SIG en la gestión de la Red Vial Cantonal (RVC)

Escrito por: Geógrafo Josué Guzmán- Unidad de Gestión Municipal

  1. ¿Qué es un SIG?

“Aproximadamente un 70% de la información que manejamos en cualquier tipo de disciplina está georreferenciada. Es decir, que se trata de información a la cual puede asignarse una posición geográfica, y es por tanto información que viene acompañada de otra información adicional relativa a su localización”. Olaya, V; (2014)*

Un Sistema de Información Geográfica (SIG) es un conjunto de software y hardware diseñado específicamente para la recopilación, almacenamiento, procesamiento, análisis y visualización de datos cartográficos. Es un Sistema de información diseñado para trabajar con datos referenciados mediante coordenadas espaciales o geográficas. En otras palabras, un SIG es un sistema de base de datos con capacidades especializadas para datos georreferenciados y que pueden contener una tabla de atributos asociados.

Existen varias formas de representaciones visuales dentro de un SIG, los cuales se pueden dividir en dos grandes grupos: Formato raster o imágenes, como fotografías aéreas y satelitales, que pueden ser ubicadas espacialmente mediante un proceso de georreferenciación; y Formato Vectorial: que se representan como puntos, líneas o polígonos. Entre ellos podemos mencionar: puentes, caminos y parcelas respectivamente. Cada uno de los objetos puede contener muchos atributos de diferente índole como longitudes, tipo de superficie, propietario, etc.

Usos generales de los SIG:

Toda la información que tenga un componente espacial puede ser representada y analizada mediante un SIG, por esta razón existen muchísimos usos que se le pueden dar, vamos a mencionar algunos de manera general:

– Administración y gestión publica

-Mapeo

-Planeamiento urbano y rural

-Redes viales y transporte

-Edificaciones y obras civiles

-Telecomunicaciones

-Agricultura y ganadería

-Gestión ambiental

-Manejos de desastres y su mitigación

Componentes de un SIG:

Dentro del mundo SIG, debe haber varios componentes que son fundamentales para la correcta implementación del sistema, los cuales son:

  1. Datos. Los datos son la materia prima necesaria para el trabajo en un SIG, y los que contienen la información geográfica vital para la propia existencia de los SIG.
  2. Métodos. Un conjunto de formulaciones y metodologías a aplicar sobre los datos.
  3. Software. Es necesaria una aplicación informática que pueda trabajar con los datos e implemente los métodos anteriores.
  4. Hardware. El equipo necesario para ejecutar el software.
  5. Personas. Las personas son las encargadas de diseñar y utilizar el software, siendo el motor del sistema SIG.
Figura 1. Componente humano en los SIG
Figura 2. Capacitación de personal en el uso de los SIG

2. Aplicaciones de Sistema de Información Geográfica en la Red Vial Cantonal

Los Sistemas de Información Geográfica o SIGs, tienen numerosas aplicaciones en diferentes ámbitos. Específicamente hablando, el uso de los SIG en la gestión vial cantonal, tiene muchísima importancia en la administración pública, especialmente en la administración municipal, vamos a citar algunas aplicaciones que se podrían realizar con los SIGs:

1. Mantenimiento de carreteras:

El mantenimiento de carreteras se ha vuelto fácil y rentable en los últimos años debido a la introducción de los SIG. Contando con un buen inventario vial y aplicado en SIG se puede gestionar de manera más eficiente posibles intervenciones a la red vial, tanto como tratamientos de superficie de ruedo, como en seguridad vial y transportes.

2. Análisis de accidentes:

Conocer la ubicación exacta de accidentes de tránsito, así como zonas donde existen  mayores posibilidades de que estos ocurran y sus razones, es un instrumento muy valioso para las autoridades encargadas de gestionar la seguridad vial.

3. Modelado de tráfico:

La mayoría de las ciudades del mundo están llenas de vehículos. El hecho de que el gobierno no administre eficazmente el tráfico conduce a una gran congestión y atascos. El SIG ofrece excelentes soluciones en la gestión del tráfico para las diferentes redes de carreteras urbanas. Esto ha demostrado aliviar la congestión vial.

Figura 3. Análisis de movilidad vial

4. Planificación de ruta:

Cuando se hace una propuesta para construir nuevas caminos o carreteras, se deben realizar rutas eficientes, seguras y más cortas. Sin embargo, es difícil determinar la mejor ruta si se utilizan métodos manuales. Es mejor aplicar el SIG en casos como el drenaje, las propiedades del suelo y el uso de la tierra es fácil de determinar.

5. Gestión de la seguridad del transporte:

La información de diferentes estructuras de transporte es beneficiosa para ayudar a formular regulaciones e informar al público sobre cómo usar ciertas instalaciones de transporte. Los puntos de cruce pueden tener integración con SIG para una mejor señalización de los conductores y las personas que intentan cruzar en una zona peatonal.

6. Determinación y análisis de zonas de riesgo:

Con el uso de los SIG, se pueden ubicar de manera organizada y estructurada todas aquellas zonas adyacentes a un camino, donde exista una condición que ponga en riesgo las vidas de las personas que circulan por estos caminos. También con los SIG se pueden realizar planeamientos de intervenciones en sitios inseguros de una manera preventiva.

3. Importancia de Sistema de Información Geográfica en la gestión municipal de la Red Vial Cantonal

Los Sistemas de Información Geográfica son fundamentalmente instrumentos técnicos con capacidades múltiples, diseñados y habilitados en primera instancia para inventariar información geográfica, la cual a su vez alimenta las funciones de análisis con que están equipados los SIG, para finalmente convertirse en herramientas útiles a las tareas de administración, gestión y planificación.

Actualmente el uso de los Sistemas de Información Geográfica o SIG, es una herramienta fundamental en cualquier administración de redes viales. Específicamente hablando en la gestión de la red vial cantonal, son las municipalidades quien les corresponde administrar esta red. Por tanto, es muy importante que todos los 82 municipios del país cuenten con un SIG robusto y organizado, que permita la correcta gestión de su red vial.

Este SIG debe contar con los procesos necesarios para un uso eficiente de los recursos. Estos procesos van desde la obtención bruta de datos en campo, manejo de bases de datos, manejo de información georreferenciada, análisis de datos y finalmente la asertiva divulgación, tanto internamente en el municipio, como la visualización de la información geográfica para el público general por medio de la cartografía.

La base de toda gestión vial SIG en un municipio, es que cuente con una buena red vial digitalizada  y georreferenciada de manera correcta, usando los insumos más actualizados y tecnología reciente, como son las imágenes aéreas o satelitales, uso de drones y de los dispositivos GNSS o GPS. Además esta red vial debe ser validada por la propia municipalidad, es decir, que los caminos que incluya en la digitalización de la red, sean aprobados como caminos públicos, también en lo que respecta a la codificación, al trazado y entronques con otros caminos.

Una vez un municipio cuente con la capa geográfica base, que es la red vial cantonal correctamente digitalizada y validada. Se pueden realizar muchas aplicaciones que se pueden vincular e integrar al SIG, como son: la realización o actualización de los Inventarios Viales, evaluaciones en la calzada, cálculo de patrimonio vial, inventario de puentes y alcantarillas, estudios de tránsito y movilidad publica, entre otras.

Por estas razones, los municipios deben de tener como prioridad en la administración vial, el uso de los Sistemas de Información Geográfica, tanto en la capacidad técnica de los funcionarios, así como en los equipos informáticos que se implementarán.

Figura 4. Mapa de validación de la RVC
Figura 5. Mapa con la clasificación del tipo de superficie de ruedo
Figura 6. Mapa con la el tránsito promedio diario de las rutas

Bibliografía

Olaya, V; (2014). “Sistemas de Información Geográfica”. España. Consultado el 22 de jul 2020 en: http://www.icog.es/TyT/files/Libro_SIG.pdf

¿Qué es y cómo se utiliza el Cono de Penetración Dinámico?

Autor: Ing. Alonso Ulate, M.I. Unidad de Gestión Municipal-PITRA

El  Cono de Penetración Dinámico (DCP por sus siglas en inglés) es un instrumento de penetración que permite estimar indirectamente la capacidad de soporte CBR-prueba de penetración para comprobar las características mecánicas de un suelo-en sitio de suelos y materiales granulares (bases y subbases) no estabilizados.

Su principal uso es la evaluación de la plataforma o estructura de pavimento existente de caminos rurales o de bajo tránsito, ya que permite diferenciar entre las capas existentes y asignarles un valor estimado de CBR en sitio.

El instrumento

El equipo tiene una varilla en cuyo extremo se ubica con una punta de acero, sobre la cual se deja caer una masa repetidamente y se mide la penetración obtenida con cada golpe. Las características básicas del instrumento según la norma ASTM D6951/D6951M-18, se muestran en la Figura 1.

Figura 1. Componentes del equipo DCP según la norma ASTM D6951/D6951M-18.

El ensayo

La norma ASTM D6951 especifica el procedimiento para realizar el ensayo, el cual se resume en la Tabla 1.

Procedimiento del ensayo de CBR en sitio con el DCP.

Los resultados

La estimación de CBR en sitio se puede realizar para cada set de golpes. La ecuación de correlación más utilizada es la siguiente, sin embargo existen varios autores que han formulado ecuaciones que dependen del tipo de suelo o material granular.

Los resultados se pueden graficar como el CBR en sitio según la profundidad, lo que a la vez permite identificar capas de diferentes materiales según el CBR en sitio estimado como se muestra en la Figura 2.


Figura 1. Ejemplo de gráfico CBR en sitio (%) vs Profundidad (mm) obtenido mediante ensayo de DCP

Referencias bibliográficas

Norma ASTM D6951 / D6951M-18, Standard Test Method for Use of the Dynamic Cone Penetrometer in Shallow Pavement Applications, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2018, www.astm.org

Transporte y Salud en tiempos de COVID-19

Escrito por: Ing. Henry Hernández, Unidad de Seguridad Vial y Transporte

La pandemia por COVID-19 nos ha enfrentado a nuevos retos, lo quetambién debe servirnos como tiempo de reflexión respecto al futuro de nuestras ciudades y la manera en que están preparadas para futuras pandemias como la que estamos viviendo.

Durante esta pandemia queda en evidencia lo limitada que es nuestra infraestructura urbana para garantizar el distanciamiento social. Por ejemplo, es prácticamente imposible mantener el distanciamiento social en las angostas aceras de nuestras comunidades. Por lo que es imperativo implementar políticas públicas y planes de mejoramiento de la infraestructura peatonal y del espacio público en general, no solo para garantizar que las personas puedan transitar libremente independientemente de su condición sino, además, para promover una movilidad más saludable en la población.

Automatización de semáforo peatonal, eliminando la necesidad de presionar la botonera, en Saskatoon, Canadá. Tomado de:
https://saskatoon.ctvnews.ca/to-help-pedestrians-avoid-touching-buttons-city-of-saskatoon-automates-high-use-crossings-1.4900927

La movilidad activa incide en una mejora de la salud física y mental de la población, pero también ayuda en el mediano y largo plazo a reducir la cantidad de personas con factores de riesgo respecto al COVID-19 y otras enfermedades.

Varias ciudades en Latinoamérica, como México, Bogotá y Quito, han implementado carriles temporales para ciclistas‒en algunos casos conocidos como ciclovías emergentes‒ durante los últimos meses con el fin de brindar opciones de movilidad alternas; donde se logra reducir el aglomeramiento en el transporte público y una movilidad urbana con el distanciamiento social adecuado.

Automatización de semáforo peatonal, eliminando la necesidad de presionar la botonera, en Sidney, Australia. Tomado de:
https://www.governmentnews.com.au/sydney-traffic-lights-automated-to-combat-covid-19/

Por otro lado, la postergada implementación en nuestro país, por más de dos décadas del pago electrónico genera un riesgo innecesario, tanto para los usuarios del transporte público como para los choferes que se ven expuestos al intercambio de dinero físico. Adicionalmente, urge que el país cuente con estándares mínimos de calidad y limpieza en los servicios sanitarios en las terminales de transporte público en Costa Rica.

Otras acciones simples, como el readecuar semáforos peatonales de mucho flujo peatonal con fases fijas, podría eliminar la necesidad de los usuarios de activar la botonera manualmente.

Tomado de:
https://www.metroecuador.com.ec/ec/noticias/2020/06/09/se-habilita-carril-exclusivo-ciclistas-norte-quito.html

Por otra parte, es necesario tomar medidas para reducir la contaminación del aire, como lo refiere una investigación reciente en los Estados Unidos (Friedman, 2020), que sugiere que esta contaminación puede aumentar las tasas de mortalidad debido al COVID-19.

Debido a lo anterior, las políticas públicas a largo plazo tienen que estar enfocadas en lograr una movilidad más activa, más saludable, menos estresante para sus habitantes y a la vez menos contaminante.

La inacción y la falta de proactividad nos pueden salir más caras a largo plazo, al compararlo con un escenario en el cual seamos agentes activos en la construcción de nuestras ciudades y de nuestro espacio público.

Tomado de:
https://www.elsoldemexico.com.mx/metropoli/cdmx/cdmx-habilita-ciclovias-para-evitar-contagios-por-covid-19-5303449.html

Referencias:

Alcaldía de Bogotá. (2020). Con 22 km. de ciclovía la alcaldía busca descongestionar TransMilenio. Obtenido de: https://bogota.gov.co/mi-ciudad/coronavirus-covid-19-con-ciclovia-se-descongestionara-transmilenio

Beech, P. (2020) Could the pandemic usher in a golden age of cycling?Obtenido de https://www.weforum.org/agenda/2020/05/covid-19-usher-golden-age-cycling-coronavirus-pandemic-bike-cycle/

Buckner, D. (2020). Bike lanes installed on urgent basis across Canada during COVID-19 pandemic. Obtenido de: https://www.cbc.ca/news/business/bike-lanes-covid-pandemic-canada-1.5598164

City of Saskatoon. (2020). COVID-19: Traffic signal times, pedestrian crossing signal push button reminder. Obtenido de: https://www.saskatoon.ca/news-releases/covid-19-traffic-signal-times-pedestrian-crossing-signal-push-button-reminder

Escalona, H. (2020). CDMX habilita ciclovías para evitar contagios por Covid-19. Obtenido de: https://www.elsoldemexico.com.mx/metropoli/cdmx/cdmx-habilita-ciclovias-para-evitar-contagios-por-covid-19-5303449.html

Friedman, L. (2020). New Research Links Air Pollution to Higher Coronavirus Death Rates. Obtenido de: https://www.nytimes.com/2020/04/07/climate/air-pollution-coronavirus-covid.html

Gregorio-Nieto, B. (2020). City of Carlsbad Launches Touchless Crosswalk Signals to Combat COVID-19. Obtenido de: https://www.nbcsandiego.com/news/local/city-of-carlsbad-launches-touchless-crosswalk-signals-to-combat-covid-19/2313197/

Medina, M.A. (2020)  El Gobierno se abre a impulsar la bicicleta frente al coronavirus. Obtenido de: https://elpais.com/sociedad/2020-04-16/la-bicicleta-aliada-contra-el-coronavirus.html

Metro Ecuador. (2020). Se habilita ciclovía emergente en el norte de Quito. Obtenido de: https://www.metroecuador.com.ec/ec/noticias/2020/06/09/se-habilita-carril-exclusivo-ciclistas-norte-quito.html

Rojas, D. (2020). Urbanismo Táctico para COVID-19 intervenciones a corto plazo con una visión de salud a largo plazo. Obtenido de: http://www.transportandhealth.org.uk/wp-content/uploads/2019/12/UT-COVID-Esp-Poster.pdf

Normas de Calidad del Servicio de Transporte Público

Escrito por: Ing. Henry Hernández – Unidad de Seguridad Vial y Transporte

A través de los últimos años, el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR), ha realizado diferentes iniciativas en procura de mejorar el transporte público en el país, como diferentes cursos de capacitación con expertos internacionales relacionados con los temas de transporte de pasajeros por autobús y ferrocarril, los apoyos al Ministerio de Obras Públicas y Transportes con el monitoreo de tiempos de viaje en rutas donde se han implementado carriles exclusivos para autobuses, el apoyo a diferentes trabajos finales de graduación en el área del transporte público, e informes de percepción de la calidad del servicio regular de autobuses por parte del estudiantado y personal docente y administrativo de la Sede Rodrigo Facio de la Universidad de Costa Rica.

Por ejemplo, Chaves Flores y Hernández Vega (2015) indican en su artículo sobre el desempeño y calidad del servicio de autobuses externos de la Universidad de Costa Rica que “la información recopilada permite detectar las potenciales intervenciones requeridas para mejorar el servicio de trasporte. De igual manera con este proyecto se pretende fijar antecedentes en las políticas de trasportes en el Gran Área Metropolitana para la aplicación de parámetros que podrían hacer más atractivo el uso del sistema para los usuarios”.

Como parte de la promoción de la cultura de la calidad en el sistema de transporte, el LanammeUCR participó como parte del Comité Técnico CTN 57 Transporte, del Instituto de Normas Técnicas de Costa Rica (Inteco), en la elaboración de dos normas relacionadas con la calidad del servicio de transporte público en Costa Rica.

Las dos normas recientemente publicadas son las siguientes:

  1. INTE G20:2020 Transporte. Logística y servicios. Transporte público de personas. Definición de la calidad del servicio, objetivos y mediciones.
  2. INTE G21:2020 Transporte público de personas. Requisitos básicos y recomendaciones para los sistemas de medición de la calidad del servicio producida.

La norma INTE G20:2020 tiene como objetivo “fomentar el acercamiento de la calidad a la gestión del transporte público, poniendo especial interés en las necesidades y expectativas de los clientes y/o personas usuarias”. Esto permite generar procesos de mejora continua, a la vez que permite a los tomadores de decisiones tener criterios con los cuales generar planes de intervenciones para la mejora del servicio. La norma puede ser aplicada a los servicios de: autobuses, microbuses, busetas, taxis, cabotaje y ferrocarril. Adicionalmente, reconoce a las personas usuarias, a la comunidad y al ambiente como los beneficiarios del servicio.

La norma está basada en el concepto de ciclo de calidad y se enfoca en el servicio, y no en el prestador del servicio, y cuenta con un desglose de los criterios de calidad y su medición. El ciclo de calidad del servicio toma en cuenta lo siguiente:

  1. La calidad de servicio esperada por la persona usuaria.
  2. La calidad del servicio objetivo la cual es la que los prestadores del servicio tienen por objetivo ofrecer.
  3. La calidad del servicio producida, es decir, aquella alcanzada en el día a día.
  4. Y la calidad del servicio percibida por la persona usuaria.

Dentro de los criterios de calidad para definir la calidad del servicio de transporte público, se encuentran: el servicio ofertado, la accesibilidad, la información del servicio provista, el tiempo, la atención al cliente, la comodidad, la sensación de protección personal experimentada por la persona usuaria y el impacto ambiental.

La norma establece que los participantes en la prestación del servicio (autoridades, operadores u otros) deben implementar una gestión de la calidad, incluyendo a las autoridades, los operadores y otros, donde se tienen que identificar las expectativas de las personas usuarias, los límites legales, los niveles de calidad existentes, las áreas de mejora, la definición de objetivos, la medición del servicio prestado, la implementación de acciones correctivas y la evaluación de la percepción de la persona usuaria. Se incluye, además, la incorporación de planes de acción que sean apropiados para reducir posibles desviaciones entre los siguientes aspectos:

− La calidad producida y la calidad percibida.

− La calidad esperada y la calidad percibida.

Adicionalmente, la norma INTE G20:2020 cuenta con una guía sobre la medición de la prestación y la satisfacción.

Respecto a la norma INTE G21:2020, la norma “especifica los requisitos básicos y recomendaciones para los sistemas de medición de la calidad de servicio producida en el transporte público”. Estos requisitos y recomendaciones están relacionados con el diseño del sistema de medición y la implementación de la medición.

La norma indica que las mediciones de la calidad del servicio pueden ser llevadas a cabo por inspectores o por medios tecnológicos, y pueden ser continuas o por muestreo. Además, se incluyen ejemplos para ilustrar sistemas de medición que sean conformes con los requisitos básicos y con las recomendaciones que se indican en la misma norma.

La publicación de las dos normas son parte de la construcción de una cultura de la calidad en la prestación de servicios públicos en el país, en un proceso que reúne a los principales actores relacionados con el tema, para discutir y unificar criterios a nivel país.

Referencias

Chaves-Flores, G., y Hernández-Vega, H. (2015). Desempeño y calidad de servicio de autobuses externos de la Universidad de Costa Rica. Infraestructura vial, 17(30), 13-22

INTECO. (2020a). Transporte. Logística y servicios. Transporte público de personas. Definición de la calidad del servicio, objetivos y mediciones (Norma INTE G20:2020).

INTECO. (2020b). Transporte público de personas. Requisitos básicos y recomendaciones para los sistemas de medición de la calidad del servicio producida (Norma INTE G21:2020).

LanammeUCR. (2017). Percepción de la calidad del servicio regular de autobuses por parte del estudiantado y personal docente y administrativo de la Sede Rodrigo Facio de la Universidad de Costa Rica (LM-PI-USVT-001-17). Recuperado de: https://www.lanamme.ucr.ac.cr/repositorio/handle/50625112500/922

LanammeUCR. (2018). Monitoreo de tiempos de viaje de rutas de transporte público por autobús sobre el carril exclusivo de Tibás (LM-PI-USVT-003-18). Recuperado de: https://www.lanamme.ucr.ac.cr/repositorio/handle/50625112500/1605

LanammeUCR. (2019). Monitoreo de tiempos de viaje de rutas de transporte público por autobús sobre el carril exclusivo de San Pedro (LM-PI-USVT-005-19). Recuperado de: https://www.lanamme.ucr.ac.cr/repositorio/handle/50625112500/1763?show=full

El papel del estudiante en la Gestión y Evaluación de la Red Vial Nacional de Costa Rica

Escrito por: Ing. Roy barrantes – Geog. Paul Vega
Unidad de Gestión y Evaluación de la Red Vial Nacional

Por más de 10 años el LanammeUCR ha realizado de forma ininterrumpida la gestión y evaluación de la Red Vial Nacional; mediante el uso de herramientas y equipos de última tecnología se obtienen los datos necesarios para calificar nuestra red de caminos.

Una herramienta demuestra su verdadera utilidad cuando está en manos de profesionales, el volumen de datos que puede ser obtenidos por medio de los equipos de laboratorio es tan grande e interesantes que incluso profesionales entrenados requieren del apoyo y colaboración de un grupo de personas que han sido sumamente importantes, nuestros asistentes.

El principal reto a la hora de trabajar con estudiantes de pregrado es lograr un equilibrio entre una eficiente ejecución de las labores y un trabajo que sea  interesante y que estimule en ellos el deseo de investigar, innovar y generar un valor agregado en los proyectos, sin duda, la formulación de estos proyectos debe ser tal que se obtengan productos de aplicación práctica y que todos y cada uno de ellos entiendan el rol que juegan dentro de los objetivos de las investigaciones y de las evaluaciones.

El trabajo que desarrollan los asistentes en el LanammeUCR constituye un importante elemento para el cumplimiento de las labores de la ley 8114, en la Unidad de Gestión y Evaluación de la Red Vial se han formado un total de 20 estudiantes que han culminado su formación profesional y que se incorporan como jóvenes ingenieros en el mercado laboral, llevando consigo conocimientos y experiencia en el uso de nuevas tecnologías y con un importante complemento a la formación académica de la Universidad de Costa Rica.

Por ley, el LanammeUCR cada dos años debe presentar el Informe de Evaluación de la Red Vial Nacional, en el cual se analizan más de cinco mil kilómetros de vías pavimentadas. Este trabajo consta de varias fases, en las cuales nuestros asistentes son de suma importancia. Como un primer paso, ellos llevan la información puntual obtenida por medio de las coordenadas de los sensores, a un nivel más especifico y de utilidad para los entes gubernamentales encargados de la toma de decisiones del Gobierno de Costa Rica, entre ellos el Ministerio de Obras Públicas y Transportes y el Consejo Nacional de Vialidad.

Esta pesada labor debe realizarse para el cálculo de tres indicadores, el Índice de Regularidad Superficial (IRI), las Pruebas de Fricción sobre la Superficie (GRP), y el Deflectómetro de Impacto (FWD), es gracias a la colaboración de los asistentes es posible tener los datos listos y ordenados mediante Sistemas de Información Geográfica y tablas electrónicas, para que un evaluador especialista pueda analizarlos y convertirlos en información confiable y precisa.

Pero el trabajo de los asistentes apenas comienza ahí, durante las evaluaciones específicas e investigación, especialmente cuando es necesario tomar mediciones en campo con sensores de alta tecnología como Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), el Escáner Laser (LiDAR) para topografía ultra fina, Equipo GPS de presión y equipos geotécnicos para el control de taludes, siempre es necesaria y bien recibida su colaboración.

Desde ayudar a transportar los equipos en sitios remotos hasta manipular aquellos equipos que la ley y las reglas institucionales lo permiten. Los datos recolectados en campo requieren de procedimientos exhaustivos para convertirlos nuevamente en información. Por ejemplo, los modelos y nubes de puntos obtenidos con los VANT y el LiDAR requieren que nuestros asistentes limpien las fotografías de objetos como vehículos son eliminados para que no metan ruido a los modelos 3D para topografía y volúmenes, en algunos modelos la cantidad de fotografías suele ser superior a mil y la cantidad de automóviles en cada foto puede ser bastante alta.

La relación de trabajo y aprendizaje en tecnologías de difícil acceso es de suma importancia para nuestros asistentes quienes además de salir graduados de la Universidad de Costa Rica, obtienen una valiosa experiencia que puede ser aplicada a lo largo de sus vidas profesionales al haber trabajado para el LanammeUCR. Algunos, incluso van más allá, desarrollando sus Proyectos Finales de graduación para obtener sus grados de ingeniería, licenciatura y maestría, aportando con su investigación a nuestro país y entidades gubernamentales.

Sin ninguna duda, la labor de los asistentes es un eje fundamental en la labor del LanammeUCR y es una muestra más de los valores institucionales de la Universidad de Costa Rica y del invaluable aporte que hace la educación pública en el desarrollo del país. El LanammeUCR quiere agradecer a todos aquellos estudiantes que se han unido como parte de los equipos de trabajo y que han contribuido con sacrificio y esfuerzo a cumplir las labores de la ley 8114.

¿Qué trabajo se realiza en los Laboratorios del Área de Transportes y Pavimentos?

Escrito por: Ing. Fabián Elizondo – Jefe de laboratorios del área de Transportes y Pavimentos.

Los Laboratorios del Área de Transportes y Pavimentos son laboratorios especializados en la caracterización y diseño de materiales utilizados para la construcción de carreteras, así como la evaluación de pavimentos ya construidos. Los Laboratorios brindan sus servicios enmarcados en los pilares de la Universidad de Costa Rica, como la docencia, acción social e Investigación.

Para cumplir con estos objetivos los laboratorios realizan servicios de ensayo, los cuales están vinculados con  una gran cantidad de actividades propias y relacionadas  con la institución , es así como el laboratorio apoya la docencia mediante la utilización de infraestructura para distintos cursos de laboratorio que la Universidad brinda y en proyectos de tesis de grado y post grado. Adicionalmente, como parte de actividades que por ley el LanammeUCR debe realizar, nuestros ensayos dan soporte a procesos de fiscalización y auditoría, evaluación de redes viales, capacitación a técnicos y profesionales, todo esto a nivel de la red vial nacional, así como a la cantonal. Por su parte los laboratorios apoyan en la realización de una gran cantidad de proyectos de investigación enfocados en el mejoramiento de los materiales utilizados. Además, de la implementación de nuevas tecnologías que finalmente son trasladadas a sector a través de la normativa nacional y cursos de capacitación para el sector. Finalmente, el laboratorio brinda sus servicios a empresas públicas y privas en cuyo caso tienen como objetivo poner a disposición del sector tecnologías para la caracterización y evaluación, mismas que  solamente tiene el laboratorio del LanammeUCR; al mismo tiempo que propiciamos una mejor valoración de los materiales y por consiguiente impactar positivamente en los proyectos de infraestructura vial. El Laboratorio del Área de Transportes y Pavimentos está dividido en cinco laboratorios, los cuales brindan servicios en una gran gama de materiales y ensayos con tecnologías de punta a nivel internacional, algunos de los servicios que brindamos son:

Evaluación de Pavimentos, el laboratorio cuenta con equipos para la evaluación estructural y funcional de pavimentos, con equipos como el Deflectómetro de Impacto (FWD), el Perfilómetro Láser (RSP-IRI) y el Griptester para Fricción. Estelaboratorio realiza cada dos años la evaluación de toda la red vial nacional y de redes viales municipales a través de convenios con gobiernos locales, además, participa en la evaluación de proyectos en construcción como parte de procesos de auditoría y fiscalización.

Fotografía tomada por Daniela Martínez

Caracterización de ligantes asfálticos, realizamos ensayos para la caracterización de asfaltos y emulsiones asfálticas, contamos con equipos convencionales y modernos con los cuales podemos diseñar y preparar asfaltos modificados y emulsiones asfálticas para distintos usos, así como su clasificación mediante las metodologías más modernas como lo es el Grado de Desempeño (PG). Con estos servicios realizamos una verificación de los productos asfálticos que se comercializan en el país periódicamente. Así mismo hemos desarrollado varios proyectos de investigación cuyo objetivo ha sido la implementación en el país de asfaltos modificados y emulsiones asfálticas, para distintos usos en mantenimiento, los cuales nos han permitido generar nueva normativa en el país y brindar cursos de capacitación al sector en estos temas.

Fotografía tomada por Daniela Martínez

Diseño y desempeño de mezclas asfálticas, durante muchos años el laboratorio se ha caracterizado por estar a la vanguardia en el diseño y evaluación de mezclas asfálticas, actualmente tenemos la capacidad de realizar diseños mediante la metodología Marshall y Superpave, así como una gran cantidad de ensayos para la caracterización dinámica de mezclas asfálticas en cuanto a su desempeño, implementando ensayos para la valoración de la deformación y daño por humedad mediante el equipo  Rueda de Hamburgo y Analizador de Pavimentos APA, la susceptibilidad al fisuramiento por fatiga mediante el equipo A Flexotracción, y la capacidad mecánica de mezclas asfálticas mediante el ensayo de Módulo Dinámico, entre otros ensayos. Estos ensayos han sido utilizados en diversos proyectos de investigación enfocados al mejoramiento de la vida útil de pavimentos que han dado pie a la actualización de la normativa nacional para este tipo de materiales, también se utilizan como parte de los procesos de auditoría técnica en el seguimiento y control del diseño y desempeño de mezclas asfálticas.

Fotografía tomada por Daniela Martínez.

Ensayos para la estabilización de materiales y técnicas de preservación, en esta área se concentran ensayos enfocados en dos tipos de usos, el primero la reutilización o mejoramiento de materiales mediante procedimientos de estabilización dentro de los cuales se pueden mencionar las emulsiones asfálticas, asfaltos espumados, cemento y cal, y aditivos químicos, entre otros, los cuales buscan mejorar las propiedades mecánicas de materiales granulares y suelos para lo cual se han implementado procedimientos de diseño y evaluación mecánica. Por otra parte, se han implementado una serie de ensayos para el diseño y evaluación de sellos asfálticos y microcapas, técnicas que se utilizan para el mantenimiento de pavimentos y de esta forma alargar la vida de los pavimentos. Mucho del trabajo que realizamos está enfocado en la investigación, a través  de la cual se han generado procedimientos y normativa para el uso de este tipo de técnicas en el país, las cuales en su mayoría no son aplicadas aún.

Fotografía tomada por Daniela Martínez.

Por último, se encuentran los ensayos realizados por el Laboratorio de pavimentos a escala natural, en este laboratorio como su nombre lo indica se realizan ensayos en estructuras de pavimento reales, las cuales son evaluadas en  pistas de ensayo ubicadas en nuestras instalaciones. En este laboratorio y utilizando una serie de instrumentación y equipos para la evaluación de pavimentos desde el punto de vista estructural y funcional podemos darle seguimiento a la evolución del deterioro de manera acelerada, de esta forma podemos corroborar como se correlacionan las propiedades de los materiales evaluados mediante ensayos realizados en otras áreas y el comportamiento que tendrían en una estructura real. El trabajo que se ha realizado en este laboratorio se ha enfocado en la generación de una guía de diseño estructural de pavimentos, la evaluación de las propiedades de los materiales y la influencia de variables que influyen en el desempeño de los pavimentos como lo son: las cargas de tránsito, la humedad, y la temperatura entre otros.

Foto de archivo

Como se mencionó en un inicio con la capacidad instalada en nuestros laboratorios, la cual nos posiciona como uno de los laboratorios mejor equipados del área, apoyamos actividades de fiscalización, auditoría, transferencia de tecnología, investigación y docencia, labores que son realizadas por la institución en procura de mejorar la calidad de vida de los ciudadanos de Costa Rica a través de productos enfocados en mejorar la infraestructura vial de nuestro país.

Laboratorio de Pavimentos a Escala Natural

Escrito por Ing. Edgar Camacho – Jefe de Laboratorio

Las condiciones de deterioro que comúnmente vemos en nuestras carreteras tienen asociados diversos factores, los cuales influyen de muchas formas en el comportamiento y vida útil de los pavimentos. Particularmente Costa Rica suma diversos factores que inciden en pavimentos con una gran cantidad de retos; entre los que podemos citar: suelos cohesivos en gran parte del país, niveles de lluvia y humedad elevados, alta densidad de carreteras, actividades productivas y de movimiento de cargas intensa, alto porcentaje de la población con acceso a vehículos, entre otros factores. Así mismo, es necesario mejorar los procedimientos de diseño, mejorar el conocimiento de las propiedades de los materiales, desarrollo e implementación de nuevos materiales; y cómo estos se correlacionan con las condiciones climáticas y de tránsito del país.

Todos estos elementos inciden en que la vida útil de los pavimentos, y el desempeño general de los mismos, se vean puestos a prueba con el paso de las cargas vehiculares. Ya que la gran cantidad de kilómetros con los que cuentan nuestras redes viales son considerados un patrimonio del país, un patrimonio al que le debemos invertir de forma sabia y técnica; para mantenerlo y ampliarlo según nos dictan los retos de que se presentan en el tiempo.

Cada año, estas inversiones ascienden a miles de millones de colones, en una labor tan necesaria como retadora. Cada proceso constructivo que se desarrolla en carretera está orientado a atender necesidades, y cada una de estas necesidades tiene un costarricense asociado.

Conscientes de la responsabilidad de brindar respuestas y soluciones al país, respecto al mejor uso de los recursos para construcción de los pavimentos, Costa Rica, luego de 10 años de haber iniciado el reto de desarrollar las capacidades para realizar ensayos de pavimentos a escala natural, se enfrenta mediante el LanammeUCR, al reto de iniciar la tercera etapa de dicho proceso.

La primera etapa incluyó el proceso de adquisición/fabricación del equipo especializado que hace posibles dichos ensayos, el Simulador de Vehículos Pesados (HVS); así como el desarrollo de instalaciones especializadas para albergar dicho equipo, brindando las condiciones requeridas para este importante programa de ensayos.

Particularmente la segunda etapa estuvo definida por los ensayos de la primera construcción de tramos experimentales, la cual inicia en la segunda mitad del año 2013 y durante un poco más de 5 años, proceso que marcó un hito en el ensayo acelerado de pavimentos en la región, generando muy buenos comentarios en la comunidad mundial especializada en este tipo de ensayos en cuanto a rendimiento, calidad y cantidad de resultados obtenidos. Superando los 10.5 millones de repeticiones de cargas, con más de 75.9 millones de ejes equivalentes aplicados a las estructuras en estudio. Centrando el desarrollo de la información a efecto del agua en los pavimentos, conocimiento del comportamiento de las estructuras, y la influencia de diversos componentes en el desempeño final de un pavimento.

La información generada en esta segunda etapa aún está en un proceso de análisis y estudio, pero se espera que permitirá el desarrollo de elementos clave para el diseño de pavimentos en Costa Rica.

Recientemente se ha definido al Laboratorio de Pavimentos a Escala Natural (LPEN), dentro de la estructura de los laboratorios, el cual se encargará de generar los insumos requeridos para las distintas actividades que el Lanamme realiza: investigación, docencia y acción social mediante la transferencia de tecnología y brindando servicios al sector. Así como las carreteras se constituyen en un valioso activo para el país, que nos permiten trasladarnos, mover mercancías y otros insumos; que resultan indispensables para la actividad social y económica; así mismo las capacidades desarrolladas por Costa Rica para el ensayo de pavimentos, son un valioso activo que será aprovechado para el desarrollo de información y conocimiento que mejore directamente la calidad de los pavimentos.

El poder identificar las formas de maximizar la vida útil de las estructuras de pavimento es un reto importante, el cual, con información técnica y herramientas generadas a través de este laboratorio y programas asociados, podemos asumir con mayor propiedad brindando soluciones con mayores expectativas de éxito.

El ensayo acelerado de pavimentos nos pone en perspectiva las condiciones reales que ofrecen los pavimentos en servicio, desde las virtudes hasta sus oportunidades de mejora. Para esto, el laboratorio cuenta con diferentes dimensiones de acción, donde la primaria es simular el paso de vehículos mediante el equipo denominado HVS.

La segunda área de acción es documentar la evolución de la condición de las estructuras de pavimento; particularmente como esta varía conforme avanza el deterioro de las estructuras. Y para esto se ha equipado al laboratorio con equipos de medición especializados.

Los pavimentos deben cumplir con dos aspectos fundamentales para brindar un servicio apropiado a los usuarios, el aspecto funcional y el aspecto estructural. Donde los aspectos funcionales están orientados a la seguridad y comodidad de los usuarios, y los aspectos estructurales están más asociados a la vida útil y durabilidad de los pavimentos, y en donde ambos se relacionan con los variables que se definen y cuantifican en los ensayos a escala natural de pavimentos.

Las capacidades que se han desarrollado en el LPEN permiten un panorama amplio respecto al comportamiento de las estructuras de pavimento en ambos aspectos. Particularmente respecto a cómo estas evolucionan y se comportan con la aplicación de cargas, condiciones climáticas (temperatura y humedad) y propiedades de materiales utilizados.

Los aspectos funcionales de los pavimentos suelen ser más evidentes de identificar en los pavimentos en servicio; principalmente porque se suelen ubicar en la superficie; algunas de estas condiciones son deformaciones permanentes, pérdida de fricción y algunas formas de agrietamiento.

Por ejemplo, en el LPEN las deformaciones permanentes son medidas por medio de sensores láser, los cuales generan una topografía tridimensional de la superficie, la evolución de esta deformación está asociada a la capacidad funcional de la estructura. Particularmente que las deformaciones sean seguras para el tránsito de los vehículos y eviten la acumulación de agua en carretera.

En el caso de las deformaciones instantáneas, las mismas son un elemento central en el análisis de las capacidades estructurales de un pavimento; inherentes principalmente a los pavimentos flexibles. La medición de este parámetro se realiza mediante un deflectómetro de superficie especializado (RSD), diseñado a la medida del equipo y con el cual se puede recolectar una gran cantidad y calidad de datos. Muchas son las opciones y posibilidades para el desarrollo de los ensayos acelerados de pavimentos, por lo que el LPEN está al servicio del país para atender las diferentes necesidades, particularmente para genera la información y los insumos necesarios en la creación de herramientas y modelos para mejorar la calidad de vida de los usuarios de los pavimentos.

¿Qué es esta vaina del PG en los asfaltos?

Ing. Rafael Ernesto Villegas Villegas
Unidad de Investigación en Infraestructura y Transporte LANAMME-Universidad de Costa Rica

-Buenos días ingeniero Gonzáles.

-Buenos días ingeniero Rodríguez, que dicha que lo veo, le quería hacer una pregunta.

-Para eso estamos mi amigo-comenta Rodríguez.

-Déjeme ver como se la hago, usted tiene más de veinte años de experiencia en asfaltos-Lo dice pensativo.

-Hágala como quiera, estamos en confianza-comenta Rodríguez.

– ¿Qué es esta vaina del PG en los asfaltos?, tengo casi cuarenta años trabajando en carreteras, he hecho mi trabajo de forma honesta y responsable dando lo mejor de mí, he hecho las cosas de la misma forma por años y me han dado buen resultado, por lo menos eso creo yo-Lo dice Gonzáles de forma un poco alterada.

– ¡No me cabe la menor duda de lo que me comentas! -En su mirada se nota convencimiento.

– ¡Ahora me salen con que ni la penetración, ni la viscosidad, ni muchos de los ensayos con los yo hacia el control de calidad y decidía sobre la compra de asfaltos, no me sirven de mucho! -Exclama Gonzáles con aires de desesperación.

-Mira, te invito a un café ahí hablaremos con calma-comenta Rodríguez.

Ambos se dirigen a un café cercano, toman asiento, ordenan y a continuación la conversación prosigue:

-Déjame hacerte una pregunta: ¿Qué factores han cambiado en nuestras carreteras? -Interroga pausadamente Rodríguez.

-Muy buena pregunta, el volumen de tráfico y las cargas han aumentado, pero déjame pensarlo mejor, ¡mmm… ah claro, la velocidad del tránsito!

-Exacto, ahora dime: ¿Cuáles son los deterioros más evidentes en nuestras carreteras? -Vuelve a preguntar Rodríguez.

-Un día de estos precisamente reflexionaba sobre eso, antes de los años noventa la deformación permanente era el deterioro más habitual, pero ahora es muy frecuente la piel de cocodrilo o fatiga y un deterioro que tiene que ver con la acción del agua en la formación de baches-Responde Gonzáles con seguridad.

-Ese último deterioro se llama daño por humedad, pero disculpa que vuelva a preguntar: ¿Cómo han evolucionado los controles de calidad en el tiempo y como les han hecho frente a estos daños que mencionas?

– Primero se normaron los asfaltos por penetración, luego vino la viscosidad, luego se hicieron mezclas de ensayos tomando en cuenta los anteriormente mencionados y otros como ductilidad y punto de ablandamiento. Pero antes de proseguir me queda una duda: ¿Por qué hay tanta piel de cocodrilo en las carreteras?

-El asfalto es el residuo de la destilación del petróleo, por tanto, en la búsqueda de extraer la mayor cantidad de combustible posible por volumen de petróleo, que es lo que les deja más dinero, se emplean procesos de refinación cada vez más rigurosos y por ende suscitan que la calidad del asfalto sea inferior. Lo anterior produce que los asfaltos contengan menos fracciones livianas y sean cada vez más rígidos-comenta Rodríguez.

– ¿O sea que la composición química de los asfaltos de ahora es diferente a la de antaño?

-Exactamente, pero volviendo al tema de los ensayos, eso que mencionabas de realizar mezclas entre ellos se ha hecho en virtud del cada vez más complejo desempeño de los asfaltos en carretera, producto del incremento en el tráfico y las cargas, además del cambio en la composición química y de las condiciones medioambientales.

Estos “cocteles de ensayos” como yo les llamo, tienen el problema de hacer incurrir en confusión de cual ensayo impera a la hora de decidir, pues muchas veces se pueden contradecir y esta situación se empeora en el análisis de asfaltos modificados-comenta Rodríguez.

-Señores acá está el café y los bocadillos-Comenta amablemente el mesero.

-Muchas gracias-Contestan ambos sonriendo.

-Para ir respondiendo a tu pregunta inicial sobre PG, quisiera hacerte otra pregunta, pero déjame aclararte que las hago porque tú tienes mucho conocimiento, lo que necesito es ayudarte a ordenarlo. Para fines prácticos y en un contexto funcional: ¿Qué es el asfalto y que características lo hacen tener un buen desempeño? -Pregunta enfáticamente Rodríguez.

– Desde el punto de vista práctico, de la forma en que me preguntas, el asfalto es un pegamento que mantiene unido los agregados pétreos, por otro lado, un buen asfalto debe tener la capacidad de deformarse cuando pasa la carga y recuperarse cuando esta cesa-Responde categóricamente Gonzáles.

-Excelente, lo tienes todo muy claro, me estás diciendo que para que un asfalto desempeñe bien debo considerar propiedades como el esfuerzo o carga, la deformación, la recuperación y la adherencia. ¿Qué otras cosas tengo que considerar?

– Déjame pensar… mmm… habíamos hablado antes que la velocidad de carga, las condiciones medioambientales, de las cuales rescato en este momento la temperatura y por otro lado la composición química-comenta Gonzáles.

– ¡Ves que sabes mucho más de lo que crees!, el asunto está en poder evaluar bajo esos parámetros y ese conocimiento, que es realmente lo que te brinda cada ensayo. A modo de ejemplo valoremos la penetración, dejando de lado por este momento la parte química: ¿Qué realmente me puede evaluar?

-No me da información sobre esfuerzo-deformación, se hace a 25°C, lo cual pudiese ser una temperatura muy diferente a la que va a estar expuesto el asfalto. Por otro lado, el ensayo tiene una alta tasa de corte y lo único que me refleja es consistencia-Contesta Gonzáles con confianza.

– ¡Excelente!, ese mismo ejercicio bajo los mismos parámetros lo deberías realizar con todos los ensayos-Reacciona emocionado Rodríguez.

– ¡Ya entiendo cuál es tu punto! -exclama Gonzáles.
Rodríguez hace una pausa para disfrutar de su café y prosigue:

-Durante los años 90, como resultado del Programa de Investigación Estratégica en Carreteras (SHRP por sus siglas en inglés), se dio un salto significativo en las metodologías de caracterización de ligantes asfálticos. Dicho estudio resultó en la metodología Superpave®, la cual fue altamente novedosa en términos de caracterización de ligantes asfálticos puesto que se incorporó el concepto de desempeño del ligante y el efecto de la temperatura en el mismo, algo que las metodologías previas de caracterización de asfaltos, como por ejemplo la penetración y la viscosidad no consideraban directamente.

-Lo de la temperatura me queda más o menos claro, significa que tengo que cerciorarme que el asfalto cumpla a la temperatura del proyecto, ¿Estoy en lo correcto?

-Si, pero debes tener claro que cuando hablas de temperatura del proyecto, estás hablando de la temperatura de la carpeta, la cual es muy diferente a la temperatura ambiente. En este contexto no sólo depende de la hora del día, también de un estudio de la temperatura máxima y mínima según la estación del año, lo ideal es tener datos históricos de temperaturas de la zona donde se va a realizar el proyecto.

– ¿Como obtengo los datos de temperatura máxima y mínima del proyecto? -Pregunta interesado González.

-Debes averiguar si las autoridades tienen mapas de PG, si no lo calculas relacionando la temperatura ambiente con la temperatura de pavimento mediante una ecuación, cualquier cosa yo te envío la información y te ayudo.

– Ok, te lo agradezco. ¿Pero a que te refieres con desempeño? -Comenta con gran interés Gonzáles.

-Me alegra que me preguntes, he de decirte que tres veces he utilizado esa palabra en nuestra conversación y hasta la última vez que fui enfático, la tomaste en cuenta.

Desde el punto de vista mecánico, el asfalto es un material que a temperaturas bajas se comporta casi como un sólido y a temperaturas altas se comporta casi como un líquido o material fluido, pero qué por lo general, a temperaturas intermedias, presenta un comportamiento viscoelástico, con un comportamiento entre sólido y líquido. Por tanto, un asfalto con mayor rigidez ofrece mayor resistencia a la deformación permanente, sin embargo, un asfalto con menor rigidez mejora la resistencia al daño por fatiga. Esto quiere decir que su comportamiento se rige por una mezcla entre la mecánica de sólidos y la mecánica de fluidos, haciéndolo más complejo de predecir por los métodos tradicionales de caracterización como grado de penetración y grado de viscosidad-Explica de forma tranquila Rodríguez.

Entre tanto se hace una pausa en la conversación, Gonzales pensativo viendo hacia la mesa, de un momento a otro levanta la cara y con aires de sorpresa exclama:

– ¡Entonces el comportamiento del asfalto es más complejo de lo que imaginé!, siento que he estado subestimando este material todo este tiempo… ¿Entonces bajo que parámetros se rige la normativa de asfaltos?

-Desde el punto de vista del desempeño mecánico, tal y como lo enseñaban los primeros cursos de mecánica, la especificación debe contemplar un esfuerzo o deformación controlada y cuantificada aplicada a la muestra, y por ende una respuesta cuantificada en el dominio del tiempo, temperatura, velocidad y frecuencia de carga, de no contar con estos requisitos mínimos estamos delante de una prueba empírica.

-Por favor explícate mejor!!!-Interviene de forma eufórica, pero con sumo interés Gonzáles.

-Es importante recalcar que indiferentemente del volumen de la compra, se requiere el cumplimiento de la especificación. Es indispensable especificar las características deseables del asfalto, según los requisitos de diseño del proyecto. Las especificaciones deben como mínimo contemplar: temperatura de servicio, nivel de tránsito, resistencia a la deformación permanente y al agrietamiento, incluyendo el proceso de la oxidación. El Grado de Desempeño o Grado PG por sus siglas en inglés, es el rango de temperaturas, máxima y mínima, entre las que un ligante asfáltico se desempeña satisfactoriamente bajo las condiciones mecánicas que anteriormente te mencioné.

Desde el punto de vista del comportamiento mecánico del material la reología es la herramienta que puede evaluar correctamente el desempeño del asfalto. Te reitero, el gran problema que se tiene en cuanto a las especificaciones es que muchas veces las utilizadas no capturan el comportamiento del material a cabalidad, son obsoletas y lo más complicado se hacen mezclas de especificaciones que no son consistentes entre sí y muchas veces se contradicen-comenta Rodríguez.

-Mi amigo explícame: ¿Que es la reología?

– Hace 20 años muy pocos tenían la oportunidad de manejar un reómetro, un buen amigo mío, mi maestro como lo considero, me dijo una frase que cambio mi ámbito profesional: “Quien domina la reología domina los asfaltos”, así comencé y aún no he terminado de aprender.

Mi madre era maestra y yo me crie en zona rural, un día cuando estaba empezando en esto de la reología de asfaltos, ella me preguntó:

¿Hijo que es lo que tú haces?
Yo con el pecho inflamado le respondo: “hago reología mamá”.

Entonces ella me preguntó emocionada:

¿Qué es la reología?

A lo cual yo respondí “Ciencia que estudia la deformación y el flujo de materiales bajo fuerzas externas en tiempos y condiciones definidas, en otras palabras, está muy relacionado a la forma en que disipan energía los materiales bajo esas condiciones”.

Mi madre inmediatamente cambió de tema, evidenciado que ni ella ni yo entendíamos nada de reología, puesto que en lo más mínimo le pude explicar.

Ambos rieron copiosamente por un instante. Luego de ello Rodríguez vuelve a tomar la palabra:

-Años después, en otra visita a mi madre, tomándonos un café, ella me pregunta:

¿Hijo que es lo que tú haces?
Yo con una actitud muy diferente le respondo: “hago reología mamá”.

Entonces ella me preguntó, con mirada de interés: ¿Qué es la reología?

Esta vez le respondí de forma muy diferente:

Mamá se que a ti toda la vida te han gustado los cosméticos, imagínate que estás en el Cerro de la Muerte a 5°C, tu piel está reseca y decides comprar una crema de manos. Imagínate que esa crema esta tan solidificada que no sale del envase, o si sale del envase, es sumamente áspera en tu piel, ¿La comprarías?

Ella me contestó: “Claro que no”.

Ahora imagínate que estás en Playa Sámara a 34°C y la crema tiene una consistencia acuosa, ¿La comprarías?

Ella por segunda vez responde: “Por supuesto que no”.

Mi trabajo con la reología es lograr que tu crema de manos tenga las propiedades de excelencia que tu deseas, tanto en el Cerro de la Muerte como en Sámara.

Mi madre se me queda viendo convencida y me dice: “es interesante lo que haces”. ¡Ese día me di cuenta de que yo empezaba a aprender! -comenta Rodríguez con aires de nostalgia.

En la cara de Gonzáles se nota la alegría de poder comprender fácilmente, por lo que de forma emocionada toma la palabra diciendo:

-Me queda claro con tu analogía, este concepto de Superpave® es una grandiosa forma de control de calidad para la compra de asfaltos.

-Mas que eso mi amigo, el gran aporte de Superpave® es que por primera vez incluye el concepto de que los asfaltos se pueden diseñar, introduciendo la ingeniería en los asfaltos, anteriormente supeditados al empirismo- Enfatiza Rodríguez con fuerte convencimiento.

-Es necesario que aprenda reología!!!, ¿Dónde lo puedo hacer? -Pregunta Gonzáles emocionado.

-Hay muchos lugares donde puedes aprender, personalmente yo trabajo en la universidad y ahí damos cursos de educación continua sobre el tema, basta con que veas la programación de cursos- comenta Rodríguez.

-Gracias amigo, de verdad muchas gracias por tu tiempo y por compartir tan desinteresadamente tu conocimiento, yo invito.

¡Caballero nos trae la cuenta! -exclama Gonzáles.

-Un gusto mi amigo, nos vemos pronto, el siguiente café lo invito yo- comenta Rodríguez.

Muros de mampostería en Costa Rica

Escrito por el ingeniero Diego Hidalgo – Coordinador del Laboratorio de Ingeniería Sísmica

Existe una gran variedad de materiales y sistemas constructivos disponibles en el país. Por muchos años, el uso de paredes con bloques huecos de concreto ha sido el sistema constructivo preferido en la industria costarricense, especialmente para estructuras de tamaño pequeño a mediano, como viviendas, comercios e industrias de poca envergadura.

El Código Sísmico de Costa Rica (CSCR), reconoce dos tipos principales de sistemas constructivos. En el primero, las paredes de mampostería no emplean columnas de concreto reforzado en sus extremos y el muro lleva refuerzo en forma de varillas, tanto horizontales como verticales, se le llama Mampostería Integral. El segundo, emplea marcos de concreto reforzado (vigas y columnas) para confinar paños de mampostería. En este caso, la mampostería no lleva refuerzo y posee un contacto con el marco en todo su perímetro , es decir, no está desligado del marco.

Por muchos años en Costa Rica, se ha empleado una mezcla de estos dos sistemas, lo que usualmente se llama mampostería a la tica, donde se emplean marcos de concreto y los muros de mampostería se refuerzan y se integran a dicho marco.

Figura 2. Muro de mampostería confinada reforzada.

La mayor dificultad de emplear dicho sistema constructivo, es que no es muy empleado en otros países, por lo que no se conocen realmente sus propiedades ni su comportamiento ante cargas extremas como los sismos. Costa Rica al ser un país de alto potencial sísmico, debe garantizar que las prácticas constructivas empleadas en la industria sean seguras y cumplan con requisitos mínimos deseados durante un sismo de alta intensidad.

Es aquí donde los encargados del redactar el CSCR, la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de Costa Rica, el Lanamme y el Laboratorio de Ingeniería Sísmica, proponen proyectos de investigación orientados a identificar las propiedades más relevantes de los muros de mampostería, en la forma en que se construyen usualmente, con el objetivo de que los resultados sean representativos de la realidad nacional. Existen muchas pruebas experimentales que se realizan periódicamente para comprobar calidad de materiales, como pruebas a los bloques, las varillas de refuerzo, el concreto de relleno o el mortero de pega, pero también se realizan, para ciertos proyectos de investigación, pruebas de muros a escala reducida o en tamaño real. Dichas pruebas son realizadas en el muro fuerte del Lanamme, donde se aplica una carga cíclica al muro (simulación del sismo) a una velocidad constante y relativamente baja.

En la actualidad se realiza una investigación financiada parcialmente por el CONICIT, que involucra a 4 estudiantes de grado y 4 de posgrado de la Licenciatura y Maestría en Ingeniería Civil. En dicho proyecto se está verificando el comportamiento de muros a escala natural con diferente geometría, para valorar el efecto de la longitud de los muros en su comportamiento ante sismos. Además, se realizan pruebas para cuantificar la eficiencia de dos sistemas de reparación, los cuales puedan ser utilizados de manera sencilla para el proceso de recuperación de estructuras, después de un evento sísmico importante. Los resultados obtenidos en este y otros proyectos de investigación son transferidos en gran medida a las normativas nacionales, que regulan tanto la calidad de los materiales como el diseño y construcción de estructuras, en aras de resguardar la seguridad de las personas, así como la inversión realizada por familias, estado y empresa privada.

APORTES DEL LANAMMEUCR EN LA MEJORA DE LA GESTIÓN DE LA RED VIAL CANTONAL DEL PAÍS

Autor: Ing. Lilly Xu Ye. Unidad de Gestión Municipal-PITRA                      

Correo: lilly.xu@ucr.ac.cr

La red vial cantonal (RVC) es esencial para el país, pues brinda accesibilidad y movilidad a la población, además de incentivar el desarrollo económico de las áreas rurales. La principal fortaleza que posee es su cobertura extensa y coherente con la distribución de la población. Sin embargo, su debilidad es la calidad deficiente que posee, ocasionado no solo por la falta de disponibilidad de recursos, sino por la falta de una gestión planificada sistemática (Xu, López, Allen, & Loría, 2019).

En el año 2001 entra en vigencia la Ley N°. 8114 de Simplificación y Eficiencia Tributaria, que le asigna a la Universidad de Costa Rica, mediante el LanammeUCR, la facultad de velar por la calidad y la eficiencia de la inversión pública destinada a conservar y desarrollar la red vial nacional (RVN) del país, En el año 2007, además, se incluyó a la red vial cantonal (Ley N.° 8603). Así, en el LanammeUCR, se crea la Unidad de Gestión Municipal (UGM), con el fin de cumplir las funciones definidas por Ley en las rutas cantonales, mediante convenios de cooperación técnica entre la Universidad de Costa Rica y las distintas Municipalidades.

La UGM se caracteriza por tener un funcionamiento dinámico y flexible, pues el trabajo se enfoca principalmente, en atender y adaptarse a las necesidades de las 82 municipalidades del país, conforme van surgiendo las solicitudes de las mismas; respondiendo de manera oportuna y eficiente. La filosofía de trabajo consiste en generar capacidades en las municipalidades, trabajar en conjunto y nunca sustituir a las unidades técnicas de gestión vial.

El enfoque de las labores de la UGM se da en dos niveles, uno es a nivel general, que consiste en actividades para llegar a la mayor cantidad de municipalidades. El otro, a nivel individual, se trabaja con cada municipalidad de forma más específica, atendiendo las necesidades puntuales de cada gobierno local. Todo con el objetivo común de modernizar y fortalecer la gestión vial municipal del país. En la Figura 1 se muestra las principales actividades que se realizan en cada nivel.

Figura 1. Enfoque de las labores de la UGM

La UGM atiende las solicitudes de las municipalidades relacionadas con la infraestructura vial cantonal, que va desde temas en caminos pavimentados como no pavimentados, hasta puentes, alcantarillas, drenajes, elementos de seguridad vial, entre otros. A continuación, se presentan las principales labores realizadas por la UGM:

  • Evaluación e inspección de la red vial cantonal asfaltada (RVCA)
  • Evaluación e inspección de la red vial cantonal en lastre (RVCL)
  • Inventario e inspección de puentes
  • Inventario e inspección de alcantarillas
  • Inventario e inspección del sistema de evacuación pluvial
  • Estimación del valor patrimonial vial
  • Asesorías Técnicas
  • Capacitaciones
  • Proyectos de investigación
  • Generación de guías y manuales
  • Sistemas de Información Geográfica y Bases de Datos
  • Proyectos especiales con otras instituciones del país

Figura 2. Fotografías de labores realizadas por la UGM

Logros obtenidos

La UGM ha logrado atender a 64 municipalidades, lo que representa el 78 % de los cantones del país. Se han tratado temas relacionados con asesorías y evaluaciones de la infraestructura vial cantonal, emitiendo un aproximado de 231 informes o notas de informes que sirven de insumo técnico a las municipalidades para la toma de decisiones relacionadas con la gestión vial.

Entre el año 2009 al 2019, se realizaron evaluaciones a la red vial cantonal asfaltada de 32 municipalidades, evaluando las principales rutas de los cantones, abarcando una longitud de 1 200 km. Entre las principales características evaluadas es la condición funcional y estructural del pavimento, en donde se obtiene una noción de la condición general de las rutas al momento de efectuarse la evaluación. Asimismo, para planificar adecuadamente la inversión en la infraestructura vial, es fundamental conocer las características del tránsito vehicular que circula por la red vial, tanto la cantidad como el tipo de vehículo, es por ello que se han realizado más de 850 conteos vehiculares. Adicionalmente, se han realizado cerca de 750 sondeos a cielo abierto, caracterizando la estructura del pavimento de las rutas evaluadas, en donde se determina el espesor y tipo de material que conforman las diferentes capas del pavimento, además de determinar la capacidad soportante y el tipo de material que conforma la subrasante.

Los resultados de las evaluaciones funcionan como insumo para caracterizar técnicamente las rutas asfaltadas, que permite la emisión de recomendaciones, y sirve como fundamento a las municipalidades para la toma de decisiones en la planificación y selección de alternativas oportunas de intervención. Además, todo lo anterior ha permitido a la UGM generar una amplia base de datos útiles para caracterizar la RVC del país.

La UGM, con la colaboración de múltiples municipalidades, ha logrado la inspección de 637 puentes en todo el país. Además, 28 cantones ya cuentan con un registro completo de sus puentes, tanto de inventario como diagnóstico de su condición, además, en otras 21 municipalidades se han realizado labores de inspecciones parciales. Un aporte valioso es que se capacita continuamente al personal municipal mediante inspecciones conjuntas o talleres y cursos, en donde poco a poco se está generando una formación y concientización de la prioridad del tema de los puentes en los procesos de gestión vial.

Desde el 2009 hasta la fecha se han impartido más de 70 talleres, cursos u otras actividades de capacitación a personal de diferentes municipalidades en el país, y se han publicado dos guías o manuales para mejorar labores de gestión vial de las municipalidades.

En la Figura 3 se presenta las municipalidades atendidas y un resumen de los datos mencionados previamente.

Figura 3. Resumen de los principales logros obtenidos en cuanto a asesorías y capacitación técnica a las municipalidades en los años 2009 al 2019.

En el 2014, el MOPT solicitó los servicios de consultoría al LanammeUCR para la ejecución del programa de capacitación denominado Técnico en Inspección de Obra Vial, en el marco del Primer Programa Red Vial Cantonal MOPT-BID (PRVC-I MOPT-BID), el cual fue coordinado por la UGM. Con el programa se logró capacitar a 230 personas en todo el país, desde asistentes de ingeniería e inspectores viales de las unidades encargadas de la gestión vial en las municipalidades, hasta personal de las direcciones regionales y sede central del MOPT. El trabajo se enfocó en brindarles conocimientos de la normativa técnica vigente, la importancia de la inspección vial y el desarrollo de procedimientos y herramientas para ejecutar las labores de inspección vial de manera adecuada (FUNDEVI-LanammeUCR, 2016).

Entre 2015-2017 la UGM brindó servicios de consultoría al PRVC-I MOPT-BID, para realizar actividades de capacitación y georreferenciación de la RVC. En el proyecto se logró la digitalización de aproximadamente 30 000 km de la RVC, abarcando un total de 49 cantones, lo que permite a las Municipalidades disponer de una capa digital de la RVC homogénea, de calidad y estandarizada, que sirve como instrumento básico en la gestión de la infraestructura vial, y que les permita tener entre otros insumos, una estimación real de la longitud de la red vial que administran.

Entre 2015-2017 la UGM también participó en un proyecto desarrollado en conjunto con la Escuela de Planificación y Promoción Social de la Universidad Nacional bajo el marco del PRVC-I MOPT-BID, en donde se brindó los “servicios de consultoría para realizar la formulación y propuesta de gestión de los Planes de Conservación, Desarrollo y Seguridad Vial Cantonal (PCDSVC), mediante un programa modular de acciones educativas y acompañamiento” en 40 Gobiernos Locales de Costa Rica. Se generó la “Guía para la Formulación y Seguimiento del Plan Vial Quinquenal de Conservación y Desarrollo (PVQCD)”, en donde se presenta los requerimientos, estrategias e indicadores para realizar la gestión vial municipal de manera eficiente y sostenible. Además, se implementó los procedimientos de esta guía con 40 municipalidades del país, en donde se les dio capacitación y asesoría para la elaboración de sus PVQCD.

Conclusiones

La UGM del LanammeUCR, actualmente tiene una influencia activa en la mejora de la gestión vial municipal en Costa Rica. El objetivo es seguir incursionando en nuevas áreas de conocimiento, por medio de una adaptación continua a las necesidades de las 82 municipalidades del país. Se busca modernizar la gestión de la infraestructura vial municipal, con el propósito de mejorar la eficiencia y calidad de la inversión pública, lo que se traduce además en un mayor desarrollo socioeconómico de las comunidades beneficiadas.

A través de los años se ha logrado avanzar en las líneas de trabajo relacionadas con brindar asesoría, acompañamiento y capacitación a las unidades encargadas de la gestión vial de las municipalidades, en donde se ha implementado la metodología básica de “aprender-haciendo”, obteniendo resultados positivos, en donde se les brinda herramientas e insumos técnicos que les permite planificar y atender oportunamente la RVC.

Se estima que todavía hay mucho camino por recorrer, pero se considera que ya se están dando los primeros pasos hacia una Gestión Vial Municipal planificada.

Las expectativas futuras son fortalecer relaciones y el trabajo con las Municipalidades, y que la UGM se mantenga como un referente nacional para la capacitación y asesoría técnica en el campo de la gestión vial municipal, respondiendo de una manera oportuna y eficiente; además, de continuar incursionando en nuevas áreas de investigación.

Referencias bibliográficas

FUNDEVI-LanammeUCR. (2016). Informe Final: Servicios de consultoría para la ejecución del programa de capacitación denominado Técnico en Inspección de Obra Vial. San José: Fundevi-LanammeUCR y MOPT.

Xu, L., López, S., Allen, J., & Loría, L. (2019). Desarrollo de la Gestión Vial Municipal en Costa Rica: Incidencia de Elementos Político – Técnicos. Revista Centroamericana de Administración Pública, 75.