UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD FACULTA D DE INGENIERÍA INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA
IMPLEMENTACIÓN IMPLEMENTACIÓN DE UN SIG PARA L A ADMINISTRACIÓN ADMINISTRACIÓN DE PAVIMENTOS PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS AEROPORTUARIOS A TRAVÉS DE LA L A APLICACIÓN A PLICACIÓN DE UN ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTOS PA VIMENTOS
VICTORIA ELENA VÁSQUEZ PALMA PABLO SERGIO CHAMORRO CASTILLO 2005
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD FACULTA D DE INGENIERÍA INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA
IMPLEMENTACIÓN IMPLEMENTACIÓN DE UN SIG PARA L A ADMINISTRACIÓN ADMINISTRACIÓN DE PAVIMENTOS PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS AEROPORTUARIOS A TRAVÉS DE LA L A APLICACIÓN A PLICACIÓN DE UN ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTOS PA VIMENTOS
“ TRABAJ TRAB AJO O DE TITULACION PRESENTADO PRESENTADO EN CONFORMID CONFORMIDAD AD A LOS L OS REQUISITOS PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO DE EJECUCION EN GEOMENSURA”
Profesor Prof esor Guía: VÍCTOR VÍCTOR HERRER HERRERA A GONZALEZ GONZALEZ
VICTORIA ELENA VÁSQUEZ PALMA PABLO SERGIO CHAMORRO CASTILLO 2005
A G R A DE C I M I E N T OS
Queremos dar las gracias a todas aquellas personas que de una u otra forma nos han colaborado para cumplir esta etapa, agradecemos a nuestros profesores por confiar en nosotros y creer en nuestro esfuerzo. A la Dirección Nacional de Aeropuertos del MOP, por permitirnos integrarnos integrarnos a sus labores y concluir nuestra nuestra etapa etapa de educación Universitaria, a la Sra. Sra. Pat P atrici ricia a Carm Carmona, ona, al Sr. J osé Cácer Cáceres, es, a la Sra. Sra. Iris Zuñiga, Zuñiga, y a todos todos los funcionarios en especial a nuestros jóvenes compañeros. A nuestros compañeros de Universidad, que con el tiempo se convirtieron en los mejores amigos, y a los amigos personales que una vez mas demostraron su afecto y comprensión. Y no pode odemos olvid olvidar ar de de agr agradec adece er a Dios Dios,, que ha sid sido el mas fie fiel y silencioso colaborador, en el cual depositamos nuestra fe y mediante él nos desarrollarnos como personas, con el único deseo de hacer una sociedad mas just justa, a, so sollidar idariia y frate aterna.
A mi Madre…. … por su apoyo incondicional, su esfuerzo único y por ser mí motivo de lucha. Gracias mamá, por tu infinita paciencia y tus oraciones silenciosas. Gracias Dios por escucharla… y hacer posible mi sueño…
Victoria
A mi Madre, Padre y Hermano…. Por confiar en mí y entregarme todo su apoyo necesario para seguir. A Dios que ha sido mi lámpara en la oscuridad Mi fuerza y compañía.
Pablo
RESUMEN Este Proyecto de título, se orienta principalmente en la importancia de contar con un Sistema de Información Geográfica, en la Dirección de Aeropuertos (DAP) del Ministerio de Obras Públicas, para la gestión y administración de los pavimentos aeroportuarios a través de la aplicación del método Pavement Condition Index (P.C.I.), la cual constituye una herramienta eficaz que permite optimizar y mejorar los recursos. El proceso de este trabajo se fundamentó en la incorporación de la información aeroportuaria generada por los P.C.I. en el programa MicroPaver , programa que determina la condición de los pavimentos, a un Sistema de Información Geográfica (SIG) que permita analizar los datos obtenidos para gestionar el trabajo de mantención y reposición de pavimentos. Para la implementación de este sistema se pretende realizar una metodología para una posterior aplicación a nivel nacional con los aeropuertos de la red principal, pero el resultado se evidenciará en una de las plataformas del Aeropuerto Internacional Arturo Merino Benítez (AMB). El producto final a obtener es un Sistema de Información Geográfica que permita incorporar la información aeroportuaria generada por los P.C.I. dentro de un sistema de información y análisis territorial, con la posibilidad de efectuar diferentes consultas y obtener respuestas visuales tanto en la base de datos de atributos como en la base de datos grafica, ampliándose a esto la posibilidad de obtener gráficos y mapas temáticos, teniendo así un manejo de la información de los pavimentos aeroportuarios con que cuenta la Dirección de Aeropuertos. Keywor ds: Aeropu erto, Pavimento , SIG, MicroPaver.
ABSTRACT
This paper is mainly aimed at the importance of having a Geographic Information System at the Airport Direction (DAP) of the Ministry of Public Works, for the management and administration of airport pavements through the application of the P.C.I. method (Pavement Condition Index), which is an effective tool that is capable of optimizing and improving resources. The process of this paper was based on the incorporation of airport information generated by P.C.I. in MicroPaver , software that determines the condition of pavements, into a Geographic Information System (GIS) that is able to analyze the data and manage the works of maintenance and replacement needed for pavements. For the introduction of this system, a methodology must be created for a later application on a national level with all the airports of the main network, but the results of this will be proved on one of the platforms of AMB (Arturo Merino Benítez International Airport). The final product to obtain is a Geographic Information System that can incorporate the airport information generated by the P.C.I. inside an information and analysis system, with the possibility of making different inquiries and obtaining visual answers not only on the attribute data base, but also in the graphic data base, and also to have the possibility of obtaining graphics and theme maps, handling the information of airport pavements that DAP currently has.
INDICE
CAPITUL O I INTRODUCCIÓN 1.1.
INTRODUCCIÓN ………………………...………….…………......................2
1.2.
ANTECEDENTES GENERALES………………………………..…………...3
1.2.1. FUNCIONES DE LA DIRECCIÓN DE AEROPUERTOS……….....3 1.2.2. UNIDADES REGIONALES……………………………….…………...4 1.2.3. COBERTURA AEROP ORTUARIA………………..………….……...5 1.3
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ………………………...……..…......9
1.3.1. ESTADO ACTUAL…………………………………………………….11 1.4.
HIPÓTESIS……………………………………………………………………12
1.5.
OBJETIVOS…………………………………………………………………..13
1.5.1. OBJ ETIVOS GENERALES…………………………….…….…..….13 1.5.2. OBJ ETIVOS ESPECÍFICOS………………………….……….…….13 1.6.
METODOLOGÍA DE TRABA JO ……………………………………………14
1.6.1. METODOLOGÍA
…………………………………………..………14
1.6.2. ESQUEMA DE TRABAJ O…………………………….……………..15
CAPIT UL O II FUNDAMENTOS TEÓRICOS DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS 2.1.
CONCEPTO DE SISTEMA DE GESTI ÓN DE PAVI ME NTOS.................17
2.2.
SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN DE PAVIMENTOS ……………..…….18
2.3.
ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTO (PCI) ………………………..19
2.4.
PROGRAMA MICROPAVER ……………………………………….…….…21
2.4.1. ORGANIZACIÓN DEL MICROPAVER…………………………..…23 2.4.2. CÁLCULO DEL PCI UTILIZANDO EL MICROPAVER………...…25 2.4.3. MODULO GIS…………………………………………………………28 2.5.
DEFINICIONES DE ELEMENTOS AEROPORTUARIOS …………….…29
2.5.1. CARACTERÍSTICAS
DEL AEROP UERTO INTERNACIONAL
AMB……………………………………………………………….……31 2.6.
METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN…………………………………….…35
2.6.1. DIVISIÓN DE LOS PAVIMENTOS…………………………….……35 2.6.2. DIVISIÓN DEL PAVIMENTO EN UNIDADES DE MUESTRA…...38 2.6.3. DETERMINACIÓN DE LA CANTIDAD DE UNIDADES DE MUESTRA A INSPECCIONAR……………………...………………39 2.7.
INSPECCIÓN EN TERRENO………………………………………….……41
2.8.
PRINCIPALES
DETERIOROS
EN
PAVIMENTOS
DE
AEROPUERTOS ……………………………………………………..………42
2.8.1. DETERIOROS EN PAVIMENTOS DE ASFALTO…………………43 2.8.2. DETERIOROS EN PAVIMENTOS DE HORMIGÓN…………..….55 2.9.
USO DE UN SISTEMA INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) EN UN SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN DE PAVIMENTOS ………………66
CAPITULO I II METODOLOGÍA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL SIG A LA GESTIÓN DE PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS 3.1
RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN ….…….........................................71
3.2
CAPTURA DE INFORMACIÓN………………………………….……........71
3.2.1 INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA……………………………..…..72 3.2.2 INFORMACIÓN DE PCI…………………………………..…………72 3.2.3 INFORMACIÓN DE FOTOGRAFÍA AÉREA…………………...…..75 3.3
BASE DE DATOS…………………………………………………….………76
3.3.1 BASE DE DATOS GRÁFICA…………………………………...……76 3.3.2 BASE DA DATOS DE ATRIBUTOS……………………………..…81 3.3.3 INTEGRACIÓN DE LA BASE DE DATOS GRÁFICA AL PROGRAMA MICROPAVER………………………….…………85 3.4
PROBLEMAS ASOCIADOS AL TRABAJ O…………………………..…..89
3.4.1 PROBLEMAS CARTOGRÁFICOS……………………………….…89 3.4.2 PROBLEMAS DE ORDENAMIENTO Y CENTRALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN……………………………………..……..…90 3.4.3 GEORREFERENCIACIÓN…………………………………….... …90
CAPIT ULO IV ANÁ LISIS DE LA IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS 4.1.
ANÁLISIS DE LAS BASES DE DATOS PROPORCIONADAS POR EL PROGRAMA MICROPAVER ………………………...………….………….92
4.1.1. ETAPA DE PRUEBA DEL SISTEMA …………...……………..…95 4.2. ADMINISTRACIÓN DE LOS PAVIMENTOS A NIVEL DE LOSAS DE UNA SECCIÓN…………………….…….…………………………..…….…96
4.2.1. BASE DE DATOS GENERADA……………………………………..98 4.2.2. SELECCIÓN A TRAVÉS DE CONSULTAS REALIZADAS AL SISTEMA………………………………………………….…………100 4.3 MAPAS TEMÁTICOS…………………..……………………………...…..….105
CAPITULO V ANÁLISIS Y CONCLUSIONES
5.1
ANÁLISIS………………………………...………….………………...........109
5.2
CONCLUSIONES………………………...…………………………..…..…113
5.3
RECOMENDACIONES…………………………………….…………….…116
BIBLIOGRAFÍA……………………….………………………………….…………118 ANEXO 1 ………………………………………………………....................………120 ANEXO 2 ………………………………………....................................................128
INDICE DE TABLAS
1.1
Red Aeroportuaria Pública a Nivel Nacional
2.1
Relación entre los valores del PCI, color asociado y el estado del pavimento.
3.1
Coberturas típicas en la cartografía aeroportuaria.
INDICE DE FIGURAS
2.1
Declinación de la condición del pavimento.
2.2
Carátula del software MicroPAVER®
2.3
Barra de herramientas MicroPaver 5.2.4
2.4
Ventana, Entrada de datos de MicroPaver
2.5
Icono GIS/Tree Sel
2.6
Croquis del Aeropuerto AMB.
2.7
Sección dividida en unidades de muestra; Losas de Hormigón
2.8
Unidades de Muestra a inspeccionar
3.1
Unidades de Muestra marcadas para inspección.
3.2
Zona de estudio.
3.3
Coberturas convertidas a formato Shape.
3.4
Programa MicroPaver apertura del proyecto AMB.
3.5
Ventana de Entrada de datos de MicroP aver.
3.6
Resultados de la Evaluación MicroPaver PCI
3.7
Asignación de la base de datos de MicroPaver a la Cartografía.
3.8
Resultado de la integración de las bases de datos, PCI resultantes.
3.9
Resultado de las secciones por tipo de superficie.
3.10 Resultado de las Proyecciones de los PCI. 4.1
Base de datos importada desde MicroP aver.
4.2
Vista y temas importados desde MicroP aver.
4.3
Etapa de prueba del sistema
4.4
Grilla de trabajo dividida en Unidades de Muestra.
4.5
División de las plataformas.
4.6
División por Unidad de Muestra
4.7
División por losa.
4.8
Registro correspondiente a la losa ubicada en la unidad de muestra3, fila3 columna 1
4.9
Losa seleccionada
4.10
Detalle de las características de la losa
4.11
Sistema de Consulta
4.12
Tabla de atributos
4.13
Vista, las Unidades de Muestra 05 y 10 No fueron Inspeccionadas
4.14
Tabla de datos con selección de losas que presentan grietas longitudinales.
4.15
Vista, selección de losas que presentan grietas longitudinales.
4.16
Vista, selección de losas que presentan grietas en bloque.
4.17
Vista, unión de ambos tipos de deterioros, concentrados en la Unidad de Muestra 08
4.18
Reposición de losas Proyectadas para el año 2006 según inspección de PCI 2005
INDICE DE DIAGRAMAS
1.1
Esquematización de la Metodología de Trabajo.
2.1
Deterioro Piel de Cocodrilo
2.2
Deterioro Grieta en Bloque
INDICE DE FOTOS
2.1
Deterioro Tipo 41 - Grietas Tipo Piel De Cocodrilo
2.2
Deterioro Tipo 43 - Grietas en Bloque
2.3
Deterioro Tipo 45 - Depresión
2.4
Deterioro Tipo 45
- Grietas de Reflexión de J unturas de
Pavimentos de Hormigón 2.5
Deterioro Tipo 48 - Grietas Longitudinales y Transversales
2.6
Deterioro Tipo 49 - Derrame de Aceites Solventes
2.7
Deterioro Tipo 50 - Bacheos
2.8
Deterioro Tipo 51 - Agregados Pulidos
2.9
Deterioro Tipo 52 - Erosión Superficial
2.10 Deterioro Tipo 55 - Grietas por Resbalamiento 2.11 Deterioro Tipo 56 - Hinchamiento 2.12 Deterioro Tipo 61 - Levantamiento de Losas por Dilatación 2.13 Deterioro Tipo 62 - Grietas de Esquina 2.14 Deterioro Tipo 63 - Grietas Longitudinales, Transversales y 2.15 Deterioro Tipo 65 - Daño al Sello de J unturas 2.16 Deterioro Tipo 66 - Parches Menores o Iguales que 0.5 M265 2.17 Deterioro Tipo 67 - Parches Mayores o Iguales que 0.5 M265 2.18 Deterioro Tipo 68 - Agujeros 2.19 Deterioro Tipo 70
-
Escamaduras, Grietas Tipo Mapeo y
Cuarteadoras 2.20 Deterioro Tipo 71 - Escalonamiento 2.21 Deterioro Tipo 72 - Grietas en Bloque 2.22 Deterioro Tipo 73 - Grietas De Retracción 2.23 Deterioro Tipo 74 - Astillamiento en J unturas 2.24 Deterioro Tipo 75 - Astillamiento de Esquina
INDICE DE MAPAS
3.1
Cartografía base con coberturas
4.1
Estado de los pavimentos según PCI 2005
4.2
Estado de los pavimentos Plataforma PL-1
CAPITULO I INTRODUCCIÓN
1.1. INTRODUCCIÓN Desde su creación la Dirección Nacional de Aeropuertos del Ministerio de Obras Públicas, ha enfocado su quehacer en cubrir las necesidades y demandas de la infraestructura aeroportuaria de uso público. El avance en materia de modernización de las instalaciones aeroportuarias, evidenciada durante la década de los noventa, permitirá que se reorienten los mecanismos de planificación para dar una mayor respuesta a las necesidades totales de la red de Aeropuertos de Chile, con el supuesto que la infraestructura debiera ir a la par de los nuevos terminales que proyectan una mayor demanda de tráfico, lo que determina multiplicar el seguimiento del estado de pistas, calles de carreteo y otras zonas y así, garantizar la seguridad de las operaciones. De esta manera, para manejar la gestión aeroportuaria se hace necesario la intervención de nuevas tecnologías, formas de trabajos y técnicas de información que permitan una manera organizada y planificada de tomar decisiones en especial, para la conservación y reparación de los pavimentos de los aeropuertos de la red principal de Chile, todo esto con el fin de gestionar en forma eficiente los recursos que destina el gobierno central para la mantención de la infraestructura aeroportuaria, prediciendo oportunamente la mantención de pavimentos de asfalto y hormigón ya que la reparación de estos mismo encarece los costos de una asignación presupuestaria a nivel nacional. El desafió de este trabajo de título, es localizar espacialmente, mediante un Sistema de Información Geográfica, datos geográficos de pistas de rodaje y plataformas de un aeropuerto para que en conjunto con otro software de gestión de pavimento, MicroPaver , constituya una herramienta para la gestión de los Índices de Condici ón de los Pavimentos (Pavement Conditi on Index PCI),
para así, planificar y gestionar los recursos estatales.
Capítulo I
3
1.2. ANTECEDENTES GENERALES
1.2.1. FUNCIONES DE LA DIRECCIÓN DE AEROPUERTOS
Las funciones de la Dirección de Aeropuertos están establecidas en el DFL Nº 850 de 1997 (que fija el texto refundido, coordinado y sistematizado de la Ley Nº15.840/64), que en síntesis son las siguientes: A proposición de la J unta de Aeronáutica Civil (J AC) le corresponde la realización del estudio, proyección, construcción, reparación y mejoramiento de los aeropuertos, comprendiéndose: pistas (canchas de aterrizaje y despegue, las calles de carreteo y las losas de estacionamiento), caminos de acceso, edificios, instalaciones eléctricas, sanitarias y en general, todas sus obras complementarias. La J AC tiene a cargo la dirección superior de la aviación civil del país, siendo el Director de Aeropuertos miembro permanente de ella. Le corresponde, asimismo, para dar cumplimiento a lo dispuesto en el Artículo Nº 3 del DFL MOP Nº 1.037, del año 1968, lo siguiente: ¾
Proponer al Ministro de Obras Públicas las expropiaciones a que haya lugar de acuerdo a los procedimientos legalmente establecidos.
¾
Ordenar las obras y construcciones correspondientes así como las adquisiciones que fueren necesarias. Es misión de la Dirección de Aeropuertos (DAP) contribuir al desarrollo
del transporte aéreo del país y cooperar en el mejoramiento de la calidad de vida de las poblaciones ubicadas en zonas apartadas de los grandes centros urbanos, mediante la planificación, diseño, construcción, conservación, Capítulo I
4
fiscalización y control de proyectos de infraestructura aeroportuaria nacional de uso público, de modo que las líneas aéreas, instituciones públicas y privadas, empresas, comunidades o pueblos aislados y pasajeros del transporte aéreo en general, puedan acceder a ella en forma regular y segura.
1.2.2. UNIDADES REGIONALES
Para cumplir con sus funciones, el Servicio cuenta con una estructura orgánica, centralizada y desconcentrada territorialmente, que distingue el Nivel Central y las Unidades Operativas Regionales denominadas "Direcciones Regionales". Éstas, se encuentran ubicadas en la capital regional respectiva como: Primera Región de Tarapacá; Segunda Región de Antofagasta; Tercera Región de Copiapó (creada en J ulio de 2001); Cuarta Región de Coquimbo; Octava Región del Bío-Bío (opera la VIII y IX regiones); Décima Región de Los Lagos; Undécima Región de Aysén del General Carlos Ibáñez del Campo; Duodécima Región de Magallanes y Antártica Chilena; Región Metropolitana que atiende, además las Regiones VI y VII. Además se debe incluir a la Quinta Región a través de la Isla de Pascua, que tiene la categoría de Dirección Regional. Las Unidades Regionales mejorarán el Programa de Pequeños Aeródromos
con el fin de lograr una mejor asignación de recursos a los
aeródromos ubicados en las zonas aisladas o apartadas de los grandes centros urbanos y en aquellas zonas donde se requiere hacer soberanía. Mejorar y mantener operativa la infraestructura aeroportuaria nacional de uso público. También optimizarán la administración y uso de los recursos públicos, mediante un mayor control de los procesos desarrollados al interior de la Dirección.
Capítulo I
5
1.2.3. COBERTURA AEROPORTUARIA
La Dirección de Aeropuertos, cubre a nivel nacional los aeropuertos y aeródromos necesarios para cumplir con la misión de la cual fue dispuesta, para ello divide en redes los aeropuertos, según categorías de importancia nacional. Red
Aeroportuaria
Principal
(Internacional) incluye los aeropuertos
considerados internacionales y constituyen el nexo entre nuestro país y el mundo. Red de Aeródromos Secundaria de Cobertura Nacional complementa la red
internacional y entre ambas permiten la comunicación aérea entre las principales ciudades del país, además es el eslabón que une los pequeños aeródromos dentro de una región. Red de Pequeños Aeródromos cumple principalmente una labor de tipo
social, conecta las localidades apartadas o aisladas del territorio, permitiendo el contacto entre las zonas rurales y urbanas, también en lugares donde se requiere hacer soberanía. (se considera sólo los aeródromos fiscales de uso público). A continuación se muestra la TABLA 1.1. de la Red Aeroportuaria a Nivel Nacional.
Capítulo I
6
TABLA 1.1 Red Aeroportuaria Pública a Nivel Nacional Red Principal (Internacionales) Chacalluta I Región Diego Aracena Cerro Moreno II Región
III Región
IV Región Mataveri V Región VI Región
VII Región Carriel Sur VIII Región
Capítulo I
Red Secundaria (Nacionales)
Red Pequeños Aeródromos
Ciudad Arica Iquique Cariquima Cariquima Antofagasta El Loa Calama Barriles Tocopilla Ollague Ollague Las Breas Tal Tal Sn Pedro San Pedro Atacama Atacama Desierto de Atacama Copiapó Chamonate Copiapó Caldera Caldera Chañaral Chañaral Vallenar Vallenar La Florida La Serena Pichidangui Pichidangui Tongoy Tongoy Tuqui Ovalle Isla de Pascua Isla Rob. Robinsón Crusoe Crusoe Santo Sto. Domingo Domingo Pichilemu Pichilemu San Fernando San Fernando El Boldo Cauquenes Municipalidad Linares Linares El Parron San J avier Panguilemo Talca Gral. Freire Curicó Concepción Bdo. O'higgins Chillán M° Dolores Los Ángeles Isla Mocha Isla Mocha Lequecahue Tirua Los pehuenches Lebu Isla Santa María Puerto Sur Maquehue Temuco
7
Los Confínes Traiguén Victoria Pucón Villa Portales
IX Región
El Tepual Pichoy Cañal Bajo Chaitén
X Región
XI Balmaceda Región
Capítulo I
Tte Vidal
Angol Traiguén Victoria Pucón Lonquimay Puerto Montt Valdivia Osorno Chaitén Alto Palena Palena Apiao Quinchao Ayacara Chaiten Butachauques Quemchi Chaitén Chaiten Cochamó Cochamo Contao Hualaihue Cucao 5º Chonchi El Frío Cochamo Futaleufú Futaleufu Hualaihué Hualaihue LLanada Grande Cochamo Peulla Puerto Varas Puelo Bajo Cochamo Pumalín Chaiten Pupelde Ancud Puqueldón Puqueldon Queilén Queilen Quellón Quellon Quemchi Quemchi Quenac Quinchao Río Negro Hualaihue Rolecha Hualaihue Segundo Corral Cochamo Talcán Chaiten Curaco De Velez Tolquién Paso El León Cochamo Coyhaique Coyhaique Cabo 1º J uan Román Aysén Cisnes- I. Caleta Andrade Huichas Cochrane Cochrane Chile Chico Chile Chico Entrada Baker Cochrane
8
Entrada Mayer Estancia Río Cisnes Fachinal La J unta Lago Verde Laguna Redonda Laguna San Rafael Melinka Puerto Cisnes Puerto Ing. Ibáñez Puerto R. Marín Río Bravo Río Murta Río Pascua Villa LaTapera Villa O'higgins Raúl Marín Pdte. Carlos Ibáñez del Campo Tte Gallardo Cap. Fuentes XII Gm. Zañartu Región Tte. March
RM
Capítulo I
Arturo Merino Benítez
O'higgins Lago Verde Chile Chico Cisnes Lago Verde O'higgins Aysen Guaitecas Cisnes Río Ibáñez Cisnes Tortel Puerto Ibáñez Tortel Lago Verde Lago O'higgins Los Cisnes Pta Arenas
Pampa Guanaco
Timaukel
San Sebastián
Porvenir Santiago
9
1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La Dirección de Aeropuertos del Ministerio de Obras Públicas, como institución pública debe proveer la infraestructura aeroportuaria necesaria para satisfacer los requerimientos de interconexión y transporte aéreo de nuestro país tanto al interior como fuera de éste, aportando al desarrollo social y económico de Chile. Para cumplir con este fin, la Dirección de Aeropuertos (DAP) se encuentra dividida administrativamente en Departamentos Orgánicos y Funcionales destinadas a las diferentes áreas de acción para implementar y ejecutar los diversos proyectos de inversión en infraestructura aeroportuaria. Uno de estos Departamentos corresponde al Departamento de Planificación, que tiene dentro de sus funciones: •
Ejecutar diagnósticos, análisis y tendencias de los modos de transporte nacional e internacional.
•
Ejecutar diagnósticos y análisis de las realidades regionales.
•
Contribuir a la formación de los planes y programas de necesidades de inversión.
•
Propender y estimular el trabajo en equipo.
•
Fomentar la creatividad e innovación tecnológica en temas asociados a la actividad aeroportuaria nacional.
Capítulo I
10
•
Proponer al Director Nacional de Aeropuertos las medidas e instrucciones tendientes a optimizar el uso de los recursos de inversión.
•
Colaborar y asesorar en materias propias de planificación a los responsables regionales y nivel central.
•
Evaluar el grado de cumplimiento de los planes y programas comprometidos por el Departamento de Planificación. Es en este Departamento, donde se realizan los diagnósticos de los
pavimentos aeroportuarios para su posterior conservación, mantención y respectiva reparación, esto se lleva a cabo con el programa computacional MIicroPaver la cual es una herramienta que permite gestionar eficientemente
los recursos para los fines del estado y calidad de los pavimentos. Es evidente que el programa MicroPaver es una ayuda para administrar los recursos dedicados a este ítem, pero esto no es suficiente, ya que existe la necesidad de implementar un módulo que trae este programa, este es el GIS o SIG que ayudará ayudará tam también bién a tener una referencia referencia cartográfica y de análisis para apoyar la gestión que debe realizar el Departamento de Planificación.
Capítulo I
11
1.3.1. ESTADO ACTUAL
Actualmente el Departamento de Planificación cuenta con un equipo de trabajo encargado de llevar a cabo el diagnóstico y seguimiento de los pavimentos en los aeropuertos, utilizando el método Índice de Condición de los Pavimentos o Pavement Condition Index (PCI) y ayudados por un
programa computacional llamado MicroPaver en su versión 4.2, el que se alimenta con los datos obtenidos en unidades métricas, informando el tipo de deterioro, cantidad y grado de severidad correspondiente, para que se calcule, grafique y grabe los PCI’s resultantes. La información de los PCI no se encuentra centralizada, y no existe un acceso rápido a esta información, los planos se encuentran incompletos y sin actualizar, también en muchos casos la topografía no es confiable. Paralelamente la información no responde a las necesidades de las Unidades Regionales ya que el resultado del programa MicroPaver no es difundido ni se vincula con un medio se comunicación que sea efectivo al momento de tomar decisiones con referencia a los pavimentos.
Capítulo I
12
1.4. HIPÓTESIS
Se pretende realizar la Implementación de un Sistema de Información Geográfica para la adm administración inistración de pavimen pavimentos tos aeroportuarios a través través de la aplicación del método PCI (Pavement Condition Index) procesándolo en la última versión del programa, MicroPaver 5.2.4, y proyectándolo a escala nacional. Para el desarrollo de este sistema, es base fundamental incorporar la información aeroportuaria generada por los PCI a un Sistema de Información Geográfica (SIG) que permita analizar los datos obtenidos para optimizar y mejorar el trabajo de mantención y reposición de pavimentos. Como primer objetivo, se deberá unificar en un sistema de referencia, la la cartografía, para eso se tomará un Aeropuerto de prueba que pertenezca a la red de aeropuertos nacionales e internacionales más importantes del país en este caso el Aeropuerto Arturo Merino Benítez. El producto final a obtener es un Sistema de Información Geográfica que permita incorporar la información aeroportuaria generada por los PCI dentro de un sistema de información y análisis territorial.
Capítulo I
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1.5. OBJETIVOS
1.5.1. OBJETIVOS GENERALES •
El Principal objetivo planteado es la incorporación de la información aeroportuaria generada por los PCI, en el programa Micro Paver 5.2.4, dentro de un sistema de información y análisis territorial en el Aeropuerto Internacional Arturo Merino Benítez
•
Desarrollar una herramienta que se complemente con otros programas de gestión aeroportuaria que contribuya a brindar apoyo en la planificación y análisis cartográfico de la situación de los pavimentos.
1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS •
Desarrollar un sistema de información del PCI, basada en mapas digitales, georreferenciados, que contemple la información básica del territorio geográfico.
•
Actualizar, ordenar y mejorar la información territorial, tanto planimétrica como altimétrica de la cartografía aeroportuaria.
•
Integrar la información cartográfica y bases de datos obtenidas del uso del método PCI a un Sistema de Información Geográfica.
Capítulo I
14
1.6. METODOLOGÍA DE TRABAJO
1.6.1. METODOLOGÍA
La metodología a utilizar, para el desarrollo adecuado del proyecto, con el fin de dar cumplimiento a los objetivos planteados es: 1. Recopilación de antecedentes preliminares: en esta etapa se realizará la búsqueda el ordenamiento, análisis y validación de los datos existentes y de toda la información necesaria que ayuden a cumplir con los objetivos de este proyecto. 2. Interiorizarse en la metodología de trabajo de la Dirección de Aeropuertos y el manejo de conceptos aeroportuarios, principalmente en las fases de un proyecto del área. 3. Estudio de la aplicación del programa de diagnóstico y seguimiento de pavimentos enfocado al método PCI. 4. Manejo del programa computacional de administración de pavimentos conocido como MicroPaver versión 5.2.4 5. Desarrollo de un programa de administración de pavimentos aeroportuarios, basado en un Sistema de Información Geográfica integrado con PAVER.
Capítulo I
15
1.6.2. ESQUEMA DE TRABAJO
Recopilación de antecedentes preliminares
Análisis y estudio de antecedentes y conceptos aeroportuarios
Ordenamiento de los datos
Planificación de tareas
Estudio y aplicación del método PCI
Estudio y manejo del Programa computacional MicroPaver 5.2.4
Generación de la Base de datos para la Implementación del SIG
Obtención del Sistema de Información Geográfica
Análisis, Conclusiones y Aportes de los Resultados obtenidos parta la DAP
DIAGRAMA 1.1 Esquematización de la Metodología de Trabajo.
Capítulo I
CAPITUL O II FUNDAMENTOS TEÓRICOS DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS
17
2.2. CONCEPTO DE SISTEMA DE GESTIÓN DE PAVIMENTOS
Un Sistema de Gestión de Pavimentos es el conjunto de operaciones que tiene como objetivo conservar por un período de tiempo las condiciones de seguridad, calidad de servicio y capacidad estructural adecuadas para la circulación de aeronaves, soportando las condiciones climáticas y del entorno de la zona donde se ubica el aeropuerto. Proporciona un método sistemático y consistente para seleccionar técnicas de mantenimiento y rehabilitación, determinar prioridades y la oportunidad para reparar, prediciendo la condición futura del pavimento. La Gestión de Pavimentos en los aeropuertos ha adquirido en la actualidad gran importancia, debido al enorme crecimiento que han experimentado éstos en su demanda, a los niveles de seguridad que deben presentar las pistas y zonas anexas a ellas, a los elevados montos de dinero asociados a su conservación, a las limitaciones de tiempo que existen para realizarlas y a las restricciones restricciones presupuestarias presupuestarias que se tienen. tienen. Debido a esto y a la inexistencia de un adecuado sistema sistema de prioriza priorización ción de necesidades de mantención, se tuvo que contar con un adecuado y certero sistema que pudiese cubrir todas estas necesidades.
Capítulo Capítulo II II
18
2.2. SISTEMA DE A DMINISTRACIÓN DE PAVIMENTOS PA VIMENTOS Un Sistema de Administración de Pavimentos (SAP) permite: a. Determinar Determinar la condición actual actual de los pavimentos. pavimentos. b. Contar con un método sistemático sistemático y consistent consistente e para seleccionar seleccionar los programas de mantenimiento y rehabilitación. c. Determinar el moment momento o óptimo óptimo de las aplica aplicacio ciones nes de mantenimiento mantenimiento y reparación. d. P redecir la condición futura futura de de los pavim pavimentos. entos. Si el mantenimiento es realizado durante las primeras etapas de la vida útil del pavimento, el costo total se reducirá y su vida útil aumentará. Gráficamente, se puede ver en la figura 2.1.
FIGURA 2.1 Declinación de la condición del pavimento.
Capítulo Capítulo II II
19
Para contar con un método sistemático en la administración de los pavimentos aeroportuarios, se desarrolló un Sistema de Gestión de Pavimentos llamado PAVER. Este método, permitió implementar un modelo de priorización de todos los aeropuertos, logrando de esa manera optimizar los escasos recursos que se tienen para su conservación. Para poder comparar el estado de un pavimento con otro, era necesario obtener un índice que permita reflejar su deterioro, el que estará determinado por la magnitud y severidad de cada tipo de falla. Ante esto, la Federal Aviation Administration Administration
(FAA) desarrolló el PCI (Pavement Condition Index , Índice de
Condición del Pavimento), que es un índice que permite caracterizar el estado de un pavimento independientemente de los tipos de fallas que presente. El Sistema PAVER, el cual será definido posteriormente, incorpora este índice a su programa, entregando al administrador de pavimentos un índice de la condición del pavimento y las necesidades de mantención y conservación que se deben aplicar a éste, a partir de la evaluación que se les realice y de las políticas de conservación que establezca el administrador.
2.3. ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTO (PCI) El índice PCI, fue creado por la FAA para la evaluación de pavimentos de aeropuertos con el objetivo de entregar un parámetro de comparación del estado de distintos pavimentos. El PC P CI esta basado en el resultado resultado de una inspección inspección visual en la cual se identifican el tipo de deterioro, su severidad y su cantidad.
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El PCI fue desarrollado para disponer un índice que mida la integridad estructural y la condición operacional de la superficie del pavimento. La información de los deterioros obtenida como parte de los PCI proporciona una luz de las causas del deterioro, y también si está relacionado a las cargas o al clima. El PCI es un valor entre 0 y 100, siendo el valor 100 la condición óptima, que nos muestra el estado de los pavimentos (Tabla 2.1), se basa en un análisis estadístico en que se combinan: •
Deterioros característicos especificados para los pavimentos de asfalto y hormigón.
•
Medición de la cantidad de deterioros característicos observada en terreno.
•
Grado de severidad de los deterioros característicos. Dichos análisis estadísticos están basados en gráficos desarrollados por la
FAA. Ver Anexo 1. TABLA 2.1
Relación entre los valores del PCI, color asociado y el estado del
pavimento.
Rango PCI %
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Color
Estado
0-10
Falla
11-25
Muy Malo
26-40
Malo
41-55
Regular
56-70
Bueno
71-85
Muy Bueno
86-100
Excelente
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2.4. PROGRAMA MICROPAVER El sistema de administración de pavimentos, basado en MicroPaver , fue desarrollado en lo años setenta por el Laboratorio de Investigación del Cuerpo de Construcción de Ingenieros de Estados Unidos. La investigación y desarrollo de sistemas de administración de pavimentos se inició a través de varias organizaciones y agencias, como US Air Force, US Army, US Navy, FAA, Federal Highway Administration (FHWA), and American Public Works Administration (APWA). El Cuerpo de Ingenieros del Ejército Norteamericano en conjunto con el Laboratorio de Investigación de Ingeniería y Construcción en Champaign, Illinois desarrolló el sistema denominado PAVER, para ser aplicado en programas de mantenimiento de pavimentos en las bases militares. En 1979, la fundación de investigación de la APWA comenzó una transferencia tecnológica con el esfuerzo cooperativo de 80 agencias de EE.UU. y Canadá para probar y evaluar el software. Esto resultó en modificaciones a PAVER, para ser usado en microcomputadores. Finalmente la denominación adoptada fue MicroPAVER®. Actualmente es usado en más de 600 ciudades, estados, aeropuertos y numerosas empresas consultoras, llegando a ser el sistema de administración de pavimento de mayor aplicación y difusión en Estados Unidos. MicroPAVER® usa la metodología de PCI para la evaluación de la
condición de los pavimentos.
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La versión actual del sistema de administración de pavimento MicroPAVER® es la versión 5.2.4, la cual opera en la plataforma de Windows,
ya sea, Windows 2000, Windows 2003 o Windows XP. El software puede operar en un ambiente de red, con el banco de datos o el software principal localizado en un servidor central. El núcleo de la base de datos del sistema de administración de pavimentos es Microsoft Acces 2000. El método de clasificación acerca de la condición o estado de los pavimentos en los aeropuertos, basado en el método PCI, fue estandarizado por la American Society for Testing and Materials (ASTM), a través de la norma D5340-98. El MicroPAVER® ,recientemente recibió la designación de norma ASTM D6433-99 haciéndolo el único Sistema de Administración de Pavimento (SAP) en recibir tal designación, y el único método de clasificación de pavimentos reconocido por clasificar pavimentos en camino y estacionamientos.
FIGURA 2.2 Carátula del software MicroPAVER®
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2.4.1. ORGANIZACIÓN DEL MICROPAVER
El MicroPaver 5.2.4 es un Sistema de Administración de Pavimentos (SAP) automático que usa los componentes de Microsoft Windows. Las interfaces permiten al usuario seguir los protocolos normales como en cualquier sistema Windows. La operación de PAVER se realiza a través de una barra, figura 2.3, que contiene nueve botones, los cuales se encuentran desplegados en la parte superior de la ventana principal, como se muestra en la figura 2.3.
FIGURA 2.3 Barra de herramientas MicroPaver 5.2.4
Los botones han sido dispuestos de tal forma de reflejar la secuencia lógica de la administración de pavimentos. El menú consta de los siguientes botones: 1. Inventario (INVENTORY) - Entrada de datos en el Inventario y resumen de mapas. 2. Trabajo (WORK ) – Requerimiento de trabajos y trabajos históricos.
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3. Inspección de PCI (PCI) - Entrada de datos de inspección para generar el PCI. 4. Informes (REPORTS) - Informes y resumen de mapas. 5. Modelo de Predicción (PRED. MODELING) - Construir Modelos de Predicción. 6. Análisis de la condición (COND. ANALYSIS) - Informe de Análisis de Condición. 7. Plan M&R (M&R PLAN) - Informe del Plan de Mantenimiento y Reparación. 8. (GIS / Tree Sel ) – Selección de Pavimentos utilizando SIG. 9. Selección (LIST SEL ) - Seleccionador de Pavimento. 10. Menú Visual (VISUAL MENU) - Menú detallado con todas las opciones del PAVER.
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2.4.2. CÁLCULO DEL PCI UTILIZANDO EL MICROPAVER
El PCI puede ser calculado en forma manual o través del software basado en el estudio del estado de los pavimentos realizado. MicroPaver calcula el PCI siguiendo el mismo algoritmo tal como si fuese
un cálculo manual, pero usando el banco de datos de MicroPaver y sus programas. El procedimiento de cálculo de PCI utiliza "valores deducidos" o "factores de peso" que varían entre 0 y 100, los cuales indican el impacto o influencia que cada daño tiene sobre una condición o estado del pavimento. Un "valor deducido" de 0 indica que un tipo de daño no tiene efecto sobre el estado del pavimento, mientras que un valor cercano a 100 indica que el daño es importante en la condición del pavimento. Los "valores deducidos" son determinados a partir de las curvas “valores deducidos estándares". Las curvas difieren de acuerdo al tipo de daño, severidad del daño y también si el material es asfalto u hormigón. Basado en la extensión del área afectada por el tipo de daño, un valor diferente es extrapolado para cada daño identificado en una unidad de muestra. El "valor deducido" es alto para daños generados por carga (por ejemplo, agrietamiento piel de cocodrilo) comparado con daños causados por temperatura o clima. El Diagrama 2.1 y 2.2 muestra las curvas de "valor deducido" para pavimento de asfalto para el tipo de daño “Agrietamiento Piel de Cocodrilo” y “Agrietamientos en Bloque”.
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DIAGRAMA 2.1 Deterioro Piel de Cocodrilo
DIAGRAMA 2.2 Deterioro Grieta en Bloque
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El PCI de la sección completa, es calculada promediando los PCI´s de todas las unidades de muestra. Cuando un pavimento es inspeccionado por este método, para obtener el PCI, MicroPaver extrapola los valores para la sección completa del pavimento. Las unidades de muestra deberían ser una representación fiel de la sección completa, y si existe alguna unidad que no es comparable con el resto de las secciones (debido al alto deterioro), esa muestra debería ser tomada como una unidad adicional. El cálculo manual del PCI para todas las unidades de muestra es un trabajo largo y tedioso. MicroPaver calcula el PCI una vez que la información de los daños ha sido ingresada, figura 2.4. El programa calcula automáticamente el PCI de cada unidad de muestra inspeccionada y determina un valor de PCI global para una sección así como la extrapolación de las cantidades de daños. El programa también determina el porcentaje de "valores deducidos" basado en mecanismo de daños (basado en la carga, clima, etc.).
FIGURA 2.4 Ventana, Entrada de datos de MicroPaver
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2.4.3. MODULO GIS
Las versiones anteriores de PAVER usaron la interfaz PAVERGIS. Sin embargo, en MicroPaver 5.2.4 , la herramienta GIS (SIG) está substancialmente mejorada porque viene integrada en el software facilitando su operación y empleo, figura 2.5. La herramienta GIS
Assignment
une los datos de PAVER
correspondiente a una sección individual de pavimento a la base de datos de un Sistema de Información Geográfica. La herramienta GIS Assignment proporciona una interfaz para crear, remover, o cambiar el "link" entre las secciones del pavimento y las características de los planos SIG. Esta herramienta reduce substancialmente el tiempo requerido para crear o cambiar el "link" entre el SIG y los datos del pavimento. Esta herramienta está diseñada para trabajar directamente con los mismos archivos ESRI que son usados por el sistema SIG en PAVER.
FIGURA 2.5 Icono GIS/Tree Sel
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2.5. DEFINICIONES DE ELEMENTOS AEROPORTUARIOS
A continuación de definen algunos elementos del ambiente aeroportuario y las características del Aeropuerto Arturo Merino Benítez. Aer ód rom o: Área definida de tierra o de agua (que incluye todas sus
especificaciones, instalaciones y equipos) destinada total o parcialmente a la llegada, salida y movimiento en superficie de aeronaves. Pista: Área rectangular definida en un aeródromo terrestre preparada para el
aterrizaje y el despegue de las aeronaves. Plataforma: Área definida, en un aeródromo terrestre, destinada a dar cabida a
las aeronaves para los fines de embarque o desembarque de pasajeros, correo o carga, abastecimiento de combustible, estacionamiento o mantenimiento. Umbral . Comienzo de la parte de pista utilizable para el aterrizaje. Calle de Rodaje: Vía definida en un aeródromo terrestre, establecida para el
rodaje de aeronaves y destinada a proporcionar enlace entre una y otra parte del Aeródromo, incluyendo: a) Calle de acceso al puesto de estacionamiento de aeronave. La parte de una plataforma designada como calle de rodaje y destinada a proporcionar acceso a los puestos de estacionamiento de aeronaves.
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b) Calle de rodaje en la plataforma. La parte de un sistema de calles de rodaje situada en una plataforma y destinada a proporcionar una vía para el rodaje a través de la plataforma.
c) Calle de salida rápida. Calle de rodaje que se une a una pista en un ángulo agudo y esta proyectada de modo que permita a los aviones que aterrizan virar a velocidades mayores que las que se logran en otras calles de rodaje de salida y logrando así que la pista este ocupada el mínimo de tiempo posible. Número de clasificación de pavimentos (PCN). Cifra que indica la resistencia
de un pavimento para utilizarlo sin restricciones Punto de referencia del aeródromo . Punto cuya situación geográfica designa
al aeródromo. Referencia geodésica: Conjunto mínimo de parámetros requerido para definir
la ubicación y orientación del sistema de referencia local con respecto al sistema/marco de referencia mundial
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2.5.1. CARACTERÍSTICAS DEL AEROPUERTO INTERNACIONAL ARTURO MERINO BENÍTEZ Ubicación:
El Aeropuerto Arturo Merino Benítez (AMB), principal aeropuerto internacional de la República de Chile, está ubicado al poniente del área urbana de Santiago, en la Comuna de Pudahuel. Las coordenadas geográficas del punto medio de la pista principal son: Latitud Sur
:
33° 23’ 7,76”
Latitud Oeste
:
70° 47’ 0,20”
La altura de la pista principal es de 476,709 msnm. (1554 pies), y su orientación es de 1°40’ al N-E. Al aeropuerto se accede desde el centro de Santiago, a través de la Avenida Libertador Bernardo O’higgins, siguiendo después el camino a Valparaíso (Ruta68) y posteriormente la Avenida Circunvalación Américo Vespucio. Pistas y Plataformas.
La pista principal esta construida de pavimento asfáltico, con una longitud de 3.840 m. y un ancho de 55 m. El espesor del pavimento es variable, siendo de 30,5 cm. en las zonas criticas y de 25,4 cm. en el resto, con una designación 17L – 35R. La pista de rodaje principal (calle de rodaje Alfa), con curvas de unión en sus extremos, es paralela a la pista principal; tiene aproximadamente
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3.200m de largo, 36m. de ancho y 45,5cm de espesor, luego del refuerzo efectuado (calle Alfa). La plataforma principal de estacionamiento de aviones, es de 220.000m², está adyacente al Edificio Terminal de Pasajeros. La sección típica de la plataforma, es un pavimento de 40 cm. de espesor en la zonas de movimiento de aviones y el resto de la superficie es de 20 cm. estas cuentan con una base granular de 35 cm. de espesor, relleno de pomacita de 60 cm. de espesor, colocada sobre el terreno de fundación escarificado y compactado en capas de 40 cm. de espesor. Existen 17 puentes de embarque para el acceso de los pasajeros a las aeronaves.
Figura 2.6 Croquis del Aeropuerto AMB.
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Edificio Terminal de Pasajeros.
El edificio existente, consta de cuatro niveles: 1. Llegada y recogida de equipaje. 2. Oficinas y Servicios. 3. Chequeo para embarque y entrega de equipaje. 4. Restaurantes. En las alas Poniente y Oriente, se dispone además de dos edificios para oficinas, salón VIP, salas cunas, salón de protocolo y servicios. Completando una superficie total aproximada de 33.800 m², en el cual se sirve tanto al movimiento nacional como internacional. Edificio de Aduana y Líneas Aéreas (Carga).
Existe un edificio que dispone de las facilidades de atención para la carga aérea, de aduanas y concesiones de terreno para las líneas aéreas que operan en el AMB. Facilidades Básicas.
El Aeropuerto posee todas las facilidades básicas que le permiten asegurar de las operaciones en el aire. Incluye luces de aproximación, sistema de ILS, indicador de aproximación de alcance visual y todos los elementos requeridos para la aproximación con precisión a una pista de aterrizaje y despegue de categoría I.
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Torre de Control.
La Cabina de Control Aéreo se eleva sobre un fuste de hormigón armado de 50 mts. y llega a una altura total de 60 mts., habiendo sido proyectada y calculada para soportar un sismo de gran magnitud. El bloque técnico, situado en la base de la Torre de Control, consiste en un edificio de tres niveles destinados a Servicios Aeronáuticos y Control de Tráfico Aéreo, y está comunicado con la torre a través de una pasarela de conexión. La Torre de Control está destinada al control del tráfico aéreo y terrestre. Desde este lugar también se da la información a los pilotos acerca de las condiciones meteorológicas y climáticas. Zona de Combustibles.
Es un área destinada a la ubicación de estanques de combustibles de aviación, aislada del resto de las instalaciones, cumpliendo la norma al respecto, que exige una separación mínima de otros edificios de 80 mts. y un acceso directo para los camiones de abastecimiento. Cuenta con una caseta de vigilancia, un área de oficinas y bodega, un cobertizo para proteger las unidades que se encuentran en reparación, garzas para cargar combustible, tanques para almacenamiento y tanques para el agua. Servicio s de Extinción de Incendios.
Esta área está destinada a la habilitación del servicio de extinción de incendios del aeropuerto y consta de un edificio para albergar los carros e combate al fuego, personal de bomberos, almacenamiento de materiales, salas de instrucción, etc.
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Consta de un patio de maniobras para equipos de salvamento conectado directamente con todas las áreas del aeropuerto y especialmente las pistas, mediante caminos directos, y un estacionamiento para vehículos para el personal que allí labora. Tiene como función básica dar seguridad y asistencia a las operaciones e instalaciones del aeropuerto en caso de un posible siniestro. Ac ces o Vial.
La conexión del aeropuerto con la ciudad de Santiago se realiza a través de un tramo concesionado para el transito vehicular, contando de dos pistas por sentido uniendo las instalaciones aeroportuarias con la Avenida Circunvalación Américo Vespucio, siendo mantenida y administrada en la actualidad por la concesionaria “Aerovías S.A.”, sociedad que construyó el acceso al aeropuerto.
2.6. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN
2.6.1. DIVISIÓN DE LOS PAVIMENTOS
La evaluación de los pavimentos se realiza a través de la inspección visual. La manera de inspeccionarlo depende del tipo de superficie que posean. Para todos los tipos de superficie se necesita subdividir la vía en tramos y éstos a su vez en sectores.
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Previo a la inspección visual se deben detallar una serie de pasos que servirán posteriormente para administrar esta condición en el programa MicroPaver 5.2.4
El primer paso para establecer el inventario de pavimentos es definir e identificar la red: RED: es un conjunto de pavimentos agrupados en forma lógica y que deben ser
administrados en forma conjunta. (Por ejemplo: cada uno de los aeropuertos) El segundo paso es efectuar una sectorización de los pavimentos en función de sus características operacionales, mecánicas y de diseño. Esto con el fin de incorporar al proceso la diferencia de comportamiento mecánico de las distintas zonas definidas, llamadas en adelante Ramas y Secciones. RAMA: Es aquella parte de la red que tiene un uso funcional bien definido. Por
ejemplo: pista, plataforma, calle de rodaje, calle de desahogo, etc.
SECCIÓN: Es la unidad de administración que esta dentro de una rama. Los
factores a tener presente para su definición son: la estructura del pavimento, tráfico, historia de construcción, estado del pavimento, etc. A continuación se definen algunas características de estas secciones: a)
Estructura del pavimento. La estructura del pavimento es uno de los criterios más importantes para
dividir una rama en secciones. La composición estructural (espesor y materiales) deberá ser consistente a lo largo de la sección. Debido a que la
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información sobre la estructura no se consigue fácilmente, deben buscarse los archivos de la construcción, si se tienen dudas respecto a éstos, cosa muy común, ya que a menudo son inapropiados, deberá verificarse tomando un número limitado de testigos para compararlos con lo dicho en los archivos. También se podrá llevar a cabo una serie de mediciones no destructivas, como medir las deflexiones del pavimento para recabar información sobre la uniformidad estructural del mismo. b)
Tráfico El volumen y las cargas del tráfico deberán ser consistentes dentro de
cada sección. Para los pavimentos de aeropuertos, la sección deberá considerar el efecto de la canalización del tráfico, en carreteras y calles la primera consideración será dada por el tráfico de los camiones. En los aeropuertos se dará importancia a la canalización del tráfico que se produce en la pista y en la plataforma. Por ejemplo una pista normalmente de 45 m de ancho se dividirá transversalmente en tres secciones debido a la canalización, en una sección de 20 m y dos de 12,5m. Debido a que el tráfico se concentra en la faja central. c)
Historia de construcción. Todos los pavimentos dentro de una sección deben tener una historia
consistente de construcción, por lo tanto deberá tenerse en cuenta el año en que fueron construidos, los contratistas, los materiales y técnicas constructivas que identifican las secciones. Se considerarán también los mantenimientos efectuados, de tal manera que aquellas zonas que han tenido reparaciones
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mayores, como un gran reemplazo de losas o bacheos se consideren como secciones separadas. d)
Drenajes y bermas. En el entendido que un sistema de drenaje y las bermas afectan el
comportamiento del pavimento, es recomendable considerarlo como un elemento para diferenciar una sección.
e)
Estado del pavimento. Después que cada sección haya sido inicialmente inspeccionada, el
estado del pavimento dentro de la sección puede ser usado para subdividirla, si la variación en la condición es significativa. La condición del pavimento es una variable significativa debido a que refleja mucho de los factores indicados anteriormente. Se tomarán en cuenta los cambios en el tipo de deterioro, cantidades, o causas que los provocan, para redefinir las secciones. Para determinar el PCI de una sección de pavimento, se divide la sección en unidades de inspección, llamadas unidades de muestra, se determina el número a inspeccionar y se identifica cuales inspeccionar.
2.6.2. DIVISIÓN DEL PAVIMENTO EN UNIDADES DE MUESTRA
Una unidad de muestra es una porción de pavimento convenientemente definida con el solo propósito de efectuar la inspección. En un aeropuerto las unidades de muestra se definen de un área de alrededor de 450 m2 en
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39
superficies asfálticas y de 20+/- 8 losas para pavimentos de hormigón (figura 2.7). Es recomendable ajustarse lo más posible a estas indicaciones para tener un valor preciso del indicador. Sin embargo cada caso se verá en particular pudiéndose ajustar ciertas unidades de muestra con áreas diferentes para cubrir toda la sección. Para cada sección se prepararán planos en donde se muestra el tamaño y la ubicación de las unidades de muestra, de tal manera que se puedan ubicar para futuras inspecciones. PL-1 PL-2
PL-3
FIGURA 2.7 Sección dividida en unidades de muestra; Losas de Hormigón
2.6.3. DETERMINACIÓN DE LA CANTIDAD DE UNIDADES DE MUESTRA A INSPECCIONAR
Por razones de escasez de tiempo y personal (para propósitos de planificación pero no de diseño, pues en el último caso se debe inspeccionar un 100% del pavimento), se puede inspeccionar una parte de las UM siguiendo un criterio estadístico de tener un nivel de confianza del 95% de los valores resultantes del PCI. Éstas son llamadas Unidades de Muestra a Inspeccionar (UMI). El número de UMIs es función de la dispersión de los valores de PCI individuales.
Capítulo II
40
Como la dispersión de valores del PCI se conocerá, sólo una vez efectuadas las mediciones, en forma preliminar se supone una desviación estándar de 10% para pavimentos flexibles y de 15% para pavimentos rígidos. Con ello se determina el número preliminar de UMI en cada sección mediante la fórmula: n =[ N*s2]/[(e2/4)(N-1)+s2] Donde: N = número total de unidades de muestras de la sección e= error aceptable en la estimación del PCI s = desviación estándar de los PCI entre las unidades de la sección. Una vez determinado el número de unidades de muestra a inspeccionar, se seleccionan cuales de éstas serán inspeccionarán, se recomienda que las unidades de muestra estén igualmente espaciadas a lo largo de la sección, y la primera debe elegirse al azar. Por ejemplo, si tenemos N =47, el total de unidades de muestra de la sección y n = 13, el número mínimo de unidades de muestra a inspeccionar, se determina el intervalo N/n=47/13=3,6, se adopta i = 3, y el inicio al azar cualquier unidad de muestra del 1 al 3, si se elige el 3 se inspeccionará la serie 3, 3+i, 3+2i, etc (figura 2.8). 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 .
.
.
.
.
45 46 47
FIGURA 2.8 Unidades de Muestra a inspeccionar
Los aeropuertos exigen un alto estándar de mantenimiento, mayor que en carreteras y calles, debido a que cualquier trozo desprendido del pavimento o de una juntura en mal estado puede dañar seriamente las hélices o turbinas
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41
de los aviones. Por esto en la parte central de la pista, donde se concentra el 95% del tráfico, no es irracional inspeccionar el 50% de las unidades de muestra, o aún la totalidad de ellas. En las fajas laterales de la pista, en los rodajes y plataformas entre un 20% al 25% puede ser suficiente.
2.9. INSPECCIÓN EN TERRENO Los procedimientos usados para inspeccionar varían de acuerdo a la superficie de pavimento: a)
Pavimentos asfálticos. Se incluyen los pavimentos asfálticos propiamente dichos, y los
recapados asfálticos sobre pavimentos de hormigón.
Equipo: Los inspectores necesitan un odómetro o huincha para medir la longitud
y áreas de los deterioros, una regla para medir la profundidad de los ahuellamientos o depresiones y el Manual de Deterioros.
Procedimiento: Una unidad de muestra es inspeccionada midiendo el tipo y la severidad
del deterioro de acuerdo al manual, se anotan los datos en la hoja de inspección o formulario (Anexo 2). Se deben seguir perfectamente las definiciones del manual cuando se inspecciona. Se usa un formulario para cada unidad de muestra. Los códigos de los deterioros
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corresponden a la
42
identificación usada por el sistema MicroPaver . Cada fila del formulario se usa para un tipo de deterioro y para un nivel de severidad.
b)
Pavimentos de Hormigón Equipo: Los inspectores necesitan un odómetro o huincha para medir el tamaño
de las losas, una regla para medir escalonamientos, y el manual de deterioros.
Procedimiento: La inspección se realiza anotando todos los deterioros encontrados en
cada losa, en la hoja de inspección correspondiente (Anexo 2)
2.10. PRINCIPALES
DETERIOROS
EN
PAVIMENTOS
DE
AEROPUERTOS Los pavimentos de aeropuertos, al igual que los pavimentos de vías urbanas e interurbanas se deterioran con el tiempo y el uso. Algunos de estos deterioros afectan por igual a carreteras y aeropuertos, otros por ejemplo se presentan exclusivamente en estos últimos. En los siguientes párrafos se darán a conocer los distintos tipos de deterioros que afectan a los pavimentos de aeropuertos, éstos han sido clasificados en dos grandes grupos, pavimentos de asfalto y de hormigón. Cada tipo de deterioro presenta un código único, correspondiente a un número, este código es indispensable para la inspección en terreno y para el proceso de obtener el PCI en el programa Paver.
Capítulo II
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2.8.1. DETERIOROS EN PAVIMENTOS DE ASFALTO Deterior o Tipo 41 - Grietas Tipo Piel de Cocodr ilo
Descripción: Se presentan como un conjunto de grietas interconectadas, causadas por fatiga de la carpeta asfáltica sometida a repetidas cargas de tráfico. El agrietamiento se inicia en la superficie inferior de la carpeta asfáltica, donde las tensiones por tracción son mayores bajo la carga de la rueda. El deterioro se propaga a la superficie superior, como una serie de grietas paralelas, que después de recibir repetidas cargas de tráfico, se conectan formando trozos poligonales de vivas aristas. Estos trozos, en conjunto, determinan una configuración similar a la piel de cocodrilo. Generalmente la longitud del mayor de los lados de estos trozos, es menor que 60cm. La piel de cocodrilo se produce sólo en áreas sometidas a repetidas cargas de tráfico, por ejemplo la trayectoria de una rueda. Por lo tanto, nunca se presentan abarcando un área completa, a menos que el área completa haya sido sometida a repetidas cargas de tráfico. Se considera a la Piel de Cocodrilo como un deterioro estructural de importancia.
FOTO 2.1 Deterioro Tipo 41 - Grietas Tipo Piel De Cocodrilo
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Deterior o Tipo 42 - Aflo ramiento de Asfalto
Descripción: Se presenta como una película de material bituminoso, sobre la superficie del pavimento. Se asemeja a una capa vidriosa y brillante, que generalmente es bastante pegajosa. El Afloramiento (o exudación) de Asfalto es causado por una excesiva cantidad de cemento asfáltico o alquitrán y/o por un bajo contenido de huecos de aire, en la mezcla. Se produce cuando, en condiciones de tiempo caluroso, el asfalto se expande, llena los huecos de aire de la mezcla y posteriormente aflora a la superficie del pavimento. Debido a que este proceso no es reversible bajo condiciones de tiempo frío, el asfalto o alquitrán queda acumulado sobre la superficie del pavimento.
Deterior o Tipo 43 - Grietas en Bloque
Descripción: Son grietas interconectadas que dividen el pavimento en bloques aproximadamente rectangulares. Las dimensiones de los bloques pueden variar desde 0.30x0.30 m hasta 3.00x3.00 m aproximadamente. Se originan principalmente por la contracción de la mezcla asfáltica y a los ciclos diarios de variación de temperatura, que conllevan a la contracción y expansión del pavimento. El deterioro no está asociado a las cargas solicitantes. La aparición de Grietas en Bloque generalmente indica que el asfalto se rigidizado significativamente. Normalmente se presentan sobre una gran área pavimentada, pero algunas veces aparecen solamente en áreas sin tráfico. Este deterioro difiere de la Piel de Cocodrilo (41) en que ésta se presenta en pequeños trozos poligonales con ángulos agudos y en zonas con tráfico.
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FOTO 2.2 Deterioro Tipo 43 - Grietas en Bloque
Deterioro Tipo 44 - Corrugamiento
Descripción: Es un ondulamiento de la superficie. Se presentan una serie de crestas y valles, en intervalos regulares normalmente menores que 1.50m, a lo largo del pavimento. Las crestas y valles son perpendiculares a la dirección del tráfico. Este deterioro es causado generalmente por la combinación de la acción del tráfico con un pavimento o base inestable.
Deterioro Tipo 45 - Depresiones
Descripción: Son áreas localizadas en la superficie del pavimento, cuyo nivel es ligeramente menor que el del pavimento adyacente. En muchos casos, las pequeñas Depresiones son perceptibles sólo después de una lluvia, donde el agua apozada forma "baños de pájaros", sin embargo también pueden ser
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apreciadas sin lluvias, por las manchas que dejan las pozas al secarse. Las Depresiones pueden ser causadas por asentamiento del suelo de fundación o pueden haber quedado como resultado del proceso de construcción. Las Depresiones causan asperezas, y llenas de agua con suficiente profundidad, pueden producir hidroplaneo al avión.
FOTO 2.3 Deterioro Tipo 45 - Depresión
Deterior o Tipo 46 - Erosió n por Chorro de Jet
Descripción: Se distingue por la presencia de áreas oscurecidas en la superficie del pavimento, donde el ligante asfáltico ha sido quemado o carbonizado. Las áreas afectadas pueden variar su profundidad de deterioro, llegando a alcanzar hasta 13mm.
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Deterior o Tipo 47 - Grietas de Reflexión de Junturas de Pavimentos de Hormigón
Descripción: Este deterioro se presenta sólo en pavimentos asfálticos construidos sobre un pavimento de hormigón hidráulico. Esta categoría excluye a todas las grietas de reflexión provenientes de otro tipo de base (p. ej.: base estabilizada con cemento, suelo cemento, etc.). Se registra como grietas longitudinales y transversales. Se origina principalmente por movimientos de las losas de hormigón bajo el concreto asfáltico, causados por los cambios térmicos y de humedad. Aunque no está relacionado con las cargas solicitantes, las cargas de tráfico pueden causar la rotura del concreto asfáltico cerca de la grieta, produciendo desconche, es decir el pavimento se fragmenta a lo largo de la grieta. El conocer las dimensiones de las losas bajo el pavimento asfáltico, ayuda a identificar las grietas. Este deterioro se registra como grietas longitudinales y transversales.
FOTO 2.4 Deterioro Tipo 45 - Grietas de Reflexión de J unturas de Pavimentos de
Hormigón
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Deterioro Tipo 48 - Grietas Longitudinales y Transversales
Descripción: Las grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento. Pueden ser causadas por: a) Una juntura longitudinal del pavimento asfáltico mal construida. b) Por contracción del cemento asfáltico, debido a bajas temperaturas o endurecimiento (rigidización) del asfalto. c) Por reflexión de grietas de capas subyacentes, incluidas las grietas de losas de hormigón, que no sean las junturas. Las grietas transversales se extienden a través del pavimento, en dirección aproximadamente perpendicular al eje de éste. Pueden ser causadas por las razones indicadas en b) o en c) de más arriba. Este tipo de grietas generalmente no están asociadas a las cargas. Si el perímetro a lo largo de una grieta está fragmentado, se dice que ésta se encuentra desconchada o astillada.
FOTO 2.5 Deterioro Tipo 48 - Grietas Longitudinales y Transversales
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Deterior o Tipo 49 - Derrame de Aceites Solventes
Descripción: Es el deterioro o reblandecimiento de la superficie del pavimento, causado por el derrame de combustibles, aceites u otro solvente.
FOTO 2.6 Deterioro Tipo 49 - Derrame de Aceites Solventes
Deterioro Tipo 50 - Bacheos
Descripción: Son sectores en los cuales se ha reemplazado la carpeta existente por otro material. Un bacheo es considerado un defecto, independientemente de lo bien que se esté comportando.
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FOTO 2.7 Deterioro Tipo 50 - Bacheos
Deterioro Tipo 51 - Agregados Pulidos
Descripción: El pulido de los agregados es causado por repetidas aplicaciones de tráfico. Los agregados pulidos se advierten mediante una observación cuidadosa del pavimento, que revela que una porción de agregados de la superficie es de tamaño muy pequeño o no tiene suficiente rugosidad o partículas angulares para dar una buena fricción. También se detecta este deterioro, cuando el valor que resulta de haber aplicado el test, que mide la fricción, es muy bajo o ha descendido significativamente respecto de ensayos anteriores.
Capítulo II
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FOTO 2.8 Deterioro Tipo 51 - Agregados Pulidos
Deterioro Tipo 52 - Erosión Superficial
Descripción: Es el desgaste del pavimento causado por el desprendimiento de partículas de agregado y pérdida de asfalto. Puede estar indicando que el ligante asfáltico se ha rigidizado (oxidado) significativamente.
FOTO 2.9 Deterioro Tipo 52 - Erosión Superficial
Capítulo II
52
Deterioro Tipo 53 - Ahuellamiento
Descripción: El Ahuellamiento es una depresión del pavimento en la trayectoria de la rueda. El levantamiento del pavimento puede producirse a lo largo de los lados de la huella, sin embargo, en muchos casos los Ahuellamientos sólo son perceptibles después de las lluvias, donde la trayectoria de la rueda se llena con agua. El Ahuellamiento produce una deformación permanente en cualquiera de las capas del pavimento o subrasante. Generalmente es causado por consolidación o movimiento lateral de los materiales, debido a las cargas de tráfico. Un Ahuelamiento acentuado, puede llevar al pavimento a una falla estructural mayor.
Deterior o Tipo 54 - Levantamiento en Unión de Pavimentos Asfálticos por Empuje de Pavimento de Hormigón (Shoving)
Descripción: Los pavimentos de hormigón, ocasionalmente, "aumentan" su longitud en la unión con los pavimentos flexibles. Este "crecimiento" empuja al pavimento asfáltico, causándole hinchamiento y grietas. El "crecimiento" del pavimento rígido es causado por la apertura gradual de sus junturas, a medida de que éstas se van llenando de material incompresible que impide el cierre.
Capítulo II
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Deterior o Tipo 55 - Grietas por Resbalamiento
Descripción: Estas grietas tienen la forma de media luna, con sus extremos orientados hacia fuera y en contra de la dirección del tráfico. Se producen cuando el frenado o giro de las ruedas, desliza y deforma el pavimento asfáltico. Esto ocurre generalmente en carpetas de baja estabilidad o con liga muy pobre entre la superficie de rodado y la capa inferior.
FOTO 2.10 Deterioro Tipo 55 - Grietas por Resbalamiento
Deterioro Tipo 56 - Hinchamiento
Descripción: El Hinchamiento se caracteriza por presentar un levantamiento de la superficie del pavimento. Puede ocurrir puntualmente sobre una pequeña superficie, o como una onda gradual más larga. En ambos casos pueden presentarse grietas superficiales. El Hinchamiento generalmente es causado por la acción del congelamiento en la subbase o por expansión del suelo, aunque también pueden observarse pequeños Hinchamientos en los recapados
Capítulo II
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asfálticos sobre pavimentos rígidos, como consecuencia de levantamientos de losas por dilatación (61).
FOTO 2.11 Deterioro Tipo 56 - Hinchamiento
Capítulo II
55
2.8.2. DETERIOROS EN PAVIMENTOS DE HORMIGÓN
Deterior o Tipo 61 - Levantamiento de Losas por Dilatación (Blow Up)
Descripción: Este deterioro se produce, en tiempo caluroso, usualmente en una grieta transversal o en una juntura que no es lo suficientemente ancha como para permitir la expansión del hormigón. El ancho insuficiente de la juntura se produce generalmente por acumulación de material incompresible dentro del espacio de ésta. Cuando la expansión no se puede desarrollar libremente, se produce un movimiento ascendente de los bordes de la losa, con daño en la cercanía de la juntura. Este deterioro también se puede presentar en los cortes ejecutados para pasar ductos y/o sumideros de drenajes. Los Levantamientos de Losas por Dilatación casi siempre son reparados en forma inmediata, debido al alto riesgo que ellos significan para las aeronaves.
FOTO 2.12 Deterioro Tipo 61 - Levantamiento de Losas por Dilatación
Capítulo II
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Deterior o Tipo 62 - Grietas de Esquin a
Descripción: Es una grieta que intercepta los bordes encontrados de una losa, a una distancia menor o igual a la mitad de la longitud de cada borde, medidos desde la esquina de la losa. Por ejemplo, si una losa de dimensiones 7,5 x 7,5 m presenta una grieta que intercepta uno de los bordes a 1,5 m, medidos desde la esquina de la losa, e intercepta al otro borde a 5,1 m medidos desde la misma esquina, no se tratará de una Grieta de Esquina sino que de una grieta diagonal. Sin embargo, una grieta que intercepta a 2,1 m en un lado y a 3,0 m en el otro, deberá ser considerada una Grieta de Esquina. La Grieta de Esquina difiere de un astillamiento de esquina en que la grieta atraviesa verticalmente todo el espesor de la losa, mientras que un astillamiento de esquina intercepta a las junturas en ángulo. Las repeticiones de carga, combinadas con pérdidas de soporte y tensiones de alabeo, son normalmente las causantes de las Grietas de Esquina.
FOTO 2.13 Deterioro Tipo 62 - Grietas de Esquina
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Deterior o Tipo 63 - Grietas Longitudin ales, Transversales y Diagonales
Descripción: Estas grietas dividen las losas en dos o tres sectores. Normalmente son causadas por interacción de cargas repetidas, tensiones de alabeo y tensiones de fraguado. Las grietas de baja severidad generalmente están asociadas al alabeo o retracción, y no son consideradas deterioros estructurales de importancia.
FOTO 2.14 Deterioro Tipo 63 - Grietas Longitudinales, Transversales y Diagonales
Deterior o Tipo 64 - Grietas Tipo "D"
Descripción: Son causadas por la incapacidad del hormigón para soportar factores ambientales, tales como ciclos hielo - deshielo. Generalmente se presentan como una configuración de grietas paralelas a la juntura de la losa o a una grieta lineal y se acompañan de una coloración oscura a su alrededor. Este tipo
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de deterioro puede eventualmente conducir a la desintegración del hormigón a una distancia alrededor de 30 a 60 cm de los bordes de la juntura o de la grieta.
Deterior o Tipo 65 - Daño al Sello de Junturas
Descripción: Se define como cualquier condición capaz de permitir que partículas de suelo o piedras se acumulen en las junturas, o que permita una infiltración significativa de agua. La acumulación de material incompresible impide la expansión de la losa y puede provocar su levantamiento, fragmentación o rotura. Un sello flexible, bien adherido a los bordes de la losa, protege las junturas de la acumulación de partículas y además impide la filtración de agua hacia abajo con el consecuente ablandamiento de la base de fundación de la losa.
FOTO 2.15 Deterioro Tipo 65 - Daño al Sello de J unturas
Capítulo II
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Deterior o Tipo 66 - Parch es Menores o Iguales que 0.5 M2
Descripción: Un parche es un área donde el pavimento original ha sido removido y reemplazado por un material de relleno. Para la evaluación de su condición, los parches se dividen en dos tipos: pequeños (menores que 0.5 m2) y grandes (mayores o y iguales que 0.5 m2). Aquí se describen los parches pequeños.
FOTO 2.16 Deterioro Tipo 66 - Parches Menores o Iguales que 0.5 M265
Capítulo II
60
Deterior Deterior o Tipo 66 - Parch Parches es Mayores Mayores o Iguales que 0.5 0.5 M2
Descripción: Al igual que el anterior un parche es un área donde el pavimento original ha sido removido y reemplazado por un material de relleno. El parche es de un área mayor que 0.5 m2. Se incluyen los cortes ejecutados para pasar ductos.
Deterioro Tipo 67 - P arches Mayores Mayores o Iguales que que 0.5 M265 FOTO 2.17 Deterioro
Deterioro Tipo 68 - Agujeros
Descripción: Son pequeñas partes del pavimento que se desprenden de la superficie del pavimento, debido al efecto hielo-deshielo en combinación con agregados expansivos. Sus dimensiones normalmente se presentan en un rango desde 2,5 a 10,0 cm de diámetro y desde 1 a 5 cm de profundidad.
Capítulo Capítulo II II
61
FOTO 2.18 Deterioro Tipo 68 - Agujeros
Deterioro Tipo 69 - Bombeo
Descripción: El bombeo es la expulsión de material arrastrado por el agua, a través de las junturas o grietas causadas por la deflexión de la losa bajo la acción de cargas pesadas. Cuando el agua es expulsada, ésta transporta partículas de las capas inferiores, produciendo una pérdida de soporte progresiva del pavimento. La superficie manchada o la presencia de muestras de material de la base o de la sub-base cerca de las junturas, son evidencias del bombeo. El bombeo cerca de las junturas es señal de mala calidad del sello y de pérdida de soporte, defectos que pueden llevar al agrietamiento de la losa por cargas repetidas.
Deterior Deterior o Tipo 70 70 - Escamaduras, Grietas Grietas Tipo Mapeo Mapeo y Cuarteaduras Cuarteaduras
Descripción: Las grietas tipo mapeo o cuarteaduras determinan una red de grietas finas o fisuras, que se extienden solamente por la parte superior de la superficie del hormigón. Este tipo de grietas tienden a interceptarse en ángulos de 120º. Generalmente son causadas por excesivo manipuleo (en la terminación) del
Capítulo Capítulo II II
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hormigón y pueden conducir a la formación de escamaduras en la superficie de la losa. Este deterioro, normalmente, se presenta por toda la losa y no sólo en las junturas y grietas longitudinales o transversales, donde generalmente se presentan las Grietas tipo D (64).
FOTO 2.19 Deterioro Tipo 70 - E scamaduras, Grietas Grietas Tipo Mapeo y Cuarteaduras uarteaduras
Deterioro Tipo 71 - Escalonamiento
Descripción: El escalonamiento (o asentamiento) es una diferencia de nivel en la juntura o grieta, causada por solevantamiento o consolidación.
FOTO 2.20 Deterioro Tipo Tipo 71 - E scalonam scalonamiento iento
Capítulo Capítulo II II
63
Deterior o Tipo 72 - Grietas en Bloque (Losas Destrozadas/Grietas Interconectadas)
Descripción: Las grietas interconectadas son aquellas que rompen la losa en cuatro o más partes, debido a sobrecargas y/o un soporte inadecuado. Este deterioro se presenta en su mayor nivel de severidad, como se explica más abajo, cuando las losas se han destrozado.
FOTO 2.21 Deterioro Tipo 72 - Grietas en Bloque
Deterior o Tipo 73 - Grietas De Retracci ón
Descripción: Las grietas de retracción son grietas finas o fisuras, que generalmente son de poca longitud y no se extienden por toda la superficie de la losa. Se forman durante la colocación y curado del hormigón y normalmente no atraviesan todo el espesor de la losa.
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64
FOTO 2.22 Deterioro Tipo 73 - Grietas De Retracción
Deterioro Tipo 74
-
Astillamiento en Juntur as (Longitudinales y
Transversales)
Descripción: Este deterioro se presenta como la rotura de los bordes de la losa, dentro de una distancia de 60 cm respecto de la juntura. El astillamiento normalmente no se extiende verticalmente a través de la losa, sino que intercepta la juntura en un ángulo. El astillamiento se produce por tensiones excesivas en la juntura o grieta, causadas por la infiltración de materiales incompresibles o por cargas de tráfico. Otra causa de este deterioro es la combinación de hormigón débil (por excesiva manipulación) y cargas de tráfico.
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FOTO 2.23 Deterioro Tipo 74 - Astillamiento en J unturas
Deterior o Tipo 75 - Asti llamiento de Esquin a
Descripción: El astillamiento (o desconche) de esquina es la rotura de la losa, dentro de una distancia de aproximadamente 60 cm de su esquina. Difiere de una Grieta de Esquina (62) en que ésta corta verticalmente todo el espesor de la losa, mientras que el astillamiento de esquina intercepta las junturas en un ángulo
FOTO 2.24 Deterioro Tipo 75 - Astillamiento de Esquina
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2.9. USO DE UN SISTEMA INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) EN UN SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN DE PAVIMENTOS Un Sistema de Información Geográfico (SIG) permite almacenar, administrar, analizar, manipular y desplegar datos que están unidos espacialmente de acuerdo a un sistema de referencia universal. En esencia, el SIG relaciona el banco de datos con una situación física en coordenadas geográficas estándares, creando un "mapa inteligente". La visualización de partes discretas de aquellos datos sobre un mapa SIG es posible hacerlo por capas. La mayoría de los Departamentos de Transporte en Estados Unidos utilizan la tecnología SIG para apoyar las actividades de administración de pavimentos, porque refuerza las capacidades para el almacenamiento de los datos, la integración, dirección y análisis, potenciando las funciones de un sistema de administración de pavimentos. El sistema de administración de pavimentos basado en el sistema SIG de MicroPaver permite
obtener en forma automática el inventario de pavimentos,
graficar datos, presentación gráfica de los niveles del PCI y la localización de los diferentes tipos de daños. Adicionalmente, tiene la posibilidad de generar reportes en formato SIG considerando la información contenida en el sistema de administración, permitiendo de esta forma una gran versatilidad en la recuperación de información para propósitos generales de reportes, visualización espacial y presentación. Ejemplo de varios reportes SIG pueden ser encontrados en el sistema de administración MicroPaver , incluyendo inspección de pavimentos, análisis de la condición de los pavimentos y la planificación de los trabajos.
Capítulo II
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Los principales problemas identificados con el desarrollo y uso de sistemas espaciales en sistemas de administración de pavimentos están relacionados con el uso de sistemas referenciales diferentes y el nivel de esfuerzo requerido para desarrollar y mantener los bancos de datos actualizados. Una metodología de trabajo para la integración del MicroPaver a un Sistema de Información Geográfica, consistiría básicamente en: Plano Base
El primer paso es crear un Plano Base muy preciso y exacto de las áreas de pavimento de la zona airside (pistas, plataformas, calles de rodajes) y zona landside
(edificios
aeroportuarios,
terminal
de
pasajeros
y
carga,
estacionamientos), para lo cual se deben usar documentos y planos de ingeniería del aeropuerto. La información contenida en los planos debe ser verificada a través de un levantamiento topográfico de los puntos singulares del aeropuerto en pista, calle de carreteo y plataforma, mediante el uso de un sistema GPS. Finalmente, los datos deben ser transportados a formato ArcView 3.2. Base de Datos
La RED cubierta por el Plano Base debe ser dividida en ramas, secciones, y unidades de muestra de pavimento que se deben incorporar al software de administración de pavimentos del MicroPaver para crear el banco
Capítulo II
68
de datos del inventario, el cual es un conjunto de unidades de pavimentos clasificadas y jerarquizadas.
Informes finales
Además de proporcionar un inventario automatizado de pavimentos, el MicroPaver
puede acceder al banco de datos SIG para generar informes
personalizados, mapas, gráficos, y programa de la inspección. Cuando el PCI es calculado para cada sección del pavimento, los atributos de los polígonos de la sección (largo, ancho, tipo pavimento, año construcción) son enviados desde el CAD al ArcView 3.2. Los atributos deben codificados usando la misma leyenda del SIG del MicroPaver . Por medio del ArcView 3.2, se obtienen los mapas, en los cuales es posible mostrar la fecha de inspección, la edad del pavimento en cada sección, y los detalles de las áreas. Las siguientes inspecciones se harán usando el mismo sistema y la misma configuración de archivos. Los datos históricos de inspección podrán ser entonces consistentes con el tiempo, y las predicciones tendrán mayor validez. Los informes podrán incluir los mapas los cuales mostrarán los tipos de daños y la severidad. Los informes SIG son una serie de presentaciones visuales que permiten al inspector ver una variedad de información acerca del banco de datos, en forma gráfica. Los informes son posibles de obtener sólo si existe un mapa unido al banco de datos. Las posibilidades de visualización se agrupan en 2 secciones: Último PCI e Información General.
Capítulo II
69
•
Último PCI
Esta pantalla despliega los últimos valores de PCI para cada sección visualizada, los cuales provienen de la última fecha de inspección (o de la última fecha de obras de mantenimiento y rehabilitación). •
Información General
Al contrario de lo señalado en el Último PCI, en esta ventana se puede visualizar: - Tipo de superficie - Categoría - Uso de la Rama
Capítulo II
CAPITUL O III METODOLOGÍA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL SIG A LA GESTIÓN DE PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS
3.1. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN
En esta fase, se indican los procedimientos necesarios, para efectuar la recopilación de antecedentes en la ejecución del trabajo en el Aeropuerto Internacional Arturo Merino Benítez (AMB), tanto en terreno como en gabinete, las cuales son previas al procedimiento de interacción del programa de gestión de pavimentos aeroportuarios. Esta información es recogida en terreno y en formato digital, como lo son la cartografía digital y fotografía aérea, también la obtención de la información de atributos la cual se especifica según los objetivos y requerimientos de los objetos geográficos que permitirán la implementación del sistema de gestión aeroportuario.
3.2. CAPTURA DE INFORMACIÓN
La información recopilada para el proceso de implementación del sistema, se efectuó en los distintos departamentos de la Dirección Nacional de Aeropuertos (DAP), y la constituyen principalmente la información de PCI obtenida en terreno en el Aeropuerto Internacional Arturo Merino Benítez (AMB), la Cartografía Digital de este mismo Aeropuerto, gentileza de Besalco S.A.,
y una Fotografía Aérea gentileza de la Dirección General de Aeronáutica
Civil (DGAC), realizada por el Servicio Aerofotogramétrico de la Fuerza Aérea de Chile (SAF).
Capítulo III
72
3.2.1. INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA
La cartografía digital del Aeropuerto Internacional Arturo Merito Benítez (AMB) fue adquirida en la unidad regional de la Dirección de Aeropuertos, correspondiente a la Región Metropolitana con residencia en el AMB, esta cartografía fue realizada por la empresa constructora BESALCO S.A., la cual se encuentra en la actualidad realizando el proyecto de la segunda pista y reparación de la primera pista de dicho aeropuerto, esta cartografía se encuentra Georreferenciada en Coordenadas UTM y fue hecha a partir de un Levantamiento Topográfico, con un muy buen nivel de información, con respecto a las plataformas, calles de rodajes, desahogos y pistas. También se dispone de planos en formato CAD de la realización de los PCI de años anteriores, los cuales servirán de referencia para la división de las Unidades de Muestras y sus respectivas secciones para la ejecución del PCI 2005
3.2.2. INFORMACIÓN DE PCI
Los procedimientos usados para inspeccionar, varían de acuerdo a la superficie de pavimento, ya sea de Asfalto o de Hormigón. La recopilación de este tipo de información corresponde a la realizada en terreno y hace referencia a la inspección de los deterioros de la zona de estudio, que pertenecen a los pavimentos de hormigón en el AMB de la Plataforma 1 (PL-1) con 10 Unidades de Muestra (UM) y cada una de ellas con 20 losas de hormigón de 6 metros de ancho por 7,5 metros de largo.
Capítulo III
73
En esta etapa, la inspección necesita odómetro o huincha para medir longitud y área de deterioro, regla para medir profundidad de depresiones y el Manual de Deterioros. En terreno se marcan las Unidades de Muestra Inspeccionadas (UMI), con pintura amarilla en las esquinas, figura 3.1, y con el número de la unidad de muestra correspondiente en el borde de la loza superior.
FIGURA 3.1 Unidad de Muestra marcada para inspección
Para cada Unidad de Muestra Inspeccionada de hormigón se distingue el tipo de deterioro de acuerdo al manual y se anotan los datos en la hoja o planilla de inspección. (Anexo 2). En el transcurso de esta inspección se debe entrar a la zona de rodaje de los aviones, por lo que se deben pedir los permisos necesarios a la torre de Control perteneciente a Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC). Debido a que el sistema de administración de pavimentos es un proceso que se ha venido realizando desde hace ya varios años, la división de las Redes, Ramas y Secciones se encuentran establecidas. La variación se hará en el caso que se haya realizado una reparación mayor en alguna de las zonas y que signifique un cambio en la partición de las secciones. También puede
Capítulo III
74
ocurrir que varíe la condición del pavimento, tomándose en cuenta el cambio en el tipo de deterioro, cantidades o causas que los provocan, redefiniendo las Secciones. Para este trabajo, la inspección y confección de las coberturas cartográficas para las Unidades de Muestras se realizaron en la zona de estudio correspondiente a la Plataforma 1 (PL-1) con 200 losas a inspeccionar, (ver figura 3.2), los PCI de las otras secciones serán calculadas a partir de la proyección 2005 que pronosticó el MicroPaver en el año 2004. Una vez efectuada la inspección, se utilizan los datos para calcular el PCI, introduciéndolos al programa MicroPaver . Este arrojará el índice de PCI que varía de 0 para un pavimento fallado a 100 para un pavimento en perfectas condiciones, además indicará un porcentaje de incidencia de los orígenes del deterioro, relacionándolo a causas de clima, cargas u otros factores.
FIGURA 3.2 Zona de estudio
Capítulo III
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3.2.3. INFORMACIÓN DE FOTOGRAFÍA AÉREA
La información de la fotografía aérea corresponde a un mosaico controlado, gentileza de la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC), la cual fiscaliza la actividad aérea que se desarrolla dentro del espacio aéreo y aeroportuario, la fotografía se encuentra en el Datum SAD-69 en Coordenadas UTM con una muy buena resolución gráfica y abarca todo el sector del AMB, incluyendo la actual segunda pista de este importante aeropuerto. La Fotografía Aérea (Ortofoto) fue realizada por el SAF con precisión de la escala 1:2.000, viene en formato digital, visualizándose en forma clara los sectores de pistas, rodajes, plataformas, desahogos e instalaciones aeroportuarias.
Capítulo III
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3.3. BASE DE DATOS Las bases de datos corresponden a un conjunto de antecedentes que pertenecen a un mismo contexto que están almacenados en forma lógica y responden a la necesidad de establecer estructuras eficientes, como consecuencia de esta estructuración se logra una optimización del sistema mediante el correcto aprovechamiento de la información. La confección de la estructura de este sistema consta de una base de datos gráfica y una base de datos de atributos, las cuales serán asociadas a través del los programas descritos y permitirán una interacción óptima en la implementación del sistema.
3.3.1. BASE DE DATOS GRÁFICA
La cartografía digital constituye la primera fuente de información para la elaboración de un SIG por lo tanto es base fundamental la organización y la estructura de los aspectos que la constituyen. La información digital es generada a partir de sistemas CAD con información de tipo vectorial o raster, los que le otorgan precisión. La cartografía digital del aeropuerto, constituye entonces, la base de datos gráfica del SIG, que se debe adecuar a las necesidades y objetivos planteados. Esta cartografía debe representar el área en estudio por lo tanto es esencial realizar un ordenamiento de la información y un adecuado análisis de los datos necesarios para la implementación del sistema.
Capítulo III
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El trabajo se inició con la adquisición de la cartografía a la empresa constructora BESALCO S.A. , esta cartografía corresponde al Aeropuerto Arturo Merino Benítez y esta confeccionada en el software AutoCad. Es importante señalar, que no se posee información acerca de la precisión de esta cartografía, pero como se trabaja solo con pavimentos a nivel de las secciones no se requiere de alta precisión. La cartografía base proporcionada, proviene de un levantamiento realizado por esta empresa en el sistema SAD-69, en coordenadas UTM. La información contenida en los planos debe ser preparada para el trabajo en el software ArcView y posteriormente con el software MicroPaver, por lo tanto, la cartografía base debe adecuarse estrictamente a las coberturas que sean necesarias para el caso. La información espacial en ArcView esta determinada por tres clases de elementos; puntos, líneas y polígonos, en este caso cada rama, sección, y unidad de muestra de un aeropuerto o zona de estudio del PCI, que puede ser Pista, Plataforma, Rodaje o Desahogo, debe ser construido en base a un polígono cerrado y en una cobertura característica para esta zona. Para esto se realizó una verificación del cierre de cada polígono a través del uso de las herramientas del programa AutoCad.
Capítulo III
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Algunas de las principales coberturas son las siguientes: TABLA 3.1 Coberturas típicas en la cartografía aeroportuaria Coberturas
Descripción
PI-1 PL-1 DD-1 UN-1 RA-1
Pista 1 Plataforma 1 Desahogo Delta 1 Umbral 1 Rodaje Alfa 1
N
MAPA 3.1 Cartografía base con Coberturas
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Para poder llevar una cartografía a MicroPaver se debe estrictamente pasar desde AutoCad a ArcView. La cartografía importada desde Autocad se convierte a tema o a shape (archivo propio de ArcView) siendo este el formato natural de ArcView para almacenar localizaciones y atributos de los elementos espaciales. Los shape pueden ser creados a partir de fuentes de información espacial existente, en este caso fuente de datos provenientes desde AutoCad, o pueden ser generados desde ArcView, donde se pueden añadir y dibujar los elementos. La cartografía generada corresponde a la que se aprecia en la figura 3.3 donde se ve que el programa ArcView dispone en el costado izquierdo de todas las coberturas o capas de información descritas. Cabe destacar que la vista esta apoyada por una Ortofoto del sector, esta fotografía engloba la totalidad del Aeropuerto con información real, de su perímetro y vecindades. Una vez que se tiene la cartografía confeccionada y traspasada a formato ArcView, es posible exportarla al programa de gestión de pavimentos MicroPaver .
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FIGURA 3.3 Coberturas convertidas a formato Shape
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3.3.2. BASE DE DATOS DE ATRIBUTOS
Esta base de datos es generada en el programa MicroPaver para cada aeropuerto en particular con la información del PCI realizado en terreno. La base de datos de información de PCI fue creada desde que se realizó la primera inspección a los pavimentos, por lo tanto, esta información contiene un historial de construcción e inspección de todas las secciones del Aeropuerto, esta inspección se efectúa todos los años y forma parte del sistema de administración de la red de aeropuertos y aeródromos del país. La base de datos es creada en el programa MicroPaver , para cada aeropuerto al cual se le realizó inspección de PCI, con un nombre que identifique en forma permanente al aeropuerto en cuestión y a sus diferentes áreas. En el caso del aeropuerto Arturo Merino Benítez, la base de datos ya fue construida en años anteriores, por lo tanto solo fue necesario ingresar la información de PCI de la inspección realizada este año. Para este proceso se debe abrir la base de datos del aeropuerto, figura 3.4, e ingresar la información capturada en terreno de este año. En este caso se ingresaron los datos de las Unidades de Muestra inspeccionadas en la Plataforma P L-1.
Capítulo III
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FIGURA 3.4 Programa MicroPaver , apertura del proyecto AMB.
Para el ingreso de los datos de PCI capturados en terreno se utiliza la hoja de inspección en la que se registraron, por Unidad de Muestra, los tipos de daños y severidad de los pavimentos. La figura siguiente 3.5 corresponde a la entrada de datos para la inspección de un aeropuerto, para una Unidad de Muestra. La ventana de entrada de datos es una interfase amistosa que permite al usuario agregar los comentarios a las Unidades de Muestras; agregar, borrar, reemplazar daños; y unir imágenes (cuadros o fotografías) realizadas durante la inspección. El procedimiento de entrada de datos debe repetirse para todas las Unidades de Muestras. Después de que el proceso de ingreso de datos es completado, se pulsa el botón “Calculate Conditions” y el software genera los valores de PCI de la sección.
Capítulo III
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FIGURA 3.5 Ventana de Entrada de datos de MicroPaver
La siguiente figura, 3.6, es una pantalla de evaluación que muestra el resultado de la evaluación de PCI para la Plataforma PL-1 del aeropuerto Arturo Merino Benítez. La sección obtuvo un valor de PCI = 29, el cual fue clasificado como “Muy Pobre” o interpretándolo “Muy Malo” por MicroPaver.
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FIGURA 3.6 Resultados de la Evaluación MicroPaver PCI
El Programa entrega tablas con información que representan las bases de datos de atributos, el diseño de las bases esta determinado por la información que entrega el Programa Paver conforme a los datos capturados en terreno. Esta información esta formada, al igual que cualquier base de datos común, por filas que constituyen los registros, y columnas que constituyen los campos. Estas tablas se exportan al Programa ArcView 3.2 previa asociación de la base de datos gráfica con la base de datos de atributos administrada en el Programa Paver.
Capítulo III
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3.3.3. INTEGRACIÓN DE LA BASE DE DATOS GRÁFICA AL PROGRAMA MICROPAVER
El programa MicroPaver posee una herramienta denominada GIS con la cual es posible asociar información de todas las secciones que tiene el aeropuerto a la cartografía. Para poder importar la cartografía aeroportuaria es necesario que exista una base de datos. Como se explicó en el punto anterior, ésta ya fue creada y contiene información de todas las secciones del aeropuerto Arturo Merino Benítez y principalmente el resultado de la evaluación de PCI para la Plataforma PL-1 realizado en la última inspección. Para la asociación de la cartografía se debe importar el archivo convertido a tema o shape en ArcView 3.2 desde el Programa MicroPaver . El programa despliega la cartografía que se encuentra en blanco, es decir sin ningún tipo de información de PCI y la base de datos generada para este aeropuerto en forma de un árbol a la izquierda de la pantalla, figura 3.7. Al tener estas dos bases de datos se procede a realizar la asignación de las secciones del aeropuerto en la cartografía con su respectivo nombre en la base de datos del programa. El programa entrega la cartografía integrada con su base de datos y con los correspondientes resultados de PCI en los colores indicados, figura 3.8.
Capítulo III
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FIGURA 3.7 Proceso de asignación de la base de datos de MicroPaver a la Cartografía
FIGURA 3.8 Resultado de la integración de las bases de datos, PCI resultantes
Capítulo III
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El sistema es capaz de realizar diferentes estudios visuales de la situación de los pavimentos a través de la cartografía asociada, el más importante es el resultado de los PCI que indican el estado de los pavimentos, pero además se destacan otros análisis que es posible visualizar directamente en el programa, como por ejemplo, el tipo superficie de cada una de las secciones, si corresponde a hormigón o asfalto, figura 3.9, y las proyecciones del estado de los pavimentos a los años requeridos. Figura 3.10. La ventaja principal que posee el sistema es que permite llevar toda la base de datos del MicroPaver al ArcView 3.2 y de esta forma potenciar el SIG. La base de datos de atributos obtenida desde MicroPaver incluye información de las secciones como son la fecha de inspección, la edad del pavimento, largo, ancho, tipo pavimento, año construcción, etc. De esta forma es posible generar un historial de los pavimentos de un aeropuerto. Los datos históricos de inspección podrán ser entonces consistentes con el tiempo, las predicciones tendrán mayor validez y los informes podrán incluir los mapas los cuales mostrarán los tipos de daños y la severidad. Además al tener toda esta información en un Sistema de Información Geográfica se podrán aprovechar estos recursos de mejor manera y trabajar esta información en forma mas precisa y específica. En el próximo capítulo se detallan las potencialidades que se obtienen del sistema en la administración de los pavimentos.
Capítulo III
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FIGURA 3.9 Resultado de las secciones por tipo de superficie
FIGURA 3.10 Resultado de las Proyecciones de los PCI Capítulo III
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3.4. PROBLEMAS ASOCIADOS AL TRABAJO
3.4.1. PROBLEMAS CARTOGRÁFICOS
Las dificultades asociadas a la cartografía, hacen referencia a los problemas encontrados en los planos en formato CAD, de la Dirección de Aeropuertos, estos problemas se refieren a la confiabilidad de la información en los parámetros como precisión métrica y a las coberturas de datos que presentan estos planos. Con respecto al primer problema, no son confiables los planos con los que cuenta la DAP, no representan en una cien por ciento la realidad planimétrica de los Aeropuertos de la Red Principal. Al contrario de la información recopilada en la Dirección de Aeropuerto, el plano obtenido del AMB y que fue realizado por la empresa BESALCO S.A, cuenta con una información clara y de mayor precisión, georreferenciado en coordenadas UTM. Para obtener una cartografía única, el trabajo se realizó sobre los datos del plano obtenido en la Empresa BESALCO S.A ., plano del cual se desprende mucha información, también se tuvieron que limpiar muchas coberturas que no representaban el objetivo de este trabajo. Cabe destacar que como el trabajo consto con una fotografía aérea, se corroboró las instalaciones y áreas de rodaje de los aviones, coincidiendo la información de la fotografía aérea y del Plano de BESALCO S.A .
Capítulo III
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3.4.2. PROBLEMAS DE ORDENAMIENTO Y CENTRALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN
Otro problema con que cuenta la DAP, es que su información cartográfica se encuentra desordenada, no existiendo planos que cuenten con toda la información, tampoco esta centralizada, ya que esta distribuida en los distintos departamento, es así que se pueden encontrar planos de los sectores concesionados del aeropuerto, pero este mismo plano no informa de la situación de las pistas. Tampoco existe un lugar único donde encontrar información de un Aeropuerto en particular, ya que los distintos profesionales trabajan sobre sus propios archivos pudiendo encontrarse inclusive desactualizados.
3.4.3. GEORREFERENCIACIÓN
Los planos de la DAP no se encuentran Georreferenciados a Datum alguno, a pesar que los Aeropuertos mas importantes cuentan con hitos de la red geodésica, solo cuentan con coordenadas cartesianas auxiliares (coordenadas locales), X e Y, donde sus coordenadas de origen 0,0 se encuentran en un umbral, correspondiéndole la absisa al eje de la pista. Es importante contar con la Georreferenciación de los aeropuertos, ya que pueden ser integrados a una base de datos mayor, para tener una aproximación de la realidad territorial de estos aeropuertos, es por este problema que se utilizó el plano de la empresa BESALCO S.A. que cuenta con las Coordenadas del Aeropuerto AMB.
Capítulo III
CAPITUL O IV ANÁLISIS DE LA IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS
4.2. ANÁLISIS DE LAS BASES DE DATOS PROPORCIONADAS POR EL PROGRAMA MICROPAVER
Esta etapa del proyecto, esta determinada por la generación del SIG propiamente tal, con la utilización del software ArcView 3.2, el cual facilita el trabajo extraído desde el software MicroPaver. Las bases de datos generadas en el MicroPaver y asociadas a la cartografía, son trasladas al ArcView 3.2 donde pasan a ser una base de datos común de estos sistemas, los cuales poseen vistas y tablas. De esta manera se tienen distintas formas de visualizar la información contenida en el sistema, pudiendo ser además a través de distintas ventanas. La base de datos entonces, cuenta con una estructura matricial, donde las filas conforman los registros y las columnas los campos que corresponden a los atributos de cada tema (figura 4.1). La descripción de los campos extraídos desde MicroPaver es el siguiente: •
Uso:
Categoría que le da el programa a los pavimentos según la
clasificación de las secciones, si son parte de la pista, de estacionamientos de aviones, o de calles de rodaje. •
Sección:
Corresponde a la unidad de administración de los pavimentos
definida por aquellos que poseen las mismas características. •
Zona:
Corresponde al nombre que se le da a una sección según cierta
cantidad de unidades de muestra.
Capitulo IV
93
•
Tipo_pav_:
Indica de que material es la superficie del pavimento, puede
ser de Asfalto u Hormigón. •
Año_contru: Indica el año en que fue construido el pavimento.
•
Area_m2: Indica el área de la zona.
•
Edad_pav_:
Indica el tiempo que tienen lo pavimentos a nivel de las
zonas desde su construcción o reposición. •
Pci:
PCI es el Índice de Condición de Pavimento y corresponde a una
clasificación numérica de la condición del pavimento que varía entre 0 y 100, siendo 0 la peor condición posible y 100 mejor la condición posible. •
Calificaci:
Indica la calificación según la tabla de calificación del PCI
resultante, siendo excelente con un PCI entre 85 y 100 o Falla con un PCI entre 0 y 9. •
2006: Indican la proyección del PCI para el año 2006, es un cálculo que
realiza el programa internamente. Además esta base de datos, incorpora la proyección del PCI, y por lo tanto, del estado de los pavimentos hasta el año 2010. Con toda esta información es posible llevar un historial de los pavimentos del aeropuerto Arturo Merino Benítez y realizar análisis visuales de la situación del pavimento.
Capitulo IV
94
FIGURA 4.1 Base de datos importada desde MicroPaver .
FIGURA 4.2 Vista y temas importados desde MicroPaver . Capitulo IV
95
4.1.1.
ETAPA DE PRUEBA DEL SISTEMA
Posterior a la integración de las Bases de Datos en ambiente SIG, se procedió a efectuar la verificación de concordancia entre las bases de datos gráfica y su correspondencia en atributos, ambas generadas en MicroPaver . Se escogió una sección de la pista de la base de datos gráfica para comprobar su correspondencia en el registro. (figura.4.3). El registro seleccionado corresponde al umbral norte de la pista uno.
FIGURA 4.3 Etapa de prueba del sistema
Capitulo IV
96
4.3. ADMINISTRACIÓN DE LOS PAVIMENTOS A NIVEL DE LOSAS DE UNA SECCIÓN Los Sistemas de Información Geográfica son capaces de trabajar información a una mínima escala, en el caso de los pavimentos es importante llevar un control del estado de las losas. Para esto se elaboró un SIG que entrega información detallada del estado de cada una de las losas correspondientes a una plataforma elegida como zona de estudio para el AMB. Como resultado de este proceso se obtendrá una cartografía y una lista de registros que corresponden a cada una de las losas de las plataformas del aeropuerto y contiene información acerca de los tipos de fallas que pueden tener las losas. En este caso se realizó una aplicación a la plataforma PL-1 del Aeropuerto Arturo Merino Benítez. Esta aplicación se inicia con la importación de la grilla con la que se trabajan normalmente los PCI, dividida en unidades de muestra (figura 4.4)
FIGURA 4.4 Grilla de trabajo dividida en Unidades de Muestra.
Capitulo IV
97
El sistema permite dividir los pavimentos en las diferentes secciones como son PL-1, PL-2, PL-3 correspondientes a las plataformas del AMB (figura 4.5). Además es posible dividir estas plataformas en unidades de muestra, identificadas según colores. (figura 4.6). La PL-1 contiene 10 unidades de muestra. Cada unidad de muestra contiene 20 losas lo que hace un total 200 losas las que pueden se administradas a través de este sistema (figura 4.7).
FIGURA 4.5 División de las plataformas.
FIGURA 4.6 División por Unidad de Muestra
FIGURA 4.7 División por losa. Capitulo IV
4.2.1. BASE DE DATOS GENERADA
La base de datos que se generan para la administración de los pavimentos a nivel de las losas de una sección, contiene información detallada de las condiciones que poseen cada una de las losas. Los campos son generados de acuerdo a las necesidades y para cada losa existe un registro. Como la inspección que se realiza en terreno es de acuerdo a las unidades de muestra, según la hoja de inspección, cada unidad de muestra forma una matriz de 5 filas y 4 columnas, conformada entonces por 20 elementos, en este caso losas, por lo tanto existe un solo registro para cada losa que esta ubicada dentro de una unidad de muestra. El sistema entonces permite visualizar la información de cada una de las losas (figura 4.8)
FIGURA 4.8 Registro correspondiente a la losa ubicada en la unidad de muestra 3,
fila 3 columna 1
Capitulo IV
99
De los campos con información de las losas se destacan, primordialmente los que le dan la ubicación dentro de la red de pavimentos, en este caso las losas correspondientes a la sección PL-1 que contiene 10 unidades de muestra con 20 losas cada una y que en total suman 200 losas o sea 200 registros. Además se crearon campos que indican en tamaño y el área de las losas, la superficie, su PCI correspondiente, si fueron o no fueron inspeccionadas, si existe reposición en este año, y además que tipo y grado de deterioro presentan estas losas. A continuación se presenta un ejemplo de la información que se puede obtener de una determinada losa seleccionada en el sistema. (figuras 4.9 y 4.10).
FIGURA 4.9 Losa seleccionada
FIGURA 4.10 Detalle de las características de la losa
Capitulo IV
100
4.2.2. SELECCIÓN A TRAVÉS DE CONSULTAS REALIZADAS AL SISTEMA
La selección de la información, se puede realizar a través de consultas al sistema generado, esto permite obtener información de los elementos localizados y a la vez es posible resolver problemas mediante la construcción de expresiones de consulta. Estas selecciones se realizan de acuerdo a un criterio determinado dentro de una tabla de atributos, el cual se adecua a las características del sistema permitiendo el resultado esperado de manera dinámica y eficaz. Al realizar consultas en plataformas como Arcview, se deben construir expresiones, en el Constructor de Consultas, en donde se define precisamente lo que se quiere seleccionar dentro de la tabla de atributos, y en consecuencia en la vista que contiene el tema consultado. Para establecer las posibilidades que brinda el sistema en este ámbito, se ha definido una serie de consultas, obteniendo las respuestas destacadas (color amarillo), las cuales se presentan a continuación. ¿Cuáles
son
las
Unidades
de
Muestra
que
no
fueron
inspeccionadas?
Esta consulta resulta ser de gran utilidad para establecer claramente cual de las Unidades de Muestra de la Plataforma PL-1 no fueron incorporadas en la última inspección en terreno de PCI, con el fin de incorporarlas en la siguiente inspección. Con los resultados obtenidos es posible visualizar estas unidades de muestra fácilmente sin tener la necesidad de analizar los informes escritos. (figuras 4.11, 4.12 y 4.13).
Capitulo IV
101
FIGURA 4.11 Sistema de Consulta
FIGURA 4.12 Tabla de atributos
FIGURA 4.13 Vista, las Unidades de Muestra 05 y 10 No fueron Inspeccionadas
Capitulo IV
102
¿Cuántas losas presentan grietas longitudinales?
Las grietas longitudinales es una de las fallas más comunes y dañinos para los pavimentos, gran parte de las losas de una plataforma presentan este tipo de fallas. Esta consulta resulta ser de gran utilidad para estudiar futuras reposiciones o mantenciones de las losas que poseen este tipo de deterioro. Esta consulta se puede realizar preguntando por cualquier otro tipo de problema que quiera ser estudiado.
FIGURA 4.14 Tabla de datos con selección de losas que presentan grietas
longitudinales.
FIGURA 4.15 Vista, selección de losas que presentan grietas longitudinales.
Capitulo IV
103
Las grietas longitudinales junto a las grietas en bloque son una de las fallas que más daño produce a las losas. De esta forma se realizó una consulta que integrara a ambos tipos de deterioros obteniéndose como resultado la siguiente información de las losas.
FIGURA 4.16 Vista, selección de losas que presentan grietas en bloque.
Figur a 4.17 Vista, unión de ambos tipos de deterioros, concentrados en la
Unidad de Muestra 08
Al unir estos dos tipos de deterioros se puede observar que la mayoría de las losas que presentan estas fallas se concentran el la Unidad de Muestra número 08. Con la información que brinda este sistema se podría tomar la decisión desde el escritorio de realizar un reemplazo o una reposición de estas losas.
Capitulo IV
104
El sistema de administración de pavimentos aeroportuarios, destina cada año, recursos para realizar mantenciones o reposición de pavimentos, en el presente año 2005, se realizó un estudio de reposición de losas en la Plataforma PL-1, según los planos del proyecto, esta reposición, será realizada principalmente en la Unidad de Muestra 08 (Ver Figura 4.18) lo que coincide con el estudio realizado por este sistema. Las losas repuestas serán modificadas en cuanto a su tamaño y en el sistema quedará registrada esta información con el fin de llevar un historial de estas losas. De esta forma, es posible comprobar la utilidad que posee el sistema para la administración de los pavimentos, y la opción de realizar consultas, cabe destacar la importancia que adquiere la información obtenida en el terreno y la etapa de ingreso de la información, para obtener resultados confiables y fidedignos.
FIGURA 4.18 Reposición de losas Proyectadas para el año 2006 según
inspección de PCI 2005
Capitulo IV
105
4.3 MAPAS TEMÁTICOS
Los mapas temáticos permiten dar información gráfica de los resultados, los datos o valores temáticos son creados para mostrar los valores específicos de una tabla, lo cual hace de éste un método eficaz para visualizar la información y efectuar análisis de datos. La creación de un cartografía temática, es el proceso de destacar un mapa (mediante colores, achurados, símbolos, etc.) en base a un tema en particular, utilizando alguno de los métodos que brinda el sistema. El sistema permite la creación de mapas temáticos en un formato amigable y con la información deseada. Como ejemplo y para finalizar este capitulo se crearon don tipos de mapas temáticos, uno con información del PCI por secciones, de todos los pavimentos aeroportuarios (Mapa 4.1) y el otro con información del PCI de las losas de la Plataforma PL-1. (Mapa 4.2).
Capitulo IV
106
MAPA 4.1 Estado de los pavimentos según PCI 2005
Capitulo IV
107
MAPA 4.2 Estado de los pavimentos Plataforma PL-1
Capitulo IV
CAPITULO V ANÁLISIS Y CONCLUSIONES
5.1
ANÁLISIS El análisis del presente trabajo esta enfocado a la integración de los
aspectos más relevantes del Sistema de Información Geográfica desarrollado y a las potencialidades y beneficios que puede otorgar en el área de gestión de pavimentos aeroportuarios.
La base de datos cartográfica que se utilizó para la elaboración del proyecto poseía coberturas relacionadas con distintas áreas del aeropuerto, por lo tanto, para el proyecto sólo se utilizaron las áreas correspondientes a las zonas de tránsito de los aviones, en las cuales se realiza la inspección de PCI. La conformación de un Sistema de Administración de Pavimentos, implica elegir un método adecuado, sistemático y consistente para seleccionar los programas de mantenimiento y rehabilitación aeroportuarios, es así, que el MicroPaver en
su versión 5.2.4 cuenta con estas características aportando con
un resultado analítico y cartográfico al momento de poder tomar las decisiones adecuadas para generar un esquema de mantenciones y reparaciones para la red principal aeroportuaria. El tema del diagnóstico de pavimentos que realiza el MicroPaver a través del método PCI, analítica y empíricamente, esta reconocido como un buen índice para realizar los planes de mantención y reparación de pavimentos, por consiguiente el estándar de calidad de la red aeroportuaria con respecto a pavimentos es consistente, pero sin duda es importante recordar que una planificada mantención reduce considerablemente los posibles deterioros que lleven a una reposición de losas, el que va en directa relación con los costos y recursos que se consideran por este ítem. Capitulo V
110
La actual gestión de la información de PCI se realiza a través de informes escritos y planos generados en AutoCad donde se dificulta su interpretación y además existe la posibilidad de que esta información de pierda a través del tiempo. El SIG como herramienta de gestión y planificación reduce substancialmente el tiempo requerido para crear y principalmente visualizar la información obtenida, además, permite obtener en forma automática el inventario de pavimentos, graficar datos, presentación gráfica de los niveles del PCI y la localización de los diferentes tipos de daños.
Se debe recalcar que normalmente las bases de datos, de información, de los Sistemas de Información Geográfica son creados a partir de información generada en los programas propios de estos sistemas, por ejemplo el ArcView, por eso, el beneficio que aporta el programa MicroPaver al traspasar toda la información al desarrollo de un SIG simplifica el trabajo en un gran porcentaje y lo automatiza visiblemente. Además es importante destacar que las bases de datos son creadas en el programa MicroPaver, y a su vez, el software incorpora un módulo GIS del cual se desprende la utilización de este comando para interactuar y generar las bases de datos de un análisis de pavimentos según su proceso propio, que es calcular el PCI. Al efectuar la evaluación del sistema generado, se pudo comprobar la eficiencia de éste como instrumento de consulta para la gestión y administración de pavimentos aeroportuarios. Para verificar lo anterior, se efectuaron una serie de consultas comprobando las capacidades del sistema. Mediante estas preguntas, fue posible determinar con certeza el estado de cada una de las unidades de
Capítulo V
111
muestra y de esta forma establecer, sin la necesidad de verificar en terreno, las losas mas dañadas. La solución analítica del MicroPaver es integrada con la visualización de la cartografía de los sectores en estudio, las unidades de muestra y lozas son vistas gracias a los planos existentes y a la fotografía aérea, esta ayuda, proporciona la posibilidad de determinar las áreas que serán afectadas por las reparaciones o mantenciones futuras, permitiendo delimitar las zonas donde se ejecutarán las obras ya mencionadas, así se reorganiza la nueva distribución del tránsito aéreo por los sectores de pistas, plataformas y calles de rodaje. Respecto a la inspección de los pavimentos que se realizan en terreno, el gran protagonista es la persona encargada de realizar
esta labor, ésta
generalmente tiene gran experiencia en inspección de pavimentos, el conocimiento que adquiere de los tipos de deterioros va directamente ligado al criterio que utilizan para determinar estos daños y se hace fundamental un control exhaustivo y en condiciones favorables, con relación al clima y principalmente al movimiento de aeronaves. De este último punto, de debe dar mayor énfasis a las dificultades que se presentan al momento de inspeccionar los pavimentos aeroportuarios ya que a diferencia de otros sistemas de inspección, como por ejemplo una inspección de pavimentos viales, los aeropuertos cuentan con un movimiento constante de aviones, y las posibilidades de detener el tránsito aéreo para realizar esta labor, son casi nulas sobre todo en los aeropuertos internacionales. Además de lo anterior, se debe mencionar que las condiciones de seguridad que existen en los aeropuertos internacionales para ingresar a las zonas de tránsito de aviones, ya sean, pistas, plataformas, calles de rodaje, etc.
Capítulo V
112
son muy exigentes. Como los inspectores deben caminar sobre el pavimento para ejecutar la inspección, las condiciones de seguridad son extremas, debido al peligro latente de tránsito de aviones, por lo tanto, la inspección debe ser aprobada y coordinada con el personal operacional del aeropuerto, tanto es así, que para ingresar a estas zonas es necesario contar con toda la documentación exigida según normativas internacionales dictadas por organismos encargados. Además, al momento de la inspección están siendo constantemente custodiadas por el personal a cargo de la seguridad aeroportuaria. Todo lo anterior implica un retraso en el proceso de inspección, y además, se debe realizar en el tiempo mínimo lo que conlleva a la posibilidad de cometer errores al momento de clasificar los tipos de deterioros. La Condición del estado del Pavimento de la plataforma estudiada, la PL-1, dió como resultado un PCI de 29, que según este método, significa, que el estado de las lozas es “MALA”, esto implica una mejora de esta zona, este mejoramiento consiste en una reposición de las lozas mas dañadas, en este caso con el SIG se visualizó y determinó las lozas que presentaron los tipos de deterioros mas severos, pudiendo así, ser un eficaz herramienta de planificación de futuras reposiciones.
Con respecto a los planos recopilados en la DAP, es importante señalar que a pesar de no se tener información clara acerca de la precisión, la salvedad viene dada a que es un trabajo que se efectúa con pavimentos a nivel de las secciones y no se requiere de alta precisión. No obstante, la cartografía debiera proyectarse a ser confiable y a contar con una precisión a lo menos centimétrica, de modo de ubicar los deterioros en las lozas a través de un sistema convencional de coordenadas.
Capítulo V
113
5.2
CONCLUSIONES Al concluir este Trabajo de Titulación, resulta importante destacar las
necesidades que se presentan en el sector público, como es el Ministerio de Obras Públicas, donde sistematizar, ordenar y centralizar la información territorial en diferentes áreas de acción constituye un paso importante para el desarrollo en la gestión de los recursos económicos y administrativos, permitiendo también estrategias para la solución de problemáticas que se suscitan en los diversos ordenamientos territoriales. No obstante, resulta significativo señalar la importancia de incorporar al Sistema de Información Geográfica toda la Red Aeroportuaria a Nivel Nacional, ya que de esta manera se podrá obtener una visión global de la situación de los pavimentos en forma más automatizada y dinámica. Todo lo anterior deja en evidencia que el sistema generado, representa una herramienta efectiva para la gestión y administración de pavimentos aeroportuarios, mediante la visualización de la información tanto en forma de registros como de mapas, constituyéndolo en un instrumento eficaz de análisis que servirá de apoyo a la creación de estrategias de gestión y planificación para efectuar soluciones futuras a las diversas problemáticas que se generan en este ámbito. Con el estudio de los PCI por parte del MicroPaver integrado con el Sistema de Información Geográfica se ven enormes beneficios a los actuales procedimientos de manejo de la información a nivel de las direcciones regionales y por ende en la mejoría de los procedimientos de gestión y toma de decisiones, en este ámbito, el adecuado manejo de este sistema y su actualización, permitirá ser un eficaz instrumento de apoyo a la gestión
Capítulo V
114
aeroportuaria logrando obtener un historial de los PCI en sus distintas secciones llegando a determinar inclusive problemas con las capas de asfalto o pavimento los cuales al tener un reiterado diagnóstico negativo permitirá determinar si hay factores del terreno por debajo de estas capas que hacen que la carpeta falle. Se debe señalar la importancia que tienen la inspección de pavimentos en un aeropuerto esencialmente para determinar la condición actual de ellos, predecir su condición futura, identificar los trabajos requeridos, priorizar proyectos y con ello realizar un mantenimiento y reparación en las primeras etapas de deterioro, antes del descenso en la condición del pavimento, que eleva los costos de reparación y además lo más importante ponen en peligro las vidas de todos los usuarios que utilizan la navegación aérea para trasladarse. Con respecto a los planos recopilados en la DAP, es importante señalar que a pesar de no se tener información clara acerca de la precisión, la salvedad viene dada a que es un trabajo que se efectúa con pavimentos a nivel de las secciones y no se requiere de alta precisión. No obstante, la cartografía debiera proyectarse a ser confiable y a contar con una precisión a lo menos centimétrica, de modo de ubicar los deterioros en las lozas a través de un sistema convencional de coordenadas. Es importante la incorporación de nuevas tecnologías en el ámbito topográfico de aeropuertos ya construidos, como son los sistemas GPS en la medición de puntos y levantamientos en pistas, plataformas y calles de rodajes, la utilización de estos instrumentos conlleva a reducir los tiempos en inspección y medición de estas áreas, ya que detener u ocupar una pista va en implicancia para el despegue o aterrizaje de aviones.
Capítulo V
115
El SIG también permite la integración, administración e interacción de planos digitales, imágenes satelitales y fotografías aéreas que serán ocupadas por otros departamentos en otros proyectos y campos de acción, esta es una buena herramienta para centralizar esta información y entrelazarla teniendo tiempos de respuesta para responder con los datos que se requieren. Actualmente, en la Dirección de Aeropuerto no existe un profesional capacitado para desarrollar tareas del área de la Geomensura, por lo tanto el Ingeniero Geomensor puede insertarse en este campo, no solo limitándose a aspectos topográficos, sino que también es capaz de administrar y gestionar información territorial con herramientas adecuadas y relacionadas con el medio aeroportuario. También el Geomensor puede intervenir en el estudio de futuros aeródromos o aeropuertos, ya que es el profesional idóneo para asesorar en la determinación de los emplazamientos de pistas y plataformas con las condicionantes de las normas internacionales de aviación y con levantamientos en terreno en situaciones adversas. Podemos decir que los objetivos planteados de esta Memoria, se cumplieron, obteniendo un producto y una herramienta que contribuye al quehacer de la Dirección de Aeropuertos del Ministerio de Obras Públicas, quedando en manos de esta Dirección la vigencia y motivación para aprovechar los avances tecnológicos y potencialidades de los SIG para gestionar, planificar y controlar la administración de los pavimentos aeroportuarios.
Capítulo V
116
5.3 RECOMENDACIONES Las recomendaciones aquí expuestas están orientadas a mejorar el sistema de gestión de pavimentos aeroportuarios y a sistematizar la información de las diferentes áreas de acción territorial de la Dirección de Aeropuertos. Dentro de las diversas aplicaciones de un SIG, esta puede abarcar mas que la gestión de pavimentos, la utilidad de un SIG dentro de la gestión aeroportuaria se puede emplear en sistemas de emergencias, y seguridad ya que controlan la gestión de instalaciones, tanto las terrestres como aéreas. Es importante el papel que desempeña un SIG para el control de la monitorización del ruido, para gestionar la construcción, ampliación, y mantenimiento de los aeropuertos, así como para la planificación de capacidad de los aeropuertos y tráfico aéreo. Permite controlar las edificaciones que tengan lugar cerca de los aeropuertos, tanto construcciones propias (ampliaciones) como estudios y análisis para construcciones de nuevas viviendas. Es importante la incorporación de nuevas tecnologías en los procesos topográficos, uno de ellos y de gran utilidad que podría prestar a la DAP es el Sistema GPS, el sistema es de fácil manejo, disminuye el tiempo de trabajo en terreno y en consecuencia reduce los costos de aplicación. Con este sistema se puede realizar: • Georreferenciación de los Aeropuertos del País, dando referencias
Geográficas y UTM a los planos de trabajo. • Levantamiento Topográfico de las dependencias de los Aeropuertos, con
precisión milimétrica.
Capítulo V
117
El personal o inspectores encargado del trabajo en terreno debiera tener también a cargo el trabajo con el programa MicroPaver , lo que permitirá tener una visión mas real de la infraestructura y de las mejores soluciones a proponer, a fin de optimizar la asignación de los recursos al aeropuerto analizado. Con esto se trata de profesionalizar toda la actividad en lo que a PCI se refiere, ya que se requiere la presencia de profesionales en terreno y en oficina. También es importante establecer un historial con los informes PCI, es así que un SIG permite llevar cronológicamente esta información haciendo mas expedito el análisis de los distintos informes.
Capítulo V
BIBLIOGRAFÍA
119
Francisco Lopez-Pedraza Munera (1970) Aeropuertos, Editorial Paraninfo, Madrid.
Mohammed Y. Shahin, (1994) Pavement Management For Airports, Roads, and Parking Lots, Library of Congress Cataloging-inPublication Data, Boston.
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Dr. MY Shahin, Mr Scott McDonald (2004), Sistema de Administración de Pavimentos usando MicroPaver, Versión 5.2.4 Fort Lauderdale, Florida Estados Unidos.
Designación ASTM: D 5340-98, Método Estándar de Ensaye para determinación del Índice de Condición de Pavimentos de Aeropuertos– PCI.
Chavarria R., Escobar C.,(200) Implementación de un Sistema de Información Geográfica orientado a la Gestión Vial de la Comuna Estación Central, Universidad de Santiago de Chile.
US Army Corps of Engineers Construction Engineering Research Laboratory, (2004),Manual de Micro P aver Versión 5.2
Manual de ArcView GIS 3.2
Bibliografía
ANEXO I SINOPSIS DEL MÉTODO PCI
SINOPSIS DEL MÉTODO PCI
El área de movimiento se subdivide en ramas (branches en ingles) en que las típicas son pistas, calles de rodaje y plataformas. Cada rama se divide a su vez en secciones, 15m centrales de pista, etc. Una sección debe ser lo más homogénea en cuanto a estructura, edad y cantidad de tránsito. Una sección se subdivide en unidades de muestra, en adelante UM, que debe estar representado por un lote adyacente de 450m2
±
180m2 en caso de
pavimentos flexibles o por 20 paños ±8 paños en caso de rígidos. Por razones de escasez de tiempo y personal (para propósitos de planificación pero no de diseño, pues en el último caso se debe inspeccionar un 100% del pavimento), se puede inspeccionar una parte de las UM siguiendo un criterio estadístico de tener un nivel de confianza del 95% de los valores resultantes del PCI. Éstas son llamadas unidades de muestra a inspeccionar (UMI). El número de UMIs es función de la dispersión de los valores de PCI individuales. Como la dispersión de valores del PCI se conocerá solo una vez efectuadas las mediciones, en forma preliminar se supone una desviación estándar de 10% para pavimentos flexibles y de 15% para pavimentos rígidos. Con ello se determina el número preliminar de UMI en cada sección mediante la fórmula: n = Ns2/((e2/4)(N –1)+ s 2)
(1)
Siendo N el número total de UM de la sección, s la desviación estándar preliminar, “e”, un error de 5% de mediciones de la sección.
Anexo I
122
Las UMI se espacian en intervalos “i” uniformes a través de la sección dividiendo N/n y adoptando el entero mayor siguiente. Se selecciona la primera unidad de muestra al azar, eligiendo un entero entre 1 e “i” y sumando un intervalo “i” para las sucesivas. El número de UMI para satisfacer el nivel de confianza mínimo de 95% se corrige una vez determinada la dispersión del PCI de las UMI preliminares, utilizando la fórmula (2)
Una vez efectuadas las mediciones de PCI se determina el valor real de la dispersión a través de la desviación estándar de los valores calculados, siendo PCIf el promedio aritmético de los valores individuales PCI i y “n” el número de valores de PCI preliminares. Con el valor corregido de “s”, volvemos a recalcular el número de UMI mediante la fórmula (1), siendo la diferencia respecto al número preliminar de UMI el número de unidades de muestra adicionales que deben inspeccionarse para completar el ensayo, en caso de que este número fuera inferior al preliminar. Estas unidades adicionales deben repartirse con criterio estadístico a través de toda la sección para conservar la representatividad del total.
Anexo I
123
Cálculo de PCI para pavimentos de Concreto Asfáltico(CA), incluyendo superficies porosas para el mejoramiento del roc e. En terreno se debe determinar el tipo, la cantidad y el nivel de severidad, si es que corresponde, de los deterioros de la unidad de muestra inspeccionada Se califica el tipo con un índice numeral entre 41 y 56, el nivel de severidad de acuerdo a la pauta presentada en apéndices del método con fotografías que ilustran el tipo y nivel de severidad. La cantidad se determina según el tipo de deterioro por superficie, longitud o número, según la unidad de medida del tipo particular. Se llena una hoja de registro, con los datos y mediciones, para cada unidad de muestra inspeccionada donde se indica, entre otros, el número de la unidad de muestra, su área en m2 o pie2 y una nómina encabezada por tipo de deterioro mediante su número de código, para cada tipo de deterioro, su cantidad en la unidad de medida correspondiente seguida de una letra que indica el nivel de severidad. El nivel de severidad puede ser Alto, Mediano o Bajo lo que se representa por la letra A o H, M o M, y B o L según se use idioma español o inglés.
Anexo I
124
PAVIMENTO ASFALTICO/REGISTRO DE INSPECCION-UNIDAD DE MUESTRA (U.M.) AEROPUERTO AER DROMO SECTOR
CHACALLUTA
ZONA CARACTERISTICA
FECHA Mar-03 U.M.
AREA U.M. 450m2 OBSERVACIONES: Pintura color azúl
INSPECCION REALIZADA POR: Claudio Rojas, Pedro Venegas NIVELES DE SEVERIDAD: B(L) =BAJ O : M(M) =MEDIO : A(H) =ALTO
T IP O S D E D E T E R I O R O S
B (L) M (M)
EXISTENTES
48 10B 20B 15B 9M
41 50B
53 200B 175B 25M
45 15B 20M
50 10B
45 9
50
375 25
15 20
10
A (H)
Posteriormente se suma las cantidades de deterioro para cada tipo y nivel de severidad, para usarse estos totales en la determinación del PCI de la unidad de muestra, de la forma que pasamos a indicar: 1.- Se determina una densidad de cada combinación de tipo y nivel de severidad por el cuociente entre su cantidad de deterioro correspondiente y la superficie de la unidad de muestra inspeccionada (para hacerlo manualmente se debe trabajar con unidades inglesas). Se ingresa a continuación en el gráfico que se acompaña en los anexos del método, que corresponde al tipo de deterioro, con la densidad y se obtiene un valor llamado “valor deducido” o VD el que se examina para determinar el PCI del área de muestra inspeccionada. A continuación se ejemplifica la determinación del Valor Deducido, con gráficos de 2 tipos de deterioro de un total de 16 para Anexo I
125
pavimentos flexibles. La asignación de número de deterioro corresponde a la adoptada por el programa Paver 4.2.
2.-Se ordenan los diferentes VD de la UMI en orden decreciente de sus valores y se examinan. Si solo 1 valor de los VD es mayor que 5 o si ninguno de los VD es mayor que 5, entonces el PCI de la UMI se calcula como 100 - suma de todos los valores DV, o sea: PCI = 100 - Σ (VD) 3.- En caso contrario se sigue un procedimiento un poco más complejo para determinar el Valor Deducido Corregido o “VDC” y de esa forma obtener el PCI como 100 – VDC. Debemos en primer lugar determinar entre los mayores VD (o DV), el número máximo (m) de valores deducidos, mediante la fórmula: Anexo I
126
m = 1 + (9/95)(100 – HDV)
≤
10
Siendo HDV el mayor de los DV. De aquí resulta que el número de VDs como el número entero inmediatamente mayor a m si es que m tiene una parte fraccionaria. Luego hacemos una tabla como la que se muestra a continuación: Valores Deducidos
21,0 20,0 21,0 20,0 21,0 5,0 5,0 5,0
9,0 5,0 5,0 5,0
4,9 4,9 4,9 4,0
4,8 4,8 4,8 4,8
4,0 4,0 4,0 4,0
1,8 1,8 1,8 1,8
Total
q
VDC
92,5 88,5 73,5 57,5
4 3 2 1
50,0 56,0 51,0 57,5
La primera fila contiene los VD en orden decreciente, siendo el último la fracción de m del último VD considerado. Estos VDs van seguidos de tres
Anexo I
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columnas: La 1ª contiene la suma de los VDs de la fila, la 2ª el número de VDs mayores a 5 o “q”, y la 3ª el VDC que se obtiene del gráfico de “Valores Deducidos Corregidos para Pavimentos Flexibles”, al que se ingresa con el valor de la columna “Total“como abscisa, se asciende hasta “q” y se sale horizontalmente con el VDC. Se repite la operación anterior copiando la primera fila de VDs en la segunda y reemplazando el menor valor mayor que 5 por 5, con lo cual “q” baja a 3. Se repite en una tercera fila lo anterior reemplazando el VD mayor que 5 por 5 y así sucesivamente hasta llegar a q =1. Las 3 columnas finales se llenan en forma semejante al procedimiento de la primera. Finalmente el VDC que se usa en el cálculo del PCI es el mayor de la última columna y el PCI se calcula así: PCI = 100 – mayor VDC El PCI del pavimento rígido se calcula en forma bastante análoga. Finalmente en ayuda de este laborioso cálculo viene el Programa desarrollado por el USACI llamado Paver, en su versión 4.2, al que se alimenta con los datos, en unidades métricas o inglesas, de Tipo de deterioro, Cantidad y Grado de severidad correspondiente para que calcule, grafique y grabe los datos y PCIs resultantes
Anexo I
ANEXO II REGISTROS DE INSPECCIONES DE PAVIMENTOS DE ASFALTO Y HORMIGÓN
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Anexo II
