SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICO DEL SISTEMA DE GESTION DEL MANTENIMIENTO DE CAMINOS NO PAVIMENTADOS.

Sistema de Información Geográfico del Sistema de Gestión del Mantenimiento de Caminos no Pavimentados

Presentado por:

Ing. Jorge Mario González Sett, Coordinador División de Mantenimiento, D.G.C. Ing. Aland Castillo, Coordinador de Financiamiento Externo, D.G.C. Lic. Gert Bran, Coordinador del Proyecto de la D.G.C. Ing. Enrique Lara Donado, The Louis Berger Group, Inc. Ing. Gabriel Darío Berditchevsky, M. Sc. The Louis Berger Group, Inc. Ing. Miguel Napoleón Mendoza, The Louis Berger Group, Inc. Lic. Raúl Porras, Coordinador Técnico GEOSISTEC

SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICO DEL SISTEMA DE GESTION DEL MANTENIMIENTO DE CAMINOS NO PAVIMENTADOS.

SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICO DEL SISTEMA DE GESTION DE MANTENIMIENTO DE CAMINOS NO PAVIMENTADOS INDICE

1.0

ANTECEDENTES

2.0

OBJETIVOS

3.0

ALCANCES

4.0

SISTEMA DE GESTION

5.0

INVENTARIO DE CAMINOS

6.0

SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICO

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1.0

ANTECEDENTES The Louis Berger Group, Inc. a solicitud del Ministerio de Obras Públicas de El Salvador desarrolló, en el año 1995 un Sistema Geográfico de Información (GIS), a través del programa ARCINFO-ARCVIEW, el cual presenta gráficamente la ubicación de todas las vías componentes de la red vial de la República de El Salvador. Estas vías fueron ligadas a una base de datos compuesta por la información del Inventario, cálculo del estado de condición de los caminos y de datos procesados sobre la caracterización del cuadro de fallas de los mismos y sobre las actividades de mantenimiento recomendada para su tratamiento. De esta manera se puede obtener en la pantalla toda la información referente del estado de condición de los tramos componentes de la vía y del medio relacionado a la misma, como también de las opciones recomendadas para su mantenimiento, su dimensión y costo. En el presente año en la República de Guatemala a través de la Dirección General de Caminos y The Louis Berger Group, Inc. Se ha desarrollado la implementación de un Sistema de Gestión de Caminos No Pavimentados, el cual incluye un Sistema de Información Geográfica. Este sistema presenta la red vial no pavimentada ligada a una base de datos que contiene toda la información referente a las características y estado físico de los caminos y además, a diferencia del mencionado anteriormente, contiene una base informática fílmica del camino de cada tramo componente de la red; de esta manera, se puede contar con un registro visual de la condición de los caminos y recorrer los mismos sin tener que movilizarse al campo. El propósito de desarrollar el Sistema de Gestión es racionalizar los procedimientos de inventario, planificación, programación y control de los trabajos ejecutados en la red no pavimentada de 9,500 kilómetros. Anteriormente la planificación del mantenimiento de las vías no pavimentadas se ejecutaba mediante estimados que surgían de evaluaciones aproximadas que no cuentan con un respaldo unificado ni criterios técnicos/económicos de priorización de actividades.

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2.0

OBJETIVOS El propósito principal del proyecto fue brindar una herramienta que permita racionalizar los procedimientos de inventario, planificación, programación y control del trabajo ejecutado en la red vial no pavimentada de Guatemala. Como objetivos específicos se tuvieron los siguientes: 1. Unificar criterios de evaluación y de priorización de las actividades de mantenimiento rutinario y periódico. 2. Contar con una base de datos visual de los caminos y de sus elementos, incluyendo la rodadura, los sistemas de drenajes, y la señalización, que constituye un registro histórico de los mismos. 3. Actualizar los planos viales del Instituto Geográfico Nacional. 4. Contar con una herramienta que defina y determine las distintas alternativas de mantenimiento para aplicar en la red vial. 5. Proporcionar un soporte para presupuestar las necesidades de mantenimiento de la red vial no pavimentada. 6. Poder establecer con facilidad la priorización de las inversiones en función de los parámetros que le dan importancia a la vía (tráfico, estado de condición, etc.).

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3.0

ALCANCES DEL PROYECTO El presente proyecto tiene definidos los siguientes alcances: 1. Elaboración de un inventario de 9,500 km de caminos no pavimentados entre los que figuran Rutas Nacionales, Rutas Departamentales y Caminos Rurales de la República de Guatemala. 2. Almacenar la información de campo a través de una base de datos integral. 3. Analizar alternativas de mantenimiento en función del estado de condición físico de los caminos y de su tránsito. 4. Planificar las actividades de mantenimiento. 5. Dimensionar el presupuesto anual de mantenimiento. 6. Priorizar los caminos y las alternativas de mantenimiento. 7. Llevar un control de los costos unitarios de las actividades de mantenimiento. 8. Posibilitar la organización y administración del uso de los recursos para efectuar el programa de actividades de mantenimiento. 9. Implementar un Sistema de Información Geográfica (GIS) para facilitar el manejo de la información. Dentro de este contexto se actualizan los planos viales de estas vías en el Instituto Geográfico Nacional. 10. Posibilitar el conocimiento de los caminos desde la oficina sin necesidad de trasladarse al campo y verificar si los trabajos de mantenimiento se han ejecutado oportunamente. 11. Contar con registro histórico visual (anual) de las actividades de mantenimiento ejecutadas en los caminos.

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4.0

SISTEMA DE GESTION El objetivo del mantenimiento es la conservación de caminos al más bajo costo y facilitar el tráfico normal de vehículos en todas las condiciones meteorológicas. Para conseguirlo, es esencial que los caminos estén cubiertos con el material apropiado y que se disponga del drenaje adecuado para la rápida recogida y evacuación del agua pluvial superficial. Una solución para la problemática de la planificación del mantenimiento en la conservación de redes viales, es la implementación de un sistema de gestión del mantenimiento. Como parte fundamental de todo proceso de Gestión Vial se encuentra el inventario de los tramos de una red. Este se puede definir como el proceso metodológico que permite por un lado, identificar todos los caminos que componen una red, y por otro lado conocer el estado de condición de cada uno de ellos y de su medio. Los resultados que se obtienen de un inventario vial constituyen el insumo que le permite al Sistema de Gestión la identificación de necesidades de rehabilitación y mantenimiento de una red vial, asignando recursos de acuerdo a una estrategia que garantice el óptimo nivel de servicio de los caminos. El proyecto, pretende la adaptación de un Sistema de Gestión del Mantenimiento de Caminos No Pavimentados, el cual ha sido implementado exitosamente a nivel internacional, utilizando tecnología de avanzada para su realización. El sistema cuenta además con una base de datos geo-referenciada que permite la utilización de un Sistema de Información Geográfico para la visualización de la información, la inclusión de un inventario fílmico, una aplicación en Visual FoxPro para la captura de datos de inventario en gabinete, un sistema de procedimientos que determina las necesidades de mantenimiento rutinario y periódico, un módulo para la integración de costos de mantenimiento, y los módulos de priorización y planificación de las actividades de mantenimiento con sus respectivos cuadros de necesidades de recursos (normas de ejecución). También cuenta con un sub-sistema de Administración del Mantenimiento (SAM) el cual proporciona un conjunto de procedimientos ordenados sistemáticamente para planificar, programar, ejecutar y controlar las operaciones de mantenimiento.

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El Sistema de Gestión del Mantenimiento de Caminos No Pavimentados es un Sistema integral ya que cubre el mantenimiento rutinario y el mantenimiento periódico de las vías. 5.

INVENTARIO DE CAMINOS La información básica para el sistema de gestión se obtiene del inventario de los caminos, el cual se efectúa mediante un desarrollo innovador utilizando dos herramientas fundamentales que son equipos de filmación y sistemas de posicionamiento global (GPS). En primer lugar se programan en oficina los recorridos de los caminos, luego en el campo se calibra la hora del equipo de filmación con la hora del GPS; es importante que en la pantalla de la videocámara se visualice la hora. A continuación se realiza la filmación del camino, describiendo las características físicas y condición de cada uno de los tramos, calificando el estado de las partes constituyentes del camino, entre ellos: la geometría y la rodadura del camino, el drenaje superficial, taludes y las obras de arte. Lo anterior, se hace con el fin de conocer el estado de la condición general de cada camino. Este estado de condición de cada tramo permite definir un diagnóstico sobre los problemas y necesidades de la ruta, con el fin de dimensionar las medidas necesarias a tomar si el propósito es mantener o mejorar su transitabilidad. Paralelo a la filmación se hace la recolección de coordenadas georeferenciadas por medio de receptores de posicionamiento global (GPS). Como se mencionó, la hora del GPS es trasladada a la videocámara y el equipo GPS es programado para recibir información de coordenadas cada segundo; de esta manera, al hacer el recorrido de un camino se obtiene una serie de datos que permiten determinar las coordenadas de los puntos de cada sección del camino, así como de elementos del inventario y su posición real dentro del plano vial nacional. La información de coordenadas es utilizada además para determinar la distancia recorrida en cada camino. Es importante mencionar que la filmación del camino debe hacerse en forma simultánea con la recolección de datos del GPS. Ya que, para conocer las coordenadas y la distancia en que se encuentra un elemento del camino, por ejemplo un puente, únicamente es necesario ver la hora a la que fue filmada dicha obra y revisar los datos procesados obtenidos del GPS correspondientes a la hora mencionada. El inventario es una actividad que debe realizarse anualmente, debido a las características dinámicas de los elementos constituyentes de los caminos y a que las condiciones de éstos pueden variar considerablemente en un año. De esta forma se garantiza que la Gestión

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Vial cada año estará trabajando con información actualizada, lo cual es fundamental para la toma acertada de decisiones.

5.1

PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN La metodología para el procesamiento de los datos del inventario en gabinete está estructurada para poder subdividir las “rutas” no pavimentadas en “tramos”. Cada Tramo se subdivide en “secciones”, las cuales se forman por la presencia de puntos notables en la vía y características similares en la rodadura. Es en cada sección donde se hace un reconocimiento tanto de los elementos principales que componen el camino, así como de la condición de cada uno de éstos. Posteriormente se obtienen las características promedio de cada uno de los tramos a partir del procesamiento de los datos de campo de cada sección. Al final el sistema presenta una evaluación de la condición global de cada tramo. De esta forma se puede conocer el estado de condición de cada tramo que compone una ruta, y de todas las rutas que integran la red vial no pavimentada ya sea por departamento o por zona vial, con lo cual es fácilmente cuantificable el costo total de inversión de mantenimiento requerido. El análisis computarizado de las características superficiales de los caminos, permite cuantificar la condición a través del cálculo de un Indice de Estado (IE), el cual varía de 100 para un camino de condición ideal excelente, recientemente construida hasta 0, cero, que representa el peor estado posible. Otros resultados que se obtienen del sistema a partir de los datos inventariados son: tipo de daño de la superficie de rodadura, intensidad del daño, longitud de cunetas existentes en condiciones buenas/regulares/malas, estado de señalización, tráfico y otros. También se pueden visualizar datos procesados, como la priorización de las actividades de mantenimiento, el costo por cada proyecto, el estado de condición de los distintos caminos (rutas) en función de las secciones y los tramos que ameriten ensancharse o rehabilitarse presentando las longitudes por tramo de los mismos. Además, se puede visualizar los presupuestos necesarios para atender las vías prioritarias, y si se posee un presupuesto fijo, definir los proyectos recomendados con base al presupuesto.

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6.0

SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO DEL SISTEMA DE GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO DE CAMINOS NO PAVIMENTADOS. El Sistema de Gestión del Mantenimiento de Caminos no Pavimentados se encuentra enlazado a un Sistema de Información Geográfico (GIS), el cual presenta en forma gráfica la red de caminos no pavimentados de la República posibilitando la visualización de la ubicación de las rutas y la fácil captación de la información y de los videos correspondientes a las secciones directamente desde la pantalla. Con la ayuda de este Sistema, el usuario puede, entre otros, hacer uso de las siguientes ventajas: - Visualización de la ubicación de las vías componentes de la Red de caminos. - Elaboración de mapas temáticos de los tramos de vías en función de la condición de las mismas. - Clasificación y visualización de las vías de acuerdo a algún criterio que tenga representación en la base de datos (por ejemplo: Tipo de daños, extensión de los daños, Trabajos requeridos, velocidad promedio de la sección, tránsito, IE, Nivel de Serviciabilidad, etc.) - Acceder a las características de cada tramo. - Visualizar el recorrido físico de cada tramo de la red inventariada. El Sistema de Información Geográfico permite realizar diferentes tipos de análisis en función de la información de la base de datos del inventario de campo. Estos análisis pueden utilizar como criterios de selección datos, expresiones lógicas o condiciones específicas, lo cual hace posible detectar en forma rápida y sencilla puntos y situaciones que puedan tener alguna característica de interés de acuerdo a los criterios de selección, ya que despliega en la pantalla mapas temáticos con colores determinados por el usuario de la información solicitada. El GIS es una herramienta muy amigable y con una capacidad de análisis limitada solo por la información que posea la base de datos de la cual se alimenta el sistema (en nuestro caso la base de datos del sistema de gestión del mantenimiento de vías no pavimentadas) a la cual en un futuro se le pueden agregar todos elementos que se consideren necesarios. La implementación del Sistema de Información Geográfica se desarrolló en ARCVIEW 3.2, utilizando ARCINFO para generar la topología de los arcos. A continuación se presentan algunos ejemplos del contenido del Sistema de Información Geográfico.

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Figura 1. Pantalla del Sistema de Información Geográfico que muestra las cubiertas digitales de los caminos principales, secundarios, poblados, límites departamentales y tramos ejemplo del proyecto.

Figura 2. Pantalla del GIS que muestra la ubicación de un tramo ejemplo: RN02 Zona Vial 1, Los Fraijanes – Los Verdes.

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Figura 3. Pantalla del GIS que muestra un acercamiento del tramo ejemplo: RN02 Zona Vial 1, Los Fraijanes – Los Verdes.

Figura 4. Pantalla del GIS que muestra un mapa temático en función de los trabajos requeridos en las diferentes secciones que componen el tramo, en este ejemplo se puede apreciar que solo un tramo requiere Bacheo y los demás necesitan Perfilado.

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Figura 5.

Pantalla del GIS que muestra un mapa temático de los diferentes Trabajos Recomendados sobre las secciones que forman el tramo bajo estudio, también muestra una imagen de vídeo del camino la cual se activa con solo hacer un “clic” sobre una sección específica, y así se dé comienzo a la navegación a lo largo del tramo.

Figura 6. Pantalla del GIS que muestra un mapa temático relacionado con las alcantarillas en el cual se hace un análisis que muestra el tipo de alcantarilla, el material del cual esta hecha y su condición. También se muestra la condición de las cunetas defectuosas como un porcentaje de la longitud del tramo.

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CONCLUSIONES El trabajo ha servido para actualizar los mapas con los que contaba el Instituto Geográfico Nacional, ya que gran parte de la red de caminos no aparecía en los mapas actuales. El Sistema de Información Geográfica es una herramienta con una interfaz de fácil manejo para el usuario, y permite realizar diferentes mapas temáticos a partir de la información con que se cuenta en la base de datos. Es una herramienta que facilita la capacidad de análisis para tomar decisiones de una forma ágil. La información se analiza con mayor rapidez en forma gráfica (mapas) que mediante la impresiones de varias hojas de reportes con números y letras. Ya que se visualiza directamente en sus puntos de ocurrencia. La inclusión del video del camino al sistema permite la visualización de toda la red vial por parte de los encargados de la planificación desde la oficina, sin tener que desplazarse al campo y tomar decisiones acertadas por medio del sistema de gestión de los trabajos de mantenimiento que deben ejecutarse en los caminos.