios esperados. Existen entonces dos posibles estrategias extremas relacionadas con la ejecución del mantenimiento: 1. comúnmente denominada mantenimiento correctivo, que consiste en ir reparando los daños a medida que aparecen, y 2. la llamada mantenimiento preventivo, que consiste en la ejecución de acciones que demoren o incluso eviten la aparición de ciertos daños. Un pavimento se deteriora inevitablemente debido a la fatiga debido a las cargas que accionan sobre el mismo, dado un cierto nivel de solicitación o tráfico, la condición del pavimento en servicio, cada momento dependerá también de las actividades que se realicen, cobrando importancia las tareas preventivas. Se dice que el proceso de planificación y gestión vial, es un desarrollo continuo y dinámico. En el caso del mantenimiento vial y planificación, involucra, al menos estas actividades, 1. Definición de metas y objetivos, 2. Identificación de necesidades en la red vial, 3. Priorización y optimización de actividades, 4. Definición de un plan, 5. Análisis y establecimiento de estrategias de financiamiento, 6. Programación de actividades y utilización de recursos, 7. Ejecución, seguimiento y control. La planificación del mantenimiento requiere una interacción continua, “de ida y vuelta”, en varios de sus pasos o etapas y aún entre las mismas, a fin de asegurar la consistencia del plan desarrollado con las metas y objetivos propuestos, y la consecuente eficacia en el mantenimiento de condiciones mínimas admisibles en la red vial como resultado de la implementación del plan concebido. En efecto, aun manteniendo los mismos objetivos, la implementación de ciertas actividades implicará el mejoramiento de la condición en ciertos tramos de la red. La información actualizada de su estado permitirá disponer de nueva información para determinar necesidades futuras, y los resultados obtenidos permitirán ajustar los modelos de proyección o modelos de deterioro para establecer un nuevo plan. Ningún plan será bueno si no resulta eficaz, pero un plan eficaz podrá no ser tan beneficioso desde el punto de vista económico para la sociedad en su conjunto, si no se implementa de manera eficiente. No cabe duda que la sostenibilidad del mantenimiento es un factor importante y estricto en gestión a redes viales, en muchos aspectos se podrían comparar el mantenimiento vial con un motor eléctrico en funcionamiento, en efecto, mientras la alimentación sea constante, el motor seguirá en marcha consumiendo cierta energía y brindando el mismo servicio, pero si el motor se detiene por falta de mantenimiento, ponerlo en marcha, se necesita una energía superior a la que consume, no importando en este caso si el motor ha estado parado un minuto o varios meses. Sucede entonces de manera parecida en el mantenimiento vial, si se deja de hacer, el costo para volver a igual situación será mucho mayor, con el agravante en este caso que ese costo de rehabilitación aumentará conforme sea mayor el período en el cual no se realiza el mantenimiento. Numerosas áreas de la administración pública o de la agencia vial se encuentran involucradas directa o indirectamente en los temas inherentes a la planificación, ejecución y monitoreo del mantenimiento de la red, como por ejemplo: conservación, tráfico y cargas, inventario vial, evaluación de pavimentos, planificación y programación, estudios económicos, laboratorio, diseño de pavimentos, ejecución, control de calidad, operación, costos y medio ambiente, entre otros. Esto exige, para que la planificación y ejecución resulten efectivas y eficientes, una significativa consistencia de acciones y decisiones basada en un importante esfuerzo de coordinación materia de nivel de servicio a brindar por la red vial. La forma de organización está íntimamente relacionada con el funcionamiento de la misma. Cada área requiere de las otras, la información necesaria para las actividades o procesos que realiza, y responde también a los requerimientos delos demás sectores en ese mismo En ocasiones, este funcionamiento favorece la operación a modo de compartimientos información de base diferente para la evaluación de parámetros idénticos o relacionados, se utiliza diferente lenguaje para referirse al mismo elemento o característica, etc. con el tráfico y cargas que circulan en una red vial. El relevamiento y análisis del tráfico no reparan en qué otros sectores diferentes de la administración utilizarán esa información, para qué la utilizarán, en qué momento la necesitarán, etc., resultará muy difícil para esas áreas utilizar la información aportada en primera. Las actividades de relevo, sin duda es la tarea más difícil a ejecutar, donde se necesita planificar  administrar el mantenimiento de la red vial, se deben ejecutar el inventario vial y la evaluación de estado, donde el inventario vial permite conoces a detalles las condiciones físicas que compone la vialidad y que se debe mantener, como las medidas y características específicas, donde gracias a las medidas tomadas se pueden llevar a cabo, cómputos métricos para la actividad de mantenimiento, se habla también de tecnologías que levantan registros automáticos de grandes magnitudes, de manera eficiente y precisa, Gracias a la tecnología tenemos la oportunidad de facilitar trabajos, donde solo pueden determinarse luego de manera indirecta a partir de los datos que arroje el proceso tecnológico. Los videos de las zonas de caminos que se obtienen a partir de cámaras simultáneas que una vez culminado se sincronizan con el GPS donde se arroja coordenadas y longitudes. En comparación con el estudio de pavimento, existen dos aspectos: funcional y estructural, se entiende por evaluación funcional a la determinación de rendimientos o parámetros relacionados con el servicio del camino. Se dice que en el proceso es necesario responder las siguientes interrogantes; 1. ¿Que es necesario hacer?, 2. ¿Dónde es necesario hacerlo?, 3. ¿Cuándo conviene ejecutarlo?, 4. ¿Cuánto cuesta realizarlo? Al momento de ejecutar la obra, se deben analizar diferentes estrategias y planes alternativos técnicamente factibles, es decir, que permitan el logro de los objetivos previstos, sin ignorar el uso adecuado para la aplicación que requiera el estado de deterioro en la red, los procesos se deben de hacer de manera cuidadosa, con respecto a los análisis, la mala elaboración trae como consecuencias negativas los costos relacionados para la operación. Existen diferente tipos situaciones, donde el tipo de pavimento, materiales componentes, condición, tipo de deterioro, extensión del daño, gracias a los diferentes de situaciones, hay diferentes tipos de técnicas para resolver desde el punto de vista técnico cambiando costos, durabilidad y excito de ejecución, los puntos o tramos de la red vial no todos tendrán el mismo problema, por lo tanto, hay tramos con costos de mayor valor económico que algunos. Durante la implementación de las propuestas, se deben tomaren cuenta 3 factores fundamentales para obtener resultados esperados, como lo es el análisis, la seguridad y la estrategia de presupuesto, es decir que asumimos que el plan fue hecho considerando las limitaciones de recursos, sin embargo, para ejecutarlo se exigirá un uso moderado de los recursos, en ese sentido y resaltando que en las regiones se han obtenido fracasos en cuanto a uso de recursos para los mantenimientos se trata, fuera de la planificación estos recursos pueden ser desviados o por falta de disponibilidad de  aquellos con los que fueron planificadas las actividades. En varios países se han tomado la medida del “contrato a mediano plazo”, para la ejecución del mantenimiento para garantizar la disponibilidad de los recursos acordados. La programación de utilización de recursos humanos y materiales cumplen también un rol importante al momento de ejecución, claramente la conservación vial necesita la utilización especifica de recursos humanos, como lo son los equipamientos y materiales, resultando primordial la disponibilidad de esos recursos, para así no afectar la eficacia de la obra, se requieren actividades, como levantamientos, evaluación de inventarios, elaboración de documentación técnica,  como solo son los diseños, las licitaciones, especificaciones, y tareas que requieren de un uso de recursos humanos, lo antes mencionado deja claro que la falta de disponibilidad de recursos humanos, son causas de percances e inconvenientes para la elaboración de la actividad. La calidad de ejecución y control de calidad, sin dudas alguna el aspecto más importante al momento de ejecutar la obra, porque la calidad garantiza buen rendimiento a futuro de la obra, permitiendo larga duración del capital invertido, los diseños y la documentación, juegan un papel clave, aunque todo haya sido planificado adecuadamente, si los materiales son de una calidad baja, el rendimiento de la obra será bajo, impidiendo que se desempeñe de manera consistente y duradera. Las actividades de seguimiento y monitoreo, tanto dela condición de cada uno de los elementos que componen la infraestructura de la red vial (condición estructural, superficial, funcional), como de muchos otros aspectos necesarios en el proceso (tipo de actividad efectuada, cantidades previstas y ejecutadas, calidad exigida de los materiales versus lograda, precios unitarios actualizados, tráficos previstos y efectivos, cargas por eje, etc.) resultan un aspecto crucial para retroalimentar el círculo virtuoso en cada uno de los giros del mismo. El sistema de información centraliza los datos actualizados e históricos necesarios para planificar, diseñar y retroalimentar los procesos, y mantener tanto los datos permanentes del inventario (físicos) como los variables en el tiempo (condición), además de la información complementaria para efectuar todos los procesos de análisis, evaluación, planificación, presupuesto, etc., y los resultados de los procesos propiamente dichos. Asimismo, gestiona la información de ejecución, que permitirá contrastar la misma respecto de la planificación y disponer de datos históricos para procesos importantes, tales como la retroalimentación del proceso dinámico de planificación o la calibración de modelos de deterioro o de predicción de la condición futura. Debe ser concebido más allá de la gestión del mantenimiento, es decir como una herramienta de la gestión integral de la infraestructura vial, de manera que coadyuve a la consistencia y confiabilidad necesarias para la toma de decisiones al respecto. Sin el mismo, no es posible realizar adecuadamente muchos de los procesos involucrados y descriptos en este documento. Entre otros aspectos, manejará información como; 1. Tramificación, 2. Ubicación, 3. Longitudes, 4.Geometria, 5. Tráfico y cargas actuantes, 6. Clima (temperatura y precipitaciones), 7. Pavimentos (estructura, materiales, condición superficial y estructural), 8. Obras de arte (características, dimensiones y condición), 9. Elementos del sistema de drenaje (características, dimensiones y condición), 10. Elementos de la zona de camino (características, dimensiones y condición), 11. Señalización horizontal y vertical (características, dimensiones y condición), 12.  Actividades (planificadas y ejecutadas) Costos unitarios por actividad, 13. Presupuesto (planificado y ejecutado). El sistema de información debe permitir almacenar, consultar y procesar gran cantidad de datos en forma segura y eficiente. En general, se tratará de una compleja base de datos de tipo relacional, y para ello resulta conveniente que posea las siguientes características básicas: • Compatibilidad (deberá interactuar con otros sistemas o bases de datos existentes previamente en la agencia vial). • Capacidad (guardará importantes volúmenes de información histórica). • Acceso eficiente (para múltiples usuarios, de diferentes áreas de la agencia vial). • Soporte (externo e interno, este último acorde con la capacidad y experiencia existente en la organización). • Flexibilidad (debe permitir agregar, borrar o modificar datos, con mínimos cambios en el diseño de la base). • Facilidad (entorno amigable, fácil operación y aprendizaje compatible con la experiencia del personal de la agencia, mensajes de alerta ante situaciones inconvenientes, etc.). • Eficiencia (procesamiento de gran cantidad de datos, deberá prestarse atención a la adecuada combinación hardware-software). • Seguridad (controles de acceso diferenciado, acceso por sectores de la base, posibilidad de acceder en modo sólo lectura en forma total o parcial, imposición de restricciones a la visualización y/o modificación de datos, empleo de contraseñas, etc. De esta forma una determinada área de la agencia será responsable de mantener actualizada cierta información, a pesar que pueda accederse y utilizar la misma sin restricciones desde otra área para diferentes procesos). La tecnología vuelve a jugar aquí un importante rol, desde el logro de la eficiencia y la seguridad deseadas hasta las opciones de procesamiento y visualización posible como por ejemplo a partir de la implementación de sistemas de información geográfica (GIS). Otra vez, lo importante es diseñar el sistema para que cumpla su cometido y atienda los requerimientos, capacidades y usanzas locales. Un sistema de gestión del mantenimiento es una herramienta para tomar decisiones precisas en base a los objetivos, permiten una distribución optimizada para el mantenimiento y mejoras de la vialidad, con respecto a las estrategias efectivas y económicas para proveer, evaluar y mantener una red vial en condiciones aceptables. Se habla de precauciones al momento de utilizar las herramientas ya que en la actualidad existen diversas herramientas informáticas de uso confiable, capaces de realizar procesos mencionados anteriormente, relacionados a la gestión de mantenimiento vial, se trata de software encargados de facilitar datos e información, aunque sean de uso fácil se tienen que usar con gran cuidado ya que pueden alterar datos debido al mal uso del mismo, unos de ellos destinados a la rehabilitación de obras se llama Pavement Managment System, también esta aquel enfocado en el mantenimiento a corto plazo llamado Maintenance Management System. Para el uso de estos sistemas se deben tomar en cuenta estos aspectos, 1 Comprenderlos plenamente en cuanto a estructura y funcionamiento. 2 Conocer la confiabilidad de sus estimaciones o, en otras palabras, los coeficientes de regresión de los sub-modelos de predicción utilizados. 3 Estar en línea con la actividad que se quiere realizar (diseño, evaluación económica, planificación, etc.), así como con la metodología empleada. 4 Conocer sus modelos de deterioro, si fuera el caso, y calibrarlos adecuadamente al ámbito de aplicación. 5 Asegurar que todas las variables o parámetros sensibles que se desea analizar, sean considerados por el sistema con similar forma, precisión y confiabilidad con que fueron relevados en campo, con este ensayo podemos conocer los elementos de gestión vial, así como también la selección de modelos de gestión acordes a lo realmente necesitado, administrando así el buen uso del presupuesto, en aspecto legales y sociales, la importancia de documentos que garanticen una vialidad y un mantenimiento acorde. El uso de software para facilitar los datos, pero con uso adecuado.

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