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Preservación de pavimentos asfálticos en elcontexto de la Gestión de Activos
José Ricardo Solorio Murillo
Instituto Mexicano del Transporte
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Mantenimiento, conservacióny preservación: RAE
mantenimiento2. Conjunto de operaciones y cuidados necesarios para que instalaciones, edificios, industrias, etc., puedan seguir funcionando adecuadamente.
conservación → conservar1. Mantener o cuidar de la permanencia o integridad de algo o de alguien.
preservación → preservar1. Proteger, resguardar anticipadamente a alguien o algo, de algún daño o peligro.
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Diccionario vial de la PIARC
mantenimiento vialDefinición: Conjunto de acciones dispuestas para mantener y restablecer la transitabilidad y el nivel de servicio de una vía.
Sinónimos: Conservación de carreteras (MX).
road maintenanceDefinición: All actions undertaken to maintain and restorethe serviceability and level of service of roads.
conservación → sinónimo de mantenimiento
preservación
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Concepto de serviceability / performanceserviceability
Capacidad de un pavimento para cumplir con su función primordial de proveer una superficieadecuada para la circulación de vehículos
serviceability ↔ capacidad de servicio
performance
Evolución de la capacidad de servicio en el tiempo
performance ↔ desempeño
Cap
acid
ad d
e s
erv
icio
Tiempo
Nivel mínimo aceptable
Periodo de análisis o diseño
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Glosario de términos de Austroads 2015conservación
Acciones necesarias para mantener un activo en un estado tan cercano como sea posible al original, o reducirsu tasa de deterioro
preservación
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Activos carreteros
• Pavimentos
• Puentes
• Señalamiento
• Dispositivos de seguridad
• Cortes y terraplenes (activos geotécnicos)
• Túneles
• Drenaje
Cualquier elemento, tangible o intangible, que tiene un valor real o potencial para una organización, de modo que el conjunto de estos activos constituye el patrimonio a su cargo (ISO 55000)
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FHWA: Memo para la preservacióny conservación de pavimentos
preservación
Trabajos planeados y realizados para mejorar o mantener la condición de infraestructura del transporte en un estado de conservación (good repair).
En general, no añade capacidad o valor estructural sino que restituye el estado general de la infraestructura del transporte.
conservaciónTrabajos realizados para mantener el estado del sistema de transporte o para responder a condiciones o eventos específicos y devolver el sistema a un estado de operación funcional
conservación rutinariaTrabajos realizados como reacción a un evento o temporada, o para atender el ciclo de deterioro completo del activo de transporte. Estos trabajos requieren una atención recurrente
conservación preventivaEs una forma proactiva y rentable de extender la vida útil de una carretera.
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Importancia de la conservación preventiva en el memo de la FHWA
• Las leyes “Avanzando hacia el Progreso en el Siglo XXI” (MAP-21) y “Reparando el Transporte Terrestre de EUA” (FAST) reconocen a la preservación como un elemento fundamental para lograr y mantener un estado de conservación deseado• Los Departamentos de Transporte pueden contar con
fondos de ayuda federal para obras de conservación preventiva (solo carreteras federales)
• No así para conservación rutinaria
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UKRLG, Reino Unido:Prevención y una mejor cura
conservación preventiva• Estrategia planeada de tratamientos rentables para una
carretera existente con el fin de preservarla, evitar el ingreso de agua, reducir la tasa de deterioro e incrementar su vida de servicio, sin elevar su capacidad estructural
• Normalmente se aplica a carreteras con una cierta vida remanente y comprende tratamientos como:• Sellado de grietas
• Riego de sello, mortero asfáltico o microcarpeta
• Sobrecarpeta o reemplazo de carpeta
• Los programas respectivos deben estar reflejados en el plan de gestión de activos
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Glosario de términos de Austroads 2015conservación preventiva
Actividad de conservación realizada antes o en una etapa temprana del desarrollo de uno o más defectos, cuyo objetivo consiste en prevenir la ocurrencia o la evolución de los defectos. Usualmente, se lleva a cabo de manera proactiva y no reactiva.
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Diccionario vial de la PIARC
conservación preventivaDefinición: Conservación que se lleva a cabo a intervalos predeterminados o de acuerdo con criterios prescritos con la intención de reducir la probabilidad de falla o la degradación de la funcionalidad de un componente.
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Beneficios de unaintervención temprana
Excelente
Bueno
Regular
Malo
Edad (años)
Esta
do
del
pav
imen
to $1.00 no gastado aquí
Muy malo
Costará de $4.00 a 5.00 aquí
40 % de pérdida de calidad
40 % de pérdida de calidad
75 % de vida útil
Rehabilitación /
reconstrucción
Conservación
Nivel de falla
12 % de vida útil
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Temas del seminario
• Asfaltos / asfaltos modificados
• Control de calidad
• Diseño de mezclas
• Evaluación de pavimentos asfálticos
• Preservación y gestión de activos
• Preservación de redes de pavimentos
• Ruido
• Sustentabilidad
• Tecnología de pavimentos
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Efectos de mejores diseños y procedimientos constructivos
Excelente
Bueno
Regular
Malo
Edad (años)
Esta
do
del
pav
imen
to
Muy malo
Nivel de falla
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Enfoques para determinar las necesidades de conservación
Enfoque habitualAlternativa de conservación → Aplicar cuando se alcance una condición límite
Enfoque de la condición actualIndicadores de la condición actual → Seleccionar una alternativa de conservación
Enfoque recomendadoPronosticar indicadores de condición → Definir una estrategia de conservación
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Ciclo de vida de losactivos carreteros
Identificación y factibilidad
Programación y diseño
ConstrucciónOperación, conservación
y mejoraBaja
Condición inicial o recuperada
Condición posterior al deterioro
Deterioro o dañoConservación o rehabilitación
Ciclo de deterioro / conservación
Conservación o rehabilitación
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Influencia y costos de lasetapas del ciclo de vida
0%
50%
100%
0%
50%
100%
Nivel de influencia
Costo total acumulado
Gastos crecientes
Influencia decreciente
1 20
Planeación
DiseñoConstrucciónConservación
Tiempo (años)
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Sistemas de gestión de pavimentos: idea predominantes
Equipos Software
“El sistema de gestión de pavimentos nos dirá qué hacer”
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Gestión de pavimentos
Gestión de pavimentos. Conducción efectiva y eficiente de las diversas actividades involucradas en el suministro y preservación de pavimentos en una condición aceptable para el público usuario al menor costo del ciclo de vida (Guía de diseño 1985)
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Gestión de pavimentos: ¿qué?(SIMAP, 1990)
División de la red en tramos, subtramos y segmentos de 1 kmDEFINICIÓN DE
SEGMENTOS
EVALUACIÓN
SUPERFICIAL
Inventario dedeterioros
Fricción (CF)Regularidad
(IRI)
IRI < IRIadm
Tránsito, deflexionesy espesor de la
carpeta existente
EVALUACIÓN
ESTRUCTURAL
d80 < dadm
Rehabilitaciónestructural
CF > CFadm
Acciones paramejorar la
fricción
Acciones paracorregir
deterioros
¿Deterioros?
No requiereacciones
adicionales
SÍ
SÍ
SÍ
SÍ
NO
NO
NO
NO
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Gestión de pavimentos, ¿cuándo?
Excelente
Bueno
Regular
Malo
Edad (años)
Esta
do
del
pav
imen
to $1.00 no gastado aquí
Muy malo
Costará de $4.00 a 5.00 aquí
40 % de pérdida de calidad
40 % de pérdida de calidad
75 % de vida útil
Rehabilitación /
reconstrucción
Conservación
Nivel de falla
12 % de vida útil
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Gestión de pavimentos: ¿dónde?
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Niveles de la gestión de pavimentos
Niveles
Proyecto
Elaborar un proyecto ejecutivo para la construcción, reconstrucción, rehabilitación o conservación de tramos
Obtener un programa de obra jerarquizado sujeto a restricciones presupuestales
Red
“Los ingenieros han sido formados para trabajar en el nivel de proyecto, lo cual puede ser aceptable siempre y cuando el dinero sea abundante” (USACE)
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Nivel de proyecto
Alternativas de proyecto
Conjunto ordenado de
opcionesSolución final
Criterios de selección
Deterioros (agrietamiento,
def. permanente)
Respuesta (esfuerzo /
deformación)Modelos
Datos de campo y de laboratorio
Desempeño (IRI)Evaluación económica
Costos
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Principales actividadesen el nivel de proyecto• Evaluación detallada del estado del pavimento
• Realización de pruebas de campo y laboratorio
• Diseño de las alternativas de proyecto: espesores, materiales
• Análisis técnico y económico de las alternativas
• Selección de la solución final
• Preparación del programa de conservación
• Implementación: contratación, construcción
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Retos en el nivel de proyecto
• Definir una estrategia nacional con respecto al uso y desarrollo de métodos de diseño de pavimentos
• Establecer procedimientos para el análisis económico de las alternativas de proyecto
• Formalizar la previsión de las acciones de conservación a las que estará sujeto el proyecto durante su vida útil
• Asegurar la efectividad del control de calidad
• Documentar el comportamiento del proyecto durante su vida útil
• Realizar esfuerzos adicionales de capacitación y difusión
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Contratos por estándares de desempeño y preservación
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
20
17
20
18
20
19
20
20
20
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20
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20
24
20
25
20
26
20
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20
28
20
29
20
30
20
31
20
32
IRI (
m/k
m)
Año
Rehabilitación Conservación Vidaremanente
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Nivel de red
Jerarquización / optimización
Criterios
Desempeño (IRI)ModelosDatos de campo,
otros datos
Catálogo de intervenciones
Programa sin restricciones
Escenarios presupuestales
Programa plurianual
Programa de inspección
Programa anual
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Principales actividadesen el nivel de red• Medición de indicadores de capacidad funcional, deterioros
superficiales y capacidad estructural
• División de la red en segmentos homogéneos
• Determinación de las necesidades de intervención durante el periodo de programación para cumplir con determinados objetivos
• Evaluación de escenarios presupuestales y de alternativas de intervención
• Identificación del escenario óptimo
• Preparación de los programas plurianual y anual
• Implementación de los programas
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Productos de la gestióna nivel de red
Programa de obra
Pronóstico de deterioro / desempeño Presupuesto
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Retos en el nivel de red
• Establecer de manera objetiva los criterios de intervención y jerarquización / optimización
• Asegurar la calidad de los procesos de recopilación y tratamiento de la información
• Calibrar modelos de deterioro
• Tener un plan “b” para los segmentos que no van a atenderse
• Contar con una plataforma de tecnologías de la información robusta, que permita generar vistas relevantes para las partes interesadas
• Capacitación
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Modelos de deterioro
• Parámetros que se requiere modelizar:• Respuestas: esfuerzo / deformación
• Deterioros: agrietamiento / deformación permanente
• Desempeño: IRI / resistencia al deslizamiento
• Tipos de modelos:• Proyecto / red
• Variable discreta / continua
• Mecanicistas / empíricos
• Probabilísticos / deterministas
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“Viabilidad” de losmodelos de deterioro
Inviable Nivel estratégico
Det
alle
de
la in
form
ació
n
Co
mp
lejid
ad d
e lo
s m
od
elo
s
Un Proyecto Total de la redTamaño
Proyecto
Nivel de red
Inviable
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¿El HDM-4 es adecuado para la gestión a nivel de proyecto?
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Flujos de información en un SGP
NIVEL DE PROYECTO
NIVEL DE RED
N1 Información
• Inventario físico y datos de la condición del pavimento
• Criterios de intervención• Parámetros de análisis
económico• Procesamiento de datos
N2 Análisis de red
• Necesidades• Candidatos• Alternativas• Análisis técnico• Análisis económico• Programa inicial
N3 Implementación
• Calendario• Programa de rehabilitación• Proyectos de construcción
nueva• Programa de conservación
P3 Implementación
• Adjudicación del contrato• Obra ejecutada (construcción
y conservación)• Cantidades y costos reales del
proyecto
P2 Análisis de proyectos
• Alternativas (diseño estructural, materiales)
• Análisis técnico• Análisis económico
P1 Información
• Mediciones de campo• Mediciones de laboratorio• Datos de construcción• Características de los
segmentos• Procesamiento de datos
Programa de Investigación
Archivosde datos
Selección
Cantidades detalladas, costos, programas
Criterios de decisión
“Flujo” de proyectosActualizaciones
periódicas
Criterios de decisión
Restricciones presupuestales
Revisiones del programa
Programas y costos
• Planeación financiera• Programa general de transporte• Asignaciones presupuestales sectoriales
Proyectos“comprometidos”
I N T E R F A Z
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Confiabilidad de las mediciones
?
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Errores de medición
• Sistemáticos• Calibración deficiente
• Mal funcionamiento del equipo
• Inconsistencia de las referencias espaciales
• Efectos estacionales
• Aleatorios (IRI)• Desplazamiento lateral del vehículo de medición
• Defectos locales de la superficie de rodadura (reparaciones, topes, juntas transversales, etc.)
• Mal funcionamiento del equipo
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Otros aspectos clave en la aplicación de SGP
• Documentación detallada de los procesos de gestión
• Personal capacitado en las distintas áreas involucradas: ingeniería de pavimentos, economía, estadística, informática, mediciones de campo, etc.
• Coordinación con las partes interesadas vinculadas al desarrollo y la conservación de carreteras
• Mecanismos de interacción efectivos entre los niveles de red y proyecto de la gestión de pavimentos, y entre este y los procesos de gestión de obras
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Retos adicionales para la preservación de pavimentos • Presupuestos insuficientes: incertidumbre
presupuestal
• Necesidades de conservación del resto de los activos
• Crecimiento de la demanda
• Problemas de operación: seguridad vial, congestión, accesibilidad
• Escrutinio público creciente
• Sustentabilidad, adaptación al cambio climático y resiliencia de la infraestructura
• Cambios tecnológicos radicales: vehículos autónomos / conectados, carreteras eléctricas
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Desarrollo de los sistemas de gestión de infraestructura carretera
Gestión de Activos
Sistemas de Gestión dePavimentos (1960)
Sistemas de Gestión dePuentes (1980)
Sistemas de Gestión deInfraestructura (1990)
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Definiciones de gestión de activos (1)
PAS 55: Gestión óptima de activos físicos
Actividades y prácticas sistemáticas y coordinadas a través de las cuales una organización gestiona de manera óptima y sustentable sus activos físicos considerando el desempeño, los riesgos y los costosdurante el ciclo de vida, con el propósito de cumplir con su plan estratégico
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Definiciones de gestión de activos (2)
OECD: Gestión de Activos en el sector carretero
Proceso sistemático para la conservación, modernización y operación de activos que combina principios de ingeniería con buenas prácticas empresariales y fundamentos económicos, y proporciona herramientas para propiciar un enfoquemás organizado y flexible que permita tomar decisiones para cumplir con las expectativas del público
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Gestión de activos: IMT
• Proceso gerencial para la administración de una red de carreteras con una perspectiva de empresarial, es decir, orientada al logro de los objetivos de mediano y largo plazo de la organización con criterios de eficacia, eficiencia y sustentabilidad
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UKRLG: marco de la gestión de activos
Contratación
CONTEXTO
Política nacionalde transporte
Política localde transporte
Visióninstitucional
Expectativas de laspartes interesadas
Restriccioneslegales
Restriccionesfinancieras
Entrega de programas y prestación del servicio
PLANEACIÓN DE LAGESTIÓN DE ACTIVOS
Políticas
Principios, compromisos
Estrategia
Enfoque de largo plazo, resultados esperados, objetivos
Desempeño
Demanda, objetivos institucionales,medidas y metas de desempeño
Datos
Necesidades, adquisición,informes, gestión
Planeación del ciclo de vida
Deficiencias en el desempeñoEstrategias de inversión
Programas de obra
Identificación de proyectosPrograma de mediano plazo
Programa anual
IMPLEMENTACIÓN
FACILITADORES
Liderazgo y organización
Cultura, compromiso, inversión,capacitación, justificación
Gestión de riesgos
Identificar, evaluar y administrarriesgos
Sistemas de gestiónde activos
Funcionalidad, administración,costo, obtención
Cómo empezar
Análisis de deficienciasPlan de implementación
Seguimiento del desempeño
Análisis comparativo, revisiones del desempeño,
mejora continua
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Aspectos distintivos de la gestión de activos• Está orientada al logro de los objetivos de la organización responsable
• Se enfoca en la calidad del servicio y no únicamente en el estado de la infraestructura
• Analiza los activos en su conjunto (nivel de red)
• Considera los distintos tipos de activos (pavimentos, puentes, señalamiento, etc.)
• Aplica un enfoque del ciclo de vida
• Se basa en la operación coordinada de:• Políticas y procedimientos
• Financiamiento
• Personal con unas competencias adecuadas
• Información, equipo y software
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Componentes de un marco de gestión de activos• Políticas, estrategia y objetivos (p. ej. preservación)
• Marco de gestión del desempeño
• Inventario
• Planes del ciclo de vida
• Plan financiero
• Programas plurianuales y anuales
• Gestión de riesgos
• Herramientas informáticas
• Normas y procedimientos
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PIARC: Pasos para la implementación de un enfoque de gestión de activos
Paso 1. Definir objetivos y metas de gestión de activos que describan la misión de la organización de carreteras, su estrategia (p. ej. preservación) y los resultados esperados
Paso 2. Llevar a cabo una autoevaluación y un análisis de deficiencias para determinar la posición actual de la organización de carreteras con respecto a la gestión de activos
Paso 3. Dimensionar las acciones de mejora específicas necesarias para transitar de la situación actual a la situación deseada
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Estructura organizacional para la gestión de activos• La adopción de la gestión de activos suele requerir
una transformación profunda de la organización
• La autoevaluación normalmente genera nuevos procesos, flujos de trabajo, herramientas y roles
• Por lo general, las estructuras existentes resultan inadecuadas para acomodar estas innovaciones
• Los nuevos roles muy posiblemente requieran competencias adicionales que podrían extenderse más allá de las áreas tradicionales de la ingeniería
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UKRLG, Reino Unido: roles de la gestión de activos
Fun
cio
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cto
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lta
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ón
Director de carreterasGerente de activos
carreteros
Gestión de carreteras
Gestión de estructuras
Gestión de tecnologías de la información
Recopilación y gestión de datos
Gestión de programas
Gestión de la conservación
Inspección y medición de la condición
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Reflexión final
Es necesario que la preservación de pavimentos asfálticos, y la de la infraestructura carretera en general, sea un objetivo de política pública que forme parte de una estrategia de gestión del patrimonio vial nacional.
De otra forma, la preservación solo será un buen deseo, y será muy difícil lograr una mejora verdaderamente notoria en la calidad de los servicios ofrecidos a los
usuarios.
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Referencias
• FHWA, 2016. Guidance on Highway Preservation. Federal Highway Administration (FHWA), US Department of Transportation. Internet: https://www.fhwa.dot.gov/preservation/memos/160225.cfm
• Haas, R., Hudson, W. R. & Zaniewsky, J., 1994. Modern Pavement Management. Malabar: Krieger Publishing Company.
• Highways Maintenance Efficiency Programme (HMEP), 2012. Prevention and a Better Cure: Potholes Review. Londres: Department for Transport, London
• ISO, 2014. ISO 55000:2014(en), Asset management — Overview, principles and terminology. International Organization for Standardization (ISO). Internet: https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:55000:ed-1:v2:en.
• MG Lay Library, 2015. Austroads Glossary of Terms. Sydney: Austroads Ltd.
• PIARC, 2017. Asset Management Manual: A Guide for Practitioners! World Road Association (PIARC). Internet: https://road-asset.piarc.org/en
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Referencias
• PIARC, 2018. Translation or definition of a term. World Road Association (PIARC). Internet: https://www.piarc.org/en/Terminology-Dictionaries-Road-Transport-Roads/term-search/
• RAE, 2014. Diccionario de la lengua española. Real Academia Española (RAE). Internet: http://dle.rae.es.
• RR Donnelley, 2007. Road Asset Management Plan for Scottish Trunk Roads: April 2007 - March 2009. Edimburgo: Transport Scotland.
• Shahin, M. Y. Walther, J.A., 1990. Pavement Maintenance Management for Roads and Streets Using the PAVER System. Champaign: US Army Corps of Engineers.
• Transport Scotland, 2016. Road Asset Management Plan for Scottish Trunk Roads: January 2016. Glasgow, Transport Scotland.
• United Kingdom Roads Liaison Group (UKRLG) and Highways Maintenance Efficiency Programme (HMEP), 2013. Highway Infrastructure Asset Management Guidance Document. Londres: Department for Transport
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José Ricardo Solorio MurilloLíder de Grupo de Investigación,
Gestión de Infraestructura Carretera, IMT