CAMILO ANDRES GARCÍA PÚLIDO - Francisco José de Caldas...

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BASE DE DATOS ESPACIAL PARA LA INSPECCIÓN DE LAS OBRAS

COMPLEMENTARIAS DE MANTENIMIENTO VIAL. CASO DE ESTUDIO VIA

VILLAVICENCIO – CUMARAL K0+000 – K20+000

CAMILO ANDRES GARCÍA PÚLIDO

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

BOGOTÁ, COLOMBIA

2017

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BASE DE DATOS ESPACIAL PARA LA INSPECCIÓN DE LAS OBRAS

COMPLEMENTARIAS DE MANTENIMIENTO VIAL. CASO DE ESTUDIO VIA

VILLAVICENCIO – CUMARAL K0+000 – K20+000

CAMILO ANDRES GARCÍA PÚLIDO

PROYECTO DE GRADO COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL TÍTULO DE

TECNÓLOGO EN TOPOGRAFÍA

DIRECTORA:

JANNETH PARDO

INGENIERA CATASTRAL Y GEODESTA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

BOGOTÁ, COLOMBIA

2017

3

Nota de aceptación

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________

____________________

_____________________________________

Firma del director Profesora Janneth Pardo

_____________________________________

Firma del jurado Profesora Ruby Pardo

Bogotá D.C., Febrero 2017

4

AGRADECIMIENTOS

Agradezco hoy y siempre a mis padres y familiares que siempre me apoyaron para

conseguir esta meta brindándome apoyo, amor, comprensión y paciencia.

Esta tesis ha requerido de esfuerzo y dedicación de mi parte y el tutor de tesis, Janeth

Pardo, Ingeniera Catastral que sin su importante ayuda, experiencia personal y

profesional no hubiese sido posible su conclusión.

A la empresa C.I.C. Consultores de Ingeniería y Cimentaciones S.A., en cabeza del

Ingeniero Jorge Hernán García León, que se interesó en mi proyecto e hizo posible la

recolección y toma de datos para el proyecto, además de brindarme su total apoyo y

conocimiento para el desarrollo del presente proyecto de grado.

5

RESUMEN

El mantenimiento de las vías es fundamental para mejorar la movilidad y el transporte.

Por esta razón debe llevarse a cabo de tal manera que cumpla con los lineamientos

establecidos para su correcta ejecución. Uno de los objetivos de dicho mantenimiento es

evitar daños graves como la afectación en la capa de rodamiento de las vías, puesto que

daños de ésta clase en ocasiones pueden llegar a ser irreversibles, obligando a realizar

reparaciones y reconstrucciones que sobrepasan los costos iniciales de un

mantenimiento previamente programado.

Uno de los mecanismos más efectivos para evitar éste tipo de fallas en el mantenimiento

adecuado de las vías, es la inspección de las obras complementarias; puesto que a través

de éste tipo de procesos se pueden revisar y diagnosticar adecuadamente en el tiempo

establecido cada una de las actividades a ejecutar.

Actualmente, las concesiones viales o empresas de consultoría son las encargadas de

liderar éste tipo de procesos. Una vez evaluadas cada una de las fallas que actualmente

se presentan en los procesos mencionados, podemos establecer que se requiere de una

herramienta ágil, confiable y de constante retroalimentación para cálculos de

presupuestos, una base de datos de obras complementarias, sistematizada y de fácil

consulta, que les permita realizar seguimiento del estado individual de cada obra

complementaria, junto con el análisis de los datos obtenidos, mediante un análisis

estadístico como soporte.

Palabras clave: Base de datos, relacional, espacial, mantenimiento, planeación, vías,

obras de mantenimiento, consultoría, concesión, ArcGIS, Access.

6

ABSTRACT

As established in road maintenance programs so far have attempted inventories and

diagnostics of works of art: gutters, walls, filters and waterways among others (within

these maintenance culverts, box culverts and bridges are excepted, as they are the

subject of other studies); that make up the road network of the main departments, without

success, due in large part to the methodology used for the storage of such information is

done in analog formats that contain large volumes of information, which ends up

lengthening, complicating and densifying the work. For our case study, we will focus on

the department of Meta, where we will have a pilot project, taking twenty (20) kilometers

long route or path, where multiple types of complementary works are presented; that

allows us as a result improve the work of road concessions or consulting firms, through

storage database for agile planning maintenance and improvement in the old works and

new, which in turn ultimately ensure process stability and better service to the community.

Road concessions or consulting firms have spent doing field work including, among

others, a planimetric survey of the works, evaluation of the state, functionality and creation

of technical specifications for each of the works identified within its scope. With the

collection of this data and information in an efficient manner, as we intend to develop, it

will be standardized spatial data base with which it is expected to minimize time in

consultations and calculations, along with the size of files. A report containing a spatial

database where the call content data sheets, where the activities to be performed, status

of the work to date, maintenance and observations of each of the additional works are

described individually reflect.

Currently, road concessions or consulting firms are responsible for leading this type of

process. Once evaluated each of the failures that currently occur in these processes, we

can state that requires an agile, reliable tool and constant feedback to calculate budgets,

a database of complementary, systematic and easy reference works that allows them to

track individual condition of each additional work, along with the analysis of the data

obtained by statistical analysis as support.

7

Keywords:

Database, relational, spatial, maintenance, roads, maintenance works, consulting, grant,

planning, ArcGIS, Access.

8

TABLA DE CONTENIDO

ÍNDICE DE FIGURAS ...................................................................................................12

ÍNDICE DE TABLAS .....................................................................................................14

1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................15

2. ANTECEDENTES ..................................................................................................16

2.2.1. I.N.G.R.I.D Gestión Geográfica de Archivos y Mantenimiento ...................16

2.2.1.1. Inventario y Mantenimiento en Carreteras Funcionalidad ....................16

2.2.1.2. Objetivos .............................................................................................16

2.2.2. Base de datos con el estado completo de las vías .....................................17

2.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................18

3. JUSTIFICACIÓN ....................................................................................................19

4. OBJETIVOS ...........................................................................................................20

4.2. OBJETIVO GENERAL ....................................................................................20

4.3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...........................................................................20

5. MARCO DE REFERENCIA ....................................................................................21

5.2. CONCEPTOS TEÓRICOS ..............................................................................21

5.2.1. Base de Datos ...........................................................................................21

5.2.2. Tipo de Datos para la base de datos .........................................................23

5.2.3. Sistemas de Información Geográficos y Bases de Datos Espaciales .........24

9

5.2.4. Sistemas de Referencia y Coordenadas ....................................................27

5.2.5. Mantenimiento Vial ....................................................................................29

5.2.6. Obras para el Control de Inestabilidades ...................................................30

5.2.6.1. Muros ..................................................................................................30

5.2.6.2. Gaviones .............................................................................................30

5.2.6.3. Muros en concreto ...............................................................................31

5.2.7. Manejo y Control de Aguas de Escorrentía e Infiltración ............................32

5.2.8. Obras para el control de las aguas de escorrentía e infiltración .................33

5.2.8.1. Cunetas y Canales ..............................................................................33

5.2.8.2. Filtros ..................................................................................................34

5.2.9. Clases y Unidades de las Mediciones en Topografía .................................35

5.2.9.1. Unidades Lineales ...............................................................................35

5.2.9.2. Unidades de Área ................................................................................36

5.2.9.3. Unidades de Volumen .........................................................................36

6. DATOS Y MÉTODOS ............................................................................................36

6.2. ZONA DE ESTUDIO .......................................................................................36

6.2.1. VILLAVICENCIO ........................................................................................38

6.2.2. CUMARAL .................................................................................................39

6.3. OBRAS SELECCIONADAS ............................................................................39

10

6.4. MÉTODOS ......................................................................................................40

6.4.1. FASE 1: RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN ....................................40

6.4.2. FASE 2: GENERAR UN MODELO DE DATOS .........................................41

6.4.3. FASE 3: GENERAR MODELO DE DATOS RELACIONAL ........................41

6.4.4. FASE 4: GENERAR PROYECTO PILOTO ................................................42

6.4.5. FASE 5: SALIDA GRÁFICA EN FORMATO MXD ......................................43

6.5. DISEÑO DE BASE DE DATOS .......................................................................44

6.5.1. TABLAS Y DICCIONARIO DE DATOS ......................................................45

7. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ....................................................................63

7.2. FASE 1: RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN..........................................63

7.3. FASE 2: GENERAR UN MODELO DE DATOS ...............................................64

7.4. FASE 3: GENERAR MODELO DE DATOS RELACIONAL .............................64

7.5. FASE 4: GENERAR PROYECTO PILOTO .......................................................5

7.6. FASE 5: SALIDA GRÁFICA EN FORMATO MXD .............................................5

8. CONCLUSIONES ....................................................................................................5

BIBLIOGRAFÍA ...............................................................................................................7

ANEXOS .........................................................................................................................9

ANEXO 1: Demostración Ficha Previa Base de Consulta por Obra ............................9

ANEXO 2: Base Cartográfica Autopistas del Llano Archivo DWG..............................10

ANEXO 3: Fichas técnicas generadas por consultora junto con la ficha resumen la cual

se ve reflejada en base de datos. ..............................................................................11

ANEXO 4: Base de datos (personal geodatabase) final del proyecto junto con modelo

relacional. ..................................................................................................................12

11

ANEXO 5: Cartografía proyecto .................................................................................12

12

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Demostración de dato-espacio. Fuente Elaboración Propia 24

Figura 2: Ilustración de la geometría de un SIG. Fuente: elaboración propia 26

Figura 3: Sistema de coordenadas geográfico. Fuente: Modeling our world environmental systems research

institute. Inc the ESRI guide to geodatabase design copyright © 1999 27

Figura 4: Sistema de coordenadas geográfico. Fuente: Modeling our world environmental systems research

institute. Inc the ESRI guide to geodatabase design copyright © 1999. 28

Figura 5: Cuneta en concreto tipo 4. Fuente: Manual de mantenimiento C.I.C. 34

Figura 6: Cuneta en concreto tipo 1. Fuente: Manual de mantenimiento C.I.C. 34

Figura 7: Detalle dren Francés. Fuente: Manual de mantenimiento C.I.C. 35

Figura 8: Localización de la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia. 37

Figura 9: Localización de la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia. 38

Figura 9: Diagrama de flujo fase 1. 40





Figura 14: Campos y tipo de datos para la tabla proyecto. Fuente: Elaboración propia. 45

Figura 15: Campos y tipo de datos para la tabla Departamento. Fuente: Elaboración propia. 47

Figura 16: Campos y tipo de datos para la tabla Estado Actual. Fuente: Elaboración propia. 48

Figura 17: Campos y tipo de datos para la tabla Estructura_Entrega. Fuente: Elaboración propia. 49

Figura 18: Campos y tipo de datos para la tabla Geometría. Fuente: Elaboración propia. 50

Figura 19: Campos y tipo de datos para la tabla Juntas. Fuente: Elaboración propia. 51

Figura 20: Campos y tipo de datos para la tabla Municipios. Fuente: Elaboración propia. 52

Figura 21: Campos y tipo de datos para la tabla ObraGeometría. Fuente: Elaboración propia. 53

Figura 22: Campos y tipo de datos para la tabla Obras. Fuente: Elaboración propia. 54

Figura 23: Campos y tipo de datos para la tabla Sedimentación. Fuente: Elaboración propia. 59

Figura 24: Campos y tipo de datos para la tabla Tipo_Fisura. Fuente: Elaboración propia. 60

Figura 25: Campos y tipo de datos para la tabla Tipo_Obra. Fuente: Elaboración propia. 60

Figura 26: Campos y tipo de datos para la tabla Usuarios. Fuente: Elaboración propia. 61

Figura 27: Campos y tipo de datos para la tabla Verticalidad. Fuente: Elaboración propia. 61

Figura 28: Menú desplegable que se encuentra en las columnas de base de datos. 62

Figura 30: Ejemplo de la consulta para la selección en cada columna. 62

Figura 31: Diagrama relacional del proyecto. 62

Figura 32: Modelo de datos generado para el proyecto. 5

13

Figura 33: Parte 1 tramo de obra. Fuente: Elaboración propia. 5



Figura 36: Tabla de canales con la columna "Join_Count". Fuente: Elaboración propia. 5

Figura 37: Resultado final posterior al join. Fuente: Elaboración propia. 6

Figura 38: Localización obras complementarias parte 1. Fuente: Elaboración propia. 5



14

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Comparación entre las características de un archivo y una base de datos. ...............................................22

Tabla 2: Tipo de datos de almacenamiento. ...........................................................................................................23

Tabla 3: Coordenadas de la zona de estudio del proyecto. Fuente: Elaboración propia. ........................................37

Tabla 4: Rangos para cada una de las temáticas de las tablas. ..............................................................................63

Tabla 5: Codificación inicial para cada tipo de obra. Fuente: Elaboración propia. ....................................................5

Tabla 6: Relación de obras complementarias. Fuente: Elaboración propia. ..............................................................6

15

1. INTRODUCCIÓN

Conforme a lo establecido en los programas de mantenimiento vial, hasta el momento se

han intentado realizar inventarios y diagnósticos de las obras de arte: cunetas, muros,

filtros y canales entre otras (dentro de estas obras de mantenimiento se exceptúan las

alcantarillas y puentes, ya que son objeto de otros estudios); que conforman la malla vial

de los principales departamentos del país, sin éxito alguno, debido en gran parte a que

la metodología implementada para el almacenamiento de dicha información se hace en

formatos análogos que contienen grandes volúmenes de información, lo que termina

alargando, complicando y densificando la labor.

Para nuestro caso de estudio, nos centraremos en el departamento del Meta, en donde

realizaremos un proyecto piloto, tomando veinte (20) kilómetros de longitud o trayecto de

vía, en donde se presentan múltiples tipos de obras complementarias; que nos permita

como resultado mejorar la labor de las concesiones viales o empresas de consultoría, a

través del almacenamiento en base de datos para una ágil planificación del

mantenimiento y mejora en las obras antiguas como en las nuevas, que a su vez,

finalmente garantice la estabilidad del proceso y un mejor servicio a la comunidad.

Las concesiones viales o empresas de consultoría, se han dedicado a realizar trabajos

de campo que incluyen, entre otros, un levantamiento planimétrico de las obras,

evaluación del estado, funcionalidad y creación de fichas técnicas para cada una de las

obras identificadas dentro de sus alcances. Con la recolección de estos datos e

información de una forma eficiente, como la que pretendemos desarrollar, se

estandarizará una base de datos espacial con la cual se espera minimizar tiempos en

consultas y cálculos, junto con el tamaño de archivos. Un informe que contendrá una

base de datos espacial donde se reflejará individualmente el contenido de las llamadas

fichas técnicas, en donde se describen las actividades a realizar, estado de la obra a la

fecha, mantenimiento y observaciones de cada una de las obras complementarias.

16

2. ANTECEDENTES

En la investigación se encontró información de bases de datos o SIG que se enfocan en

el estado del pavimento o concreto según el material de la vía con énfasis en el inventario

de vías. Sin embargo, no se encontró información sobre base de datos espaciales que

estén enfocadas o relacionadas con el estudio y el conocimiento de obras

complementarias necesarias para el mantenimiento de cualquier tipo de vía. A

continuación, se hace una breve reseña.

2.2.1. I.N.G.R.I.D Gestión Geográfica de Archivos y Mantenimiento

Es una empresa de software española que ofrece programas con bases de datos como:

2.2.1.1. Inventario y Mantenimiento en Carreteras Funcionalidad

Con el modelo de datos y herramientas de este módulo, y partiendo de la información

básica de una red de ejes de viales, podemos obtener distintas vistas del inventario de la

red, como planos de inventario por cuadrículas, diagramas temáticos de tipos de señales,

análisis de puntos negros a partir de partes de accidentes, etc.

2.2.1.2. Objetivos

Con INGRID se consigue maximizar la explotación de datos introducidos en el sistema

con un mínimo esfuerzo. Vamos a controlar la ubicación, mantenimiento y todos los datos

asociados a inventario de elementos de vía lineales (como marcas viales horizontales,

bordillos, aceras, vallas, balizas y elementos de contención…), como puntuales (por

ejemplo, señalización vertical, pistas de frenado, obras de fábrica, enlaces…), partes de

accidentes, y toda la gestión relativa al mantenimiento: gestión de personal y vehículos,

órdenes y partes de trabajo, programación de mantenimiento preventivo, como

17

inspecciones periódicas de arcenes, túneles y sobre todo instalaciones de todo tipo:

emergencia, semafóricas, centros de mando, luminaria…1

Carreteras de Cataluña en web

Aplicación web para el mantenimiento de Carreteras, gestión del servicio de inventario y

mantenimiento de carreteras. En el ejemplo, aplicado a la Dirección de Carreteras de

Cataluña, se abarca el inventario, avisos, órdenes y partes de trabajo, además de

certificaciones de los ámbitos, control de cada servicio y de la central. 2

2.2.2. Base de datos con el estado completo de las vías

El Gobierno Distrital autorizó la creación del Sistema de Administración de

Infraestructura, una nueva dependencia que será administrada por el IDU, y que tendrá

una completa base de datos sobre el pavimento de todas las vías de Bogotá.

El Sistema servirá para determinar el tráfico del pavimento, la vida útil y cuándo se debe

realizar el mantenimiento. La meta del Distrito es optimizar las inversiones en el tema

vial.

La Secretaría de Movilidad y la Unidad de Mantenimiento Vial también se beneficiarán

con la creación del sistema, que “permitirá organizar las finanzas y ser más eficaces a la

hora de priorizar el mantenimiento y la construcción de las vías en Bogotá. La idea es

que se sepa cuándo y cómo hay que intervenir las vías, además de priorizar las obras”,

indicó Rafael Rodríguez, secretario de Movilidad.

Y agregó, “este sistema permitirá saber hasta cuántos vehículos pasan por cada vía y

cada cuánto pasan los buses, y sus repercusiones en el asfalto”.

1 http://www.ingra.es/ingra/pdf/ficcom/C01%20Ingrid%206%20m%C3%B3dulo%20C.%20Carreteras.pdf

2 http://www.ingra.es/ingra/pdf/ficpro/pro-12001%20Catalu%C3%B1a%20Carreteras.pdf

18

2.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En Colombia, las obras públicas son un tema fundamental para el desarrollo del país, una

de las principales obras que contribuye con este objetivo son las obras viales, las cuales

brindan desarrollo a la sociedad. Sin embargo, se debe tener en cuenta que con el paso

del tiempo las obras realizadas se deterioran por su uso constante, por lo cual se debe

realizar un mantenimiento llamado “obras complementarias” que permita mejorar la

movilidad, la seguridad y el transporte. Por esta razón, dicho mantenimiento debe

hacerse de manera periódica y con buena planeación del recurso, para evitar daños

graves como por ejemplo la afectación en su estructura y en su base.

Las obras iniciales no garantizan su tiempo de vida proyectado, ya que depende de su

uso, y de las obras alternas o complementarias realizadas que permitan subsanar los

daños y deterioros presentados con el paso del tiempo, sin embargo, si estos daños no

se corrigen a tiempo por medio las obras mencionadas, éstos pueden llegar a ser

irreversibles, lo que obligaría a realizar reparaciones que sobrepasan los costos iniciales

del mantenimiento.

Con este fin se debe priorizar en aspectos como; la inspección, el diagnóstico y el

inventario de cada una de las obras que estén en su área de influencia, algunas de las

variables para analizar el estado de la vía son: la estabilidad, la conducción, la filtración,

la escorrentía superficial, y el estado de capa de rodamiento. Lo anterior se realiza con

el fin de que las vías cumplan con un óptimo funcionamiento en todos los aspectos

mencionados anteriormente.

Por otra parte, se debe tener en cuenta que todos los datos recolectados se estandarizan

en fichas técnicas que manejan grandes volúmenes de información que hacen que el

acceso a la misma sea limitado y complejo. Por este motivo, se busca realizar una base

de datos que contenga toda la información relevante para los estudios y proyectos

realizados, que sea de fácil acceso tanto para el público como para las personas

encargadas de recolectar dicha información.

19

Como se puede observar, las obras complementarias son parte fundamental en la

planeación y mantenimiento de cualquier vía y por ende en la ejecución de obras

venideras, para llevar a cabo este proceso, también se debe realizar la actualización del

respectivo mantenimiento de las obras complementarias existentes.

3. JUSTIFICACIÓN

El Departamento del Meta se caracteriza por su gran potencial en la explotación de:

ganadería, agricultura y turismo, siendo ésta una importante fuente económica para el

desarrollo del mismo. Las vías de intercambio municipal son el medio que garantiza la

expansión de la productividad del departamento (transporte de productos agrícolas,

agropecuarios, avícolas, porcinos, incremento del turismo, intercambio cultural de la

comunidad, etc.). Por tal razón las vías deben tener un óptimo funcionamiento para

garantizar los beneficios a sus usuarios.

El tramo entre Villavicencio - Cumaral es una de las principales vías donde se realizan

las actividades mencionadas, este tramo presenta algunos trayectos con diferentes tipos

de terreno tales como Plano (propensos a inundaciones) y Ondulado (propensos a

inestabilidad geológica). Esta zona del departamento recibe una alta cantidad de

precipitación la cual conlleva un constante mantenimiento de las vías.

Lo mencionado implica la necesidad de contar con un grupo de profesionales como

Geotecnistas, Ingenieros Civiles, Especialistas en Vías y Estructuras, así mismo la

presencia de Topógrafos, quienes se encuentran involucrados desde el inicio del

proyecto hasta su culminación, siendo estos quienes recopilen la información obtenida

en campo, (la evaluación, conceptos técnicos brindados por los especialistas) además

de ejecutar la georreferenciación, inspección y generación de la base de datos

geográfica. Generando un soporte correcto de fácil acceso para el mantenimiento de la

malla vial. La conformación de dichas bases de datos permite encontrar la información

de las obras de manera ordenada, facilitando su búsqueda, consulta y representación

20

gráfica. Además permite optimizar el espacio de almacenamiento y mantener la base de

datos actualizada debido a su fácil acceso y manipulación de datos.

4. OBJETIVOS

4.2. OBJETIVO GENERAL

Realizar una base de datos espacio – relacional del diagnóstico a las obras

complementarias que sirven para el mantenimiento vial, caso de estudio.

4.3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Recopilar información que sirva de base para el diagnóstico de las obras

complementarias.

• Estructurar la base de datos para estandarizar el manejo de obras

complementarias para el mantenimiento de la malla vial y su retroalimentación.

• Documentar el proceso y las actividades a realizar para plasmarlo en un tomo,

donde se pueda analizar la estructuración.

• Representar gráficamente la base de datos espacial en ArcGIS y sus

respectivas salidas gráficas.

21

5. MARCO DE REFERENCIA

5.2. CONCEPTOS TEÓRICOS

5.2.1. Base de Datos

Una base de datos es el “lugar” en el cual se permiten guardar gran cantidad de datos y

de información agrupada, estructurada y organizada que permite su uso posterior.3 Cada

uno de los datos que se encuentra almacenado en dicha base posee diferentes

características o componentes, que permiten establecer su comportamiento dentro de

una base de datos. Los componentes, también conocidos como registros se pueden

definir como:

Campo: El campo es un dato que permite conocer información específica para

cada individuo. Es un elemento fundamental y base de la información, ya que de

ahí se conoce su tipo. Existen diferentes tipos de datos como el numérico, el

alfanumérico, la fecha, el texto entre otros.

Tabla o base datos: Es una tabla en la cual se muestra toda la información de cada

uno de los registros de un dato, debe ser lo menos redundante posible y debe

tener consistencia lógica.

Además la información suministrada a una base de datos cuenta con unas características

principales que permiten su funcionamiento dentro del conjunto de datos. Dichas

características son:4

Independencia lógica y física de los datos.

Redundancia mínima.

Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios.

3 ¿Qué son las bases de datos? Damián Pérez Valdés. Octubre 26/2007. Disponible en: http://www.maestrosdelweb.com/que-son-las-bases-de-datos/ 4 ¿Qué son las bases de datos? Damián Pérez Valdés. Octubre 26/2007. Disponible en: http://www.maestrosdelweb.com/que-son-las-bases-de-datos/

22

Integridad de los datos.

Consultas complejas optimizadas.

Seguridad, acceso y auditoría.

Respaldo y recuperación.

Debe seguir un lenguaje de programación estándar.

A continuación, se muestra una tabla comparativa, en la cual se puede observar las

ventajas que poseen las bases de daos respecto a los archivos que se manejan

constantemente.

Tabla 1: Comparación entre las características de un archivo y una base de datos.

ARCHIVOS BASES DE DATOS

Contienen datos repetidos. Evita la redundancia en los datos.

Falta de seguridad en los datos. Posibilidad de mantener integridad sobre los

datos.

Presenta inconsistencias. Los datos poseen consistencia lógica.

No maneja estándares. Siempre está estandarizado.

Dificultad para compartir datos. Soporte multiusuario.

Fuente:http://central.tucuman.gov.ar:8180/doc/capacitac/Introduccion-BD-Espaciales-Teoria.pdf

23

5.2.2. Tipo de Datos para la base de datos

Tabla 2: Tipo de datos de almacenamiento.

Tipo de

campo

Descripción Tamaño Intervalo

Double Número de signo flotante

de precisión doble

8 bytes +/-4,94065645841247E-324 a +/-

8,9884656743115E307

Float

(microsoft)

Igual que Numérico 8 bytes en la

memoria;

1 a 20 bytes en una

tabla

- 0,9999999999E+19 a

0,9999999999E+20

General Referencia a un objeto

OLE

4 bytes en una tabla Limitado por la memoria disponible

Integer Valores enteros 4 bytes -2147483647 a 2147483647

Memo Referencia a un bloque

de datos


Character

(Binario)

Datos de tipo Character

que desea mantener sin

modificación en las

páginas de códigos

1 byte por carácter

hasta 254

Cualquier carácter

https://msdn.microsoft.com/es-co/library/cc483232(v=vs.71).aspx





24

Memo (Binario) Datos de campo Memo

que desea mantener sin

modificación en las

páginas de códigos


Fuente: https://msdn.microsoft.com/es-co/library/cc483213(v=vs.71).aspx

5.2.3. Sistemas de Información Geográficos y Bases de Datos Espaciales

Uno de los principales objetivos de un sistema de información geográfico (S.I.G.) es crear

una base de datos geográfica, la cual hace referencia a una colección de datos acerca

de objetos localizados en una determinada área de interés en la superficie de la tierra,

organizados en una forma tal que puede servir eficientemente a una o varias aplicaciones.

Una base de datos geográfica requiere de un conjunto de procedimientos que permitan

hacer un mantenimiento de ella tanto desde el punto de vista de su documentación como

de su administración. La eficiencia está determinada por los diferentes tipos de datos

almacenados en diferentes estructuras. El vínculo entre las diferentes estructuras se

obtiene mediante el campo clave que contiene el número identificador de los elementos.

Figura 1: Demostración de dato-espacio. Fuente Elaboración Propia

25

El concepto de base de datos es esencial en un SIG y constituye la principal diferencia

entre un SIG y un simple sistema de dibujo o de cartografía computacional que sólo puede

producir buena información gráfica. Cualquier SIG actual tiene un sistema de

administración de base de datos que integra coberturas, imágenes, tablas de atributos,

etcétera.5

Un SIG vincula datos espaciales con información descriptiva de alguna característica

particular de un mapa. La información se almacena como atributos o características del

elemento gráficamente representado. Además también utiliza atributos almacenados que

sirven para calcular nueva información acerca de los elementos del mapa, por ejemplo,

para calcular la longitud de un camino en particular o determinar el área total de un tipo

específico de suelo.

Esencialmente, un SIG le permite al usuario combinar información descriptiva con los

elementos de un mapa, crear nuevas relaciones que puedan determinar la disposición de

distintos sitios susceptibles de desarrollo, evaluar impactos ambientales, calcular

volúmenes de cosecha, identificar la mejor ubicación para una nueva instalación, entre

otras. La estructuración de la información espacial procedente del mundo real en capas

conlleva cierto nivel de dificultad.

5 Redactado con base en: http://sig.cea.es/SIG

26

Figura 2: Ilustración de la geometría de un SIG. Fuente: elaboración propia

En primer lugar, la necesidad de abstracción que requieren los computadores implica

trabajar con primitivas básicas de dibujo, de tal forma que toda la complejidad de la

realidad ha de ser reducida a puntos, líneas o polígonos.6

6 Redactado con base en: Modelos para la información Geográfica, Modelo Vectorial, página 8. Disponible en: http://volaya.github.io/libro-sig/chapters/Tipos_datos.html

27

5.2.4. Sistemas de Referencia y Coordenadas

Un sistema de coordenadas geográficas es un sistema de referencia usado para localizar

y medir elementos geográficos. Para representar el mundo real, se utiliza un sistema de

coordenadas en el cual la localización de un elemento está dado por las magnitudes de

latitud y longitud en unidades de grados, minutos y segundos.

Figura 3: Sistema de coordenadas geográfico. Fuente: Modeling our world environmental systems research institute. Inc the ESRI guide to geodatabase design copyright © 1999

La longitud varía de 0 a 180 grados en el hemisferio Este y de 0 a -180 grados en el

hemisferio Oeste de acuerdo con las líneas imaginarias denominadas meridianos. La

latitud varía de 0 a 90 grados en el hemisferio norte y de 0 a -90 grados en el hemisferio

sur de acuerdo con las líneas imaginarias denominadas paralelos o líneas ecuatoriales.

El origen de este sistema de coordenadas queda determinado en el punto donde se

encuentran la línea ecuatorial y el meridiano de Greenwich.

Las coordenadas cartesianas son generalmente usadas para representar una superficie

plana. Los puntos se representan en términos de las distancias que separan a dicho punto

de los ejes de coordenadas.

28

Figura 4: Sistema de coordenadas geográfico. Fuente: Modeling our world environmental systems research institute. Inc the ESRI guide to geodatabase design copyright © 1999.

La superficie de referencia más comúnmente usada para la descripción de localizaciones

geográficas es una superficie esférica. Esto es válido, aun sabiendo que la figura de la

tierra se puede modelar más como un elipsoide que como una esfera. Se sabe sin

embargo que para la generación de una base de datos que permita la representación de

elementos correctamente georreferenciados, y en unidades de medidas comunes como

metros o kilómetros, debe ser construida una representación plana.

Toda proyección lleva consigo la distorsión de una o varias de las propiedades espaciales

ya mencionadas. El método usado para la proyección será el que en definitiva nos permita

decidir cuales propiedades espaciales sean conservadas y cuales distorsionadas. Las

proyecciones específicas eliminan o minimizan la distorsión de propiedades espaciales

particulares. Las superficies de proyección más comunes son los planos, los cilindros y

los conos, según el caso se exige la proyección acimutal, cilíndrica y cónica

respectivamente.7

7 Redactado con base en: Tipos de proyección, Ayuda de ArcGIS. Disponible en: http://desktop.arcgis.com/es/arcmap/10.3/guide-books/map-projections/projection-types.htm

29

Las propiedades especiales de forma, área, distancia y dirección son conservadas o

distorsionadas dependiendo no solo de la superficie de proyección, sino también de otros

parámetros. Puesto que cada tipo de proyección requiere de una forma diferente de

transformación matemática para la conversión geométrica, cada método debe producir

distintas coordenadas para un punto dado. Por ejemplo: Transformación de mercator,

transformación estereográfica.

5.2.5. Mantenimiento Vial

Existen muchos factores que pueden influenciar el estado de una vía. Desde el trafico

frecuente y pesado, el mal clima, el diseño incorrecto o simplemente el paso del tiempo.

El mantenimiento de las vías se hace importante por varias razones:

La seguridad de sus usuarios.

La conservación máxima de su utilidad.

Prevenir futuros daños y costos elevados de reparación.

La estabilización y el mantenimiento preventivo o correctivo de una vía segura en la que

se minimice el riesgo de deterioros que pueden resultar más costosos. A continuación

solamente se describirán las obras con su respectiva mitigación o función que serán

contempladas en este caso de estudio:

Cunetas

Filtros

Muros

Canales

Obras que no estarán contempladas en este estudio:

Puentes, Alcantarillas, Drenes Horizontales, anclajes, taludes.

30

5.2.6. Obras para el Control de Inestabilidades

Se presentan a continuación las estructuras usadas para el control de inestabilidades:

5.2.6.1. Muros

Los muros, en este caso, son obras lineales que buscan restituir el equilibrio que se

requiere para contrarrestar los empujes de las masas de suelo. Son estructuras de

sección transversal constante, generalmente, rígidos (si son en concreto) o flexibles (en

gaviones). Se denomina espaldón a la superficie de contacto suelo – muro y

generalmente se recubre con geotextil en los muros en gavión. Si es un muro en concreto

se construye un sistema de drenaje que alivie las presiones del agua. La superficie de

cimentación requiere suelos competentes.

Los muros tienen dos partes estructurales; el cuerpo o vástago y la pata o cimiento. En

el caso de los muros en gaviones la pata resulta de construir el cuerpo principal.

Generalmente el ancho de la pata de los muros no deberá ser menor al 60% de la altura

total del muro.

Todo muro deberá tener un sistema de drenes, ya sea a través de lloraderos o filtros en

el espaldón.

5.2.6.2. Gaviones

“Un gavión es una “canasta” o enrejado formado con malla de alambre de acero,

usualmente galvanizado, para ser llenada principalmente con piedra en el sitio de la obra

y formar un elemento de gran estabilidad estructural, permeable al agua y relativamente

flexible, lo cual le permite adaptarse a los movimientos del terreno”

31

En los gaviones los aspectos más relevantes a tener en cuenta son:

Enrocado: lo constituye el grupo de rocas que actúa como elemento portante.

Deben ser rocas del diámetro indicado por el diseñador, dispuestas en una

configuración densa, dando cuerpo al muro como tal. Los bloques deben ser

resistentes a la degradación, abrasión y meteorización.

El refuerzo en malla exterior: asume los esfuerzos a tensión lo que permite

controlar los asentamientos diferenciales.

Las costuras de las caras de las mallas: deben tener las mismas características

del refuerzo en malla, pero con un diámetro 25% mayor.

La superficie de apoyo o cimentación: debe ser totalmente horizontal, plana,

homogénea, bien drenada. El material de cimentación deberá tener una capacidad

de soporte competente. Siempre, en estos casos, se deberá evaluar la estabilidad

general, ya que estos tipos de estructuras son por lo general pesadas y robustas.

La malla deberá ser a doble Tensión, con un calibre mínimo de alambre

galvanizado No. 14. En el evento que las condiciones ambientales son de alta

humedad, el alambre debe ser encauchetado o el Gavión protegido con una capa

de mortero o concreto.

5.2.6.3. Muros en concreto

Son estructuras rígidas, en concreto, ancladas o soportadas por su propio peso, que

contienen los empujes de las masas de suelo. Dentro de este grupo se encuentran las

aletas de puentes y alcantarillas. Su principal característica es quizá el hecho de los

avanzados métodos de cálculo para su diseño.

Estas estructuras pueden ser de: gravedad, semi-gravedad y cantiléver. Pueden ser

reforzados (cantiléver) o no (de gravedad y/o ciclópeo).

32

5.2.7. Manejo y Control de Aguas de Escorrentía e Infiltración

El drenaje de las construcciones viales es el conjunto de las obras destinadas a proteger

la estructura de pavimento de las acciones perjudiciales del agua; por tanto se incluyen

aquí las obras destinadas a captar y/o controlar el agua en las inmediaciones del corredor

vial y las destinadas a permitir su tránsito cuando se interceptan.

La presencia del agua dentro de la estructura de pavimento y la zona adyacente se debe

principalmente a dos factores:

A la precipitación, que se convierte en escorrentía, en la zona del corredor vial o

en zonas cuyo drenaje natural atraviese el corredor vial o en su zona de influencia.

A la precipitación que se infiltra en el terreno en la zona del corredor vial o en zonas

cuyo sub drenaje natural atraviese el corredor vial o en su zona de influencia. Las

zonas de recarga de los acuíferos y aguas sub - superficiales, en algunos casos,

pueden quedar bastante distanciadas de la vía.

El agua superficial genera tres (3) efectos sobre el pavimento:

Hidroplaneo: Cuando no se evacua el agua de la superficie del pavimento. El “agarre” o

adherencia, entre las llantas y la superficie del pavimento, disminuye generando riesgo

para el usuario de la vía.

Erosión: generada por el flujo de agua en la capa de rodadura del pavimento.

Presión Hidrostática: Cuando existe fisuramiento o dos capas de asfalto en contacto, el

agua almacenada en dichos intersticios, bajo la presión de la llanta, genera altos

esfuerzos que causan el fisuramiento y en algunos casos el desprendimiento de la capa

de rodadura

33

Por otro lado, los pavimentos no son impermeables y el agua empozada en las mismas

puede migrar hacia las capas granulares (si bien el agua puede provenir también de flujos

subterráneos). En este caso se comenta:

“El agua sub superficial presente al interior de un pavimento afecta directamente su

capacidad estructural, por lo que se puede reducir la cohesión aparente de los materiales

finos granulares, lo que está relacionado con menores fuerzas capilares.

Cuando el agua está presente en la base o en la sub base del pavimento, impide que

éstas absorban la totalidad de los esfuerzos que les corresponden, transmitiéndose a la

sub rasante solicitaciones mayores a las esperadas en el diseño.” Lo anterior es válido

tanto para las estructuras de los pavimentos como para las estructuras bajo las cunetas.

5.2.8. Obras para el control de las aguas de escorrentía e infiltración

5.2.8.1. Cunetas y Canales

34

Figura 5: Cuneta en concreto tipo 4. Fuente: Manual de mantenimiento C.I.C.

“Las cunetas son canales que se adosan a los lados de la corona de la vía y

paralelamente al eje longitudinal de la misma. El objetivo de esta estructura es la de

recibir el agua superficial proveniente del talud y de la superficie de rodamiento.” 8

Son estructuras de sección transversal constante y pendiente longitudinal controlada que

entregan a cuerpos de agua permanentes o zonas bajas. Por otro lado, los canales

cuando se ubican paralelos al corte de un talud, en su parte superior, se les dan el nombre

de zanjas de coronación. Estos canales que pueden ser en tierra o revestidos en

concreto, interceptan la escorrentía evitando que esta se desplace sobre la cara del talud

generando erosión y saturación.

Figura 6: Cuneta en concreto tipo 1. Fuente: Manual de mantenimiento C.I.C.

5.2.8.2. Filtros

Son zanjas, de sección transversal constante, pendiente longitudinal definida, que

contienen un material granular permeable (grava de diámetro homogéneo), un material

filtrante (un manto de geo textil, que rodea el material permeable), un ducto de evacuación

(tubería perforada que recibe y conduce el agua drenada a una entrega controlada) y una

8 Tomado de: Ingeniería de pavimentos para carreteras. Montejo Fonseca, Alfonso. 1997

35

entrega a una corriente o un cuerpo de agua. Se construyen generalmente paralelos a la

vía y bajo las cunetas (pero pueden encontrarse sin cunetas).

Figura 7: Detalle dren Francés. Fuente: Manual de mantenimiento C.I.C.

5.2.9. Clases y Unidades de las Mediciones en Topografía

Las distancias horizontales o inclinadas se miden de manera directa con cintas de acero,

o de manera indirecta con medidores electrónicos de distancias o EDM. (Electronic

Distance Meter). Debido al uso generalizado de éstos últimos equipos, en virtud de su

precisión y rapidez, las cintas se usan cada vez menos y solo para distancias muy cortas.

También hay métodos indirectos y rápidos, para la medición de estas distancias,

conocidos como taquimétricos o estadimétricos.

5.2.9.1. Unidades Lineales

Las unidades lineales se utilizan para la medición de longitudes y elevaciones (distancias

horizontales o inclinadas y distancias verticales) utilizan el sistema métrico conocido

como el sistema internacional de unidades o simplemente SI, el cual se basa en el

sistema decimal (múltiplos de 10) y la unidad base es el metro.

36

5.2.9.2. Unidades de Área

Las unidades de área se usan para medir superficies y se expresan en metros cuadrados

(m2). Sin embargo, en nuestro medio, en las medidas de agrimensura para las áreas de

lotes y parcelas, normalmente se emplea la hectárea (ha) y la fanegada (fan). Para

grandes extensiones se usa el kilómetro cuadrado (Km2).

La hectárea es equivalente a un cuadrado de 100 metros de lado o 10.000. Como un

kilómetro cuadrado equivale a un cuadrado de 1000 metros de lado, se deduce que un

kilómetro cuadrado equivale a 100 hectáreas. Una fanegada equivale a un cuadrado de

80 metros de lado o sea 6.400 m2.

5.2.9.3. Unidades de Volumen

Las unidades de volumen se usan para medir el espacio ocupado por una obra y se

expresan en metros cúbicos m3 que se encuentran estipulados para el sistema

internacional de medición. Estas medidas son necesarias para cuantificar cantidad de

obra.

6. DATOS Y MÉTODOS

6.2. ZONA DE ESTUDIO

El proyecto se encuentra localizado en el Departamento del Meta al sur oriente del país.

La consultoría se realizó para la malla vial del Meta que comprende los siguientes tramos:

Villavicencio- Cumaral- 20 km

Villavicencio- Granada- 78 km

Villavicencio- Puerto López- 80 km

Cumaral – Veracruz – 20 Km

37

Para el caso de estudio y proyecto piloto se optó por el tramo Villavicencio – Cumaral con

una distancia de 20 km como se ve en la figura 8. El sistema de coordenadas utilizado es

MAGNA SIRGAS origen Bogotá. Las coordenadas de la zona de estudio se muestran a

continuación (Ver tabla 3).

Tabla 3: Coordenadas de la zona de estudio del proyecto. Fuente: Elaboración propia.

Figura 8: Localización de la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia.

En las siguientes figuras se muestra el registro fotográfico desde el punto inicial hasta el

punto final del tramo pasando por algunas localizaciones en las cuales se encuentran las

obras relevantes del proyecto.

Coordenadas caso de Estudio

Punto Este Norte

K0 +000 1051470 953818

K20+000 1065151 964055

38

Inicio del tramo K0+025

K0+155 K12+705 K12+800 K19+365

Figura 9: Localización de la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia.

6.2.1. VILLAVICENCIO

Como se mencionó, una parte de la zona de estudio se encuentra en el municipio de

Villavicencio en el departamento del Meta, cuenta con una población urbana de 407.977

habitantes, cuenta con clima cálido y muy húmedo, y una temperatura media de 27°C.9

Posee vías principales o primarias que con las que lo conducen a Bogotá, Acacías,

Restrepo, y Puerto López. Además cuenta con vías secundarias intermunicipales y vías

terciarias interveredales. Por otra parte, este municipio es muy importante, ya que

conserva gran parte de la diversidad biológica con la que cuenta el país, convirtiéndola

en una de las reservas biológicas más significativas del mismo. Otro de sus beneficios es

que cuenta con grandes fuentes hídricas como el río Guatiquía, Guayuriba, Negro y Ocoa;

9 (oficial, 2016)

39

caños como Parrado, Gramalote, y Maizaro; y quebradas como La Unión, Grande,

Honda, Buque, Rosa Blanca y La Cuerera.10

6.2.2. CUMARAL

La parte restante de la zona de estudio se encuentra en el municipio de Cumaral en el

departamento del Meta, cuenta con una población urbana de 12.230 habitantes y una

población total de 18.020 habitantes, cuenta con una superficie total de 618.62 Km2 y

una altitud media de 452 metros sobre el nivel medio del mar (m.s.n.m.m.).11DATOS

6.3. OBRAS SELECCIONADAS

En el tramo seleccionado se encontraron 102 obras, distribuidas de la siguiente forma:

Cunetas

Filtros

Muros

Canales

Las alcantarillas, puentes, boxcoulvert y obras no mencionadas anteriormente no

formaran parte para del proyecto piloto.

10 (oficial, 2016) 11 (Cumaral, 2016)

40

6.4. MÉTODOS

La metodología en esta investigación, consideró 5 fases que significaron en los

resultados que se mostrarán más adelante.

6.4.1. FASE 1: RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN

Recopilación de información que sirva de base para el diagnóstico de las obras

complementarias. Por medio de proyectos y consultorías anteriores, recopilación de

campo o en los inventarios anuales que se realizan de inspección.

Con esta información se diseñarán, estandarizarán y normalizarán las tablas para

ingresar los datos recolectados, compilados y resumidos que permitan el manejo de la

información de forma organizada y confiable.

Figura 10: Diagrama de flujo fase 1.

Fuente: Elaboración propia

41

6.4.2. FASE 2: GENERAR UN MODELO DE DATOS

Generar modelo para flexibilizar y organizar información compilada dentro de tablas,

diseño, definición y estandarización de tablas que contengan la mayor cantidad de

información para cada obra y característica de estado de mantenimiento de la obra, así

como ubicación geográfica y relativa a la vía o localización, geometría y aspectos

puntuales a su mantenimiento.



6.4.3. FASE 3: GENERAR MODELO DE DATOS RELACIONAL

Modelo que permita normalizar información que quede compuesta adecuadamente para

generar consultas, crear relaciones entre tablas y campos únicos, definidos dependiendo

la variable y el tipo de registro para generar filtros o consultas (query’s) que permitan

adquirir información específica o de un área o tramo en especial. Ya que es un modelo

basado en registros se denomina así porque la base de datos se estructura en registros

de formato fijo de varios tipos.

42



6.4.4. FASE 4: GENERAR PROYECTO PILOTO

Desarrollar proyecto piloto para generar consultas, prueba de fallos y errores, cambio de

campos o número de datos, rectificación de tablas o inconsistencias con los datos de la

tabla denominada obras que generen fallos en las consultas solicitadas. Revisar

repetición de información y depuración de la base de datos.



43

6.4.5. FASE 5: SALIDA GRÁFICA EN FORMATO MXD

Es necesario mencionar que se realizó un tratamiento previo de los datos iniciales

almacenados en el plano topográfico denominado “PLANTA SECCIONADA CUMARAL”

proporcionado como base de estudio por parte de AUTOPISTAS DEL LLANO a la

consultora CIC SAS, el cual permitió generar una representación gráfica de las obras

complementarias agregadas a la base de datos que será visualizada en las salidas

gráficas en formato MXD.

Dicho tratamiento consiste en localizar cada una de las obras complementarias que se

encuentran dentro de la base de datos en la representación de la vía de izquierda a

derecha teniendo en cuenta abcisados, distancias y dimensiones de cada una de las

obras complementarias.

Posteriormente se realiza una transformación de las cunetas (tipo línea), los muros (tipo

polígono), los canales (tipo polígono), y los filtros (tipo polígono) de formato DWG a

formato SHP y a cada uno de ellos se les asignó por medio de una unión (función join en

ArcGIS) su respectivo código (tipo texto), en el cual se debe verificar la unión de campos.

En caso de que dicha verificación indique que la correspondencia de los objetos es 1 a 1

se prosigue a realizar la unión o join; por el contrario si el resultado es 0 se deben verificar

los códigos para rectificar el error y volver a realizar la unión; y si el resultado es 2 se

indica que la correspondencia es de muchos a uno, por lo cual se deben rectificar los

códigos de obra manualmente, ya que cada una de las obras mencionadas cuenta con

un código único.

Para la unión, se realiza la exportación de la tabla de obras de la base de datos a Excel

y se ingresa al programa ArcGIS para realizar la verificación de las obras ingresadas y la

asignación de los identificadores.

44

En esta fase se generan las salidas gráficas en formato MXD con sus respectivos

shapefile y atributos en base a una consulta de la base de datos, donde se pueda ver y

rectificar coordenadas de obras y área de proyecto piloto en base a cartografía estándar

colombiana en formato KMZ, MXD y PDF. Para este fin será necesario el siguiente

software:

Basecamp – Microsoft Office (Word, Excel, Acces)-Arcmap y Arccatalog.



6.5. DISEÑO DE BASE DE DATOS

La base de datos se realizará en el programa Access del paquete office, contará con la

siguiente información:

45

6.5.1. TABLAS Y DICCIONARIO DE DATOS

A continuación se desglosa y describe cada tabla con sus respectivos campos y

configuraciones.

Figura 15: Campos y tipo de datos para la tabla proyecto. Fuente: Elaboración propia.

La tabla “proyecto”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_proyecto

Tipo de datos:

Número

Tamaño del campo Entero largo

Lugares decimales 0

Regla de validación >=1000

Requerido Sí

Indexado No

Alineación del texto Izquierda

Nombre_Corto

Tipo de datos:

Texto corto

Tamaño del campo 50

Título Nombre corto del proyecto.

Requerido No

Permitir longitud cero Sí

Indexado No

Compresión Unicode No

Modo IME Sin Controles

Modo de oraciones IME Nada


Nombre_Completo. Tamaño del campo 255

46

Tipo de dato:

Texto corto

Título Nombre completo del proyecto

Requerido No


Indexado No

Compresión Unicode Sí



Alineación del texto Centro

Fecha de Inicio.

Tipo de datos:

Fecha/Hora

Máscara de entrada 00\->L<LL\-00;0;_

Requerido No

Indexado No



Alineación del texto General

Mostrar el selector de fechas Para fechas.

Nombre del cliente

Tipo de datos:

Texto corto


Requerido No


Indexado No





47

Figura 16: Campos y tipo de datos para la tabla Departamento. Fuente: Elaboración propia.

La tabla “Departamento”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_Departamento

Tipo de datos:

Texto corto


Formato @

Requerido Sí


Indexado Sí (sin duplicados).





Departamento

Tipo de datos:

Texto corto


Formato @

Requerido No


Indexado No





48

Figura 17: Campos y tipo de datos para la tabla Estado Actual. Fuente: Elaboración propia.

La tabla “Estado actual”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_Estado

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido Sí

Indexado Sí (sin duplicados)


Estado_actual

Tipo de datos:

Texto corto


Requerido No

Permitir longitud cero No

Indexado Sí (Con duplicados)





Descripción_estado

Tipo de dato:

Texto corto


Requerido No


Indexado No





49

Figura 18: Campos y tipo de datos para la tabla Estructura_Entrega. Fuente: Elaboración propia.

La tabla “Estructura_Entrega”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_Entrega

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido Sí



Estado

Tipo de datos:

Texto corto


Requerido No


Indexado No





Valor_Entrega

Tipo de dato:

Número

Tamaño del campo Entero

Lugares decimales 0

Requerido No

Indexado No


Observaciones_Entrega

Tipo de datos:

Texto largo

Requerido No


Indexado No


50



Formato del texto Texto sin formato


Solo anexar No

Figura 19: Campos y tipo de datos para la tabla Geometría. Fuente: Elaboración propia.

La tabla “Geometría”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_Estado

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido Sí



Estado_actual

Tipo de datos:

Texto corto


Requerido No







Descripción_estado

Tipo de dato:


Requerido No

51

Texto corto Permitir longitud cero Sí

Indexado No





Figura 20: Campos y tipo de datos para la tabla Juntas. Fuente: Elaboración propia.

La tabla “Juntas”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_Juntas

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Valor predeterminado 0

Requerido Sí



Descripción

Tipo de datos:

Texto corto


Requerido No


Indexado No




52


Valor_Juntas

Tipo de dato:

Número


Lugares decimales 0


Requerido No

Indexado No


Figura 21: Campos y tipo de datos para la tabla Municipios. Fuente: Elaboración propia.

La tabla “Municipios”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_Departamento

Tipo de datos:

Texto corto


Requerido No




Modo IME Son Controles



Departamento

Tipo de datos:

Texto corto


Formato @

Requerido No


53

Indexado No





Municipio

Tipo de dato:

Texto corto


Formato @

Requerido No


Indexado No





ID_Municipio

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido Sí

Indexado Sí (Sin duplicados)


Figura 22: Campos y tipo de datos para la tabla ObraGeometría. Fuente: Elaboración propia.

54

La tabla “ObraGeometria”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_T_Obra

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0


Requerido Sí



ID_Geometria

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0


Requerido Sí



Descripción

Tipo de dato:

Texto corto


Requerido No


Indexado No





Figura 23: Campos y tipo de datos para la tabla Obras. Fuente: Elaboración propia.

55

La tabla “Obras”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_T_Obra

Tipo de datos:

Autonumeración


Nuevos valores Incrementalmente

Indexado No


Cod_Obra

Tipo de datos:

Texto corto


Requerido Sí


Indexado No




Alineación del texto Derecha

ID_Proyecto

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido No

Indexado No


ID_Municipios

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido No



Estado_Actual

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido No

Indexado No


ID_T_OBRA

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido No



Abscisa de Entrada

Tipo de datos:

Tamaño del campo Doble

Formato Número general

56

Número Lugares decimales 1


Regla de validación >0

Texto de validación Valor mayor que cero

Requerido Sí

Indexado No

Alineación del texto Derecha

Abscisa de Salida

Tipo de datos:

Número



Lugares decimales 1

Texto de validación Valor mayor a abscisa de entrada

Requerido Sí

Indexado No


Longitud

Tipo de datos:

Calculado

Expresión [Abscisa de Salida]-[Abscisa de Entrada]

Tipo de resultado Doble


Lugares decimales 1


ID_Geometria

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido Sí



Ancho

Tipo de datos:

Número


Formato Estándar

Lugares decimales 0

Requerido Sí

Indexado No


Alto

Tipo de datos:

Número


Formato Estándar

Lugares decimales 0

Requerido Sí

Indexado No


57

ID_JUNTAS

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido No



ID_Fisura

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales Automático

Requerido No



ID_Sedimentacion

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales Automático

Requerido Sí



Socavación

Tipo de datos:

Sí/No

Formato Sí/No

Indexado No


Corrosión

Tipo de datos:

Sí/No

Formato Verdadero/Falso


Indexado No


Grieta

Tipo de datos:

Sí/No



Indexado No


ID_Verticalidad

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Título Verticalidad de muro o canal


Requerido No



Lloraderos de Drejane

Tipo de datos:

Sí/No



Indexado No

58


ID_Entrega

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0


Requerido No



ID_Usuario_Consulto

Tipo de datos:

Texto


Formato @

Requerido Sí







ID_Usuario_Realizo

Tipo de datos:

Texto


Formato @

Requerido Sí







Fecha Revisión

Tipo de datos:

Fecha/Hora

Requerido No

Indexado No




Mostrar selector de fechas Para fechas

Observaciones

Tipo de datos:

Texto


Requerido No


Indexado No


59




Figura 24: Campos y tipo de datos para la tabla Sedimentación. Fuente: Elaboración propia.

La tabla “Sedimentación”, contiene los siguientes campos y tipo de datos:

Campo Descripción

ID_Sedimentación

Tipo de datos:

Número


Lugares decimales 0

Requerido No



Nivel_de_Sedimentacion

Tipo de datos:

Texto


Formato @

Requerido No


Indexado No





Valor

Tipo de dato:

Número


Lugares decimales 0

Requerido No

60

Indexado No


Figura 25: Campos y tipo de datos para la tabla Tipo_Fisura. Fuente: Elaboración propia.

Figura 26: Campos y tipo de datos para la tabla Tipo_Obra. Fuente: Elaboración propia.

61

Figura 27: Campos y tipo de datos para la tabla Usuarios. Fuente: Elaboración propia.

Figura 28: Campos y tipo de datos para la tabla Verticalidad. Fuente: Elaboración propia.

Dentro de la base de datos se encuentran algunos campos obligatorios, lo cual representa

que el usuario debe ingresar el valor solicitado para que el registro tenga validez, por otra

parte se muestran en algunos campos que el valor ingresado se debe encontrar en el

menú desplegable de la opción, con el fin de que no se incurra en multiplicidad en las

variables por errores externos a la base de datos. Un ejemplo de dichos requerimientos

se muestra a continuación:

62

Figura 29: Menú desplegable que se encuentra en las columnas de base de datos.

En la figura 25 se muestra un ejemplo del código para el menú desplegable, se realiza

un código SQL en el cual en el SELECT se indican las columnas que se van a tomar, en

el FROM se indica la tabla de la cual se van a tomar las columnas y en este caso, en el

ORDER BY se le indica que lo ordene por algunas de las columnas seleccionadas, si al

final de esta instrucción lleva un DESC, se le está indicando que se ordene en forma

descendente. En otros casos se puede tener un WHERE que le da restricciones

adicionales a la consulta.

Figura 30: Ejemplo de la consulta para la selección en cada columna.

Figura 31: Diagrama relacional del proyecto.

En la siguiente tabla (ver tabla N° 4), se puede observar cada una de las temáticas que

compone la base de datos, junto con su respectivo valor mínimo, máximo, y el rango que

indica cuántos posibles valores puede tomar la respectiva variable.

63

Tabla 4: Rangos para cada una de las temáticas de las tablas.

Rangos de tablas Mínimo Máximo Rango

Proyecto 1000 5000 4000

Juntas 500 509 9

Sedimentación 510 519 9

Fisura 520 549 29

Estructura de Entrega 550 555 5

Estado Actual 490 499 9

Verticalidad 556 560 4

Cunetas 1000 1099 99

Filtros 1100 1199 99

Canales 1200 1299 99

Muros 1300 1399 99

7. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

Los resultados se presentan en cinco fases de acuerdo a la metodología establecida,

a continuación se muestra la información obtenida en cada una de las fases

establecidas.

7.2. FASE 1: RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN

La información se obtiene de consultorías previas de CIC SAS, de trabajo en campo

realizado para el tramo seleccionado en el año 2009 realizado por la consultora CIC

SAS y de acompañamientos de personal de AUTOPISTAS DEL LLANO.

64

7.3. FASE 2: GENERAR UN MODELO DE DATOS

El modelo de datos se puede encontrar en el anexo 2 llamado “modelo de datos” en

el cual se tiene toda la información base (código, proyecto, localización, entre otros)

para cada una de las obras organizada de manera que pudiera ser importada a la

base de datos con todos los registros y los tipos de datos sin necesidad de ingresar

manualmente cada obra.

7.4. FASE 3: GENERAR MODELO DE DATOS RELACIONAL

El modelo de datos se muestra en la siguiente figura, en la cual se tiene cada una de

las tablas con sus respectivos atributos indicando la o las llaves primarias en cada

una de las tablas y las respectivas relaciones que se presentan entre ellas.

5

Figura 32: Modelo de datos generado para el proyecto.

Fuente: Elaboración propia.

5

7.5. FASE 4: GENERAR PROYECTO PILOTO

Para realizar el proyecto piloto se seleccionaron 10 obras aleatorias que

comprendan mínimo un tipo de obra objeto de estudio, para cada una de las

obras establecidas se realizan los dominios y valores cualitativos que son

creados con el fin de abarcar la mayor cantidad de características consignadas

en las tablas de datos iniciales que son objeto de consultoría.

Se debe revisar que el código de obra coincida con el formato establecido, es

decir que sus iniciales indiquen el tipo de obra (cuneta, muro, canal o filtro)

dependiendo del lado en el que se encuentre (izquierdo o derecho), la cantidad

de kilometraje en la cual se encuentra la obra y los metros, un ejemplo de la

codificación se muestra en la siguiente ecuación:

CAI 3 + 388,7 Ecuación (1)

En el anterior ejemplo de codificación se tiene que es un canal CA, ubicado en

la parte izquierda I, en el kilómetro 3, con 388.7 metros. Para cada tipo de obra

se presenta una codificación diferente, en la siguiente tabla se muestran las

iniciales que debe tener para cada tipo de obra.

Tabla 5: Codificación inicial para cada tipo de obra. Fuente: Elaboración propia.

Tipo obra Inicial

Cuneta C

Filtro F

Canal CA

Muro M

Orientación Inicial

Izquierda I

Derecha D

De acuerdo a la anterior codificación se presenta la siguiente tabla que indica la

relación de las obras complementarias encontradas en la base de datos, la cual

6

es uno de los resultados más significativos ya que antes de realizar el presente

proyecto se debían indicar las relaciones manualmente, lo que generaba pérdida

de tiempo y posibles errores en la generación final de la información.

Tabla 6: Relación de obras complementarias. Fuente: Elaboración propia.

CARRETERAS NACIONALES DEL META

RELACIÓN DE OBRAS DE ARTE

VÍA VILLAVICENCIO - CUMARAL

IDENTIFICACIÓN ABSCISA INICIAL

ABSCISA FINAL

DIMENSIÓN (m)

TIPO DE OBRA

COSTADO OBSERVACIONES

CAI 0+000 K0+000 K0+151 151,00 Canal Izquierdo

CD 0+089 K0+89, K0+180, 91,00 Cuneta Derecho Construir

MI 0+400 K0+400, K0+404, 4,00 Muro Izquierdo

CD 0+440,8 K0+440,8 K0+568,5 127,70 Cuneta Izquierdo

CI 0+901,8 K0+901,8 K0+926,6 24,80 Cuneta Izquierdo Construir

MI 1+492,70 K1+492,7 K1+783,4 290,70 Muro Izquierdo

MI 1+654.5 Muro

k1+858 Canal

CI 1+894,9 K1+894,9 K2+142,2 247,30 Cuneta Izquierdo



CI 2+515 K2+515, K2+648,4 133,40 Cuneta Izquierdo

FI 2+565 K2+565, K2+648,4 83,40 Filtro Izquierdo


FI 2+651,3 K2+651,3 K2+694,7 43,40 Filtro Izquierdo

CI 3+032,7 K3+032,7 K3+050, 17,30 Cuneta Izquierdo

FI 3+032,7 K3+032,7 K3+050, 17,30 Filtro Izquierdo




FI 3+388,7 K3+388,7 K3+510, 121,30 Filtro Izquierdo Construir



FI 3+719 K3+719, K3+875, 156,00 Filtro Izquierdo

CI 3+720 K3+720, K3+860, 140,00 Cuneta Izquierdo



MD 3+980 K3+980, K3+990, 10,00 Muro Derecho

MI 4+012,8 K4+012,8 K4+031, 18,20 Muro Izquierdo


C.I.C. Consultores de Ingeniería y

Cimentaciones S.A.

7

CAI 4+099 K4+099, K4+160, 61,00 Canal Izquierdo

CI 4 159,2 K4+159,2 K4+275, 115,8 Cuneta Izquierdo



CAI 5+003 K5+003, K5+015,5 12,50 Canal Izquierdo

MI 5+053,9 K5+053,9 K5+082,4 28,50 Muro Derecho












CI 6+ 506 K6+506, K6+750, 244,00 Cuneta Izquierdo

FI 6+506 K6+506, K6+750, 244,00 Filtro Izquierdo

CD 6+639,1 K6+639,1 K6+771, 131,90 Cuneta Derecho

FD 6+639,1 K6+639,1 K6+771, 131,90 Cuneta Derecho

MD 6+777,7 K6+777,7 K6+808, 31,00 Muro Derecho








CAI 7+186,5 K7+186,5 K7+246,3 59,80 Canal Izquierdo

MI 7+186,5 K7+157,3 K7+246,3 89,00 Muro Izquierdo hace parte de canal

MI 7+195,5 K7+195,5 K7+200, 4,50 Muro Izquierdo

MD 7+237,7 K7+237,7 K7+263,4 25,70 Muro Derecho

CD 7+264 K7+264, K7+450, 186,00 Cuneta Derecho Construir

MI 7+270 K7+270, K7+293,8 23,80 Muro Izquierdo

CAI 7+293.8 K7+293,8 K7+535, 241,20 Canal Izquierdo TERMINA510

CAI7_515

no había ficha, se realizó en base de

datos


CI 7+650,8 K7+650,8 K7+724,3 73,50 Cuneta Izquierdo 704.3 TERMINA

MD 7+867 K7+867, K7+875, 8,00 Muro Derecho


CD 9+049,2 K9+049,2 K9+332,9 283,70 Cuneta Derecho

FD 9+049,2 K9+049,2 K9+332,9 283,70 Filtro Derecho






8



CD 9+848 K9+848, K10+126,4 278,40 Cuneta Derecho











MD 12+106.3 K12+106.3 K12+108,9 2,60 Muro Derecho


FI 12+284,4 K12+284,4 K12+655, 370,60 Filtro Izquierdo


FD 12+619,20 K12+619,20 K12+703,4 84,20 Filtro Derecho Construir








CI 19+178,8 K19+178,8 K19+804, 625,20 Cuneta Izquierdo Construir

Se debe tener en cuenta que al generar gráficamente el tramo se encontró un error

aproximado de 150 metros de error desde donde está la vía hasta donde debería

estar de acuerdo a la imagen de google, ya que aproximadamente en el kilómetro

cuatro se presenta una desviación en la dirección por error de la toma del ángulo,

lo que hace que la vía tenga la misma forma pero con otro ángulo. En las siguientes

figuras se muestra como es el recorrido de la vía según los datos tomados en campo

y su desviación desde la parte inicial hasta la parte final en la que se encuentra la

máxima diferencia.

5

Figura 33: Parte 1 tramo de obra. Fuente: Elaboración propia.

6


7


5

7.6. FASE 5: SALIDA GRÁFICA EN FORMATO MXD

En esta fase se determina que uno de los principales procesos iniciales es

realizar el join de manera adecuada para que cada obra quede con su

información respectiva, en este caso se obtuvo un resultado favorable en todos

los campos ya que se presentó como valor “1”, el cual indica que el join se realizó

correctamente. A continuación se muestra una parte de la tabla en la cual se

observa el resultado en 1 para los campos (Ver figura 32).

Figura 36: Tabla de canales con la columna "Join_Count". Fuente: Elaboración propia.

Al realizar el anterior proceso, se obtienen las columnas necesarias para cada

registro, como el ID del tipo de obra, las abscisas de entrada y de salida y la

longitud, entre otros. En la siguiente figura (Ver figura 36) se observa un ejemplo

del resultado de la tabla para una obra específica, dicho resultado se generaliza

para los demás tipos de obras.

6

Figura 37: Resultado final posterior al join. Fuente: Elaboración propia.

Como producto final se tienen las salidas gráficas para todo el tramo de la zona

de estudio y la base de datos con toda la información respectiva a las obras, la

imagen base que se observa en el mapa se obtuvo por medio del programa

SASPLANET, es del año 2015 y fue tomada por el satélite digitalglobe. En las

siguientes figuras se observan las salidas gráficas mencionadas.

5

Figura 38: Localización obras complementarias parte 1. Fuente: Elaboración propia.

5


5

8. CONCLUSIONES

La información debe ser estandarizada para poder ser agregada a la base de datos

de manera adecuada, dicha estandarización se realizó teniendo en cuenta

parámetros en común de las obras.

Se logró recopilar de manera adecuada la información base del proyecto, que fue el

principal insumo para la generación de todos los productos esperados en la fase de

resultados.

La base de datos fue estructurada con la información base utilizada para el proyecto

piloto, y presenta una estandarización pertinente de acuerdo a cada tipo de obra,

además la retroalimentación a la base de datos es de fácil manejo, lo que hace que

ésta sea persistente en el tiempo, ya que se puede seguir alimentando con la

información actual.

Por otra parte, la documentación del proyecto se realiza adecuadamente indicando

los pasos que se ejecutaron para poder llegar a los resultados finales, siendo éstos

favorables respecto a la satisfacción de los objetivos planteados.

Además se logró representar gráficamente el resultado de la base de datos espacial

en ArcGIS siendo éste uno de los principales resultados visuales que permite

comprender el propósito del trabajo y brindar una idea más amplia de la ubicación

de las obras complementarias establecidas desde el inicio.

La base de datos se encuentra diseñada para poder realizar actualizaciones

anuales de las obras con el fin de realizar una retroalimentación que permita

conocer y consultar las obras prioritarias y sus respectivas características como los

diferentes presupuestos.

6

Ya que la base de datos se encuentra en formato digital, se obtiene una optimización

en los procesos de cuantificación de estado de obras con respecto a la recopilación

de información análoga, desde el tamaño de archivos hasta el procesamiento de los

mismos. Lo anterior presenta un beneficio que puede ser aprovechado por las

entidades encargadas de las concesiones viales nacionales para conocer el estado

y el proceso de cada una de las obras.

Al georreferenciar el tramo de vía de estudio al sistema de coordenadas Magna

Sirgas Bogotá, se evidenció un desface en la información de aproximadamente 500

metros, lo que indica que la información consignada en la base de datos permite

verificar y corregir la información análoga recopilada en el proceso del levantamiento

de topografía.

7

BIBLIOGRAFÍA

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Madrid España: Ediciones Rialp S.A.

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espacio. (Tercera edición ed.). Barcelona: Editorial Planeta.

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Información y Comunicación Ambiental de Norte América.

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Informe diseño geométrico CVLL-OCT_06- Ing. Néstor A. Espinosa Niño

.Especialista en Diseño y Construcción de Vías

Diseño Geométrico De Carreteras, James Cárdenas Grisales, ECOE ediciones,

2004.

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ingenieros, 2001

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Workbook

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8

Fundamentos-de-bases-de-datos-silberschatz-korth-sudarshan 2012 Abraham Silberschatz, Henry F. Korth, S. Sudarshan. Fundamentos de Bases de Datos 4a edición.

Curso de ArcGIS 9.2 | Jaime Hernández - Daniel Montaner | 2006

¿Qué es un SIG? | Confederación de Empresarios de Andalucía. 2010. Disponible

en: http://sig.cea.es/SIG

Modelos para la información Geográfica, Modelo Vectorial, página 8. Disponible en:

http://volaya.github.io/libro-sig/chapters/Tipos_datos.html

Tipos de proyección, Ayuda de ArcGIS. Disponible en:

http://desktop.arcgis.com/es/arcmap/10.3/guide-books/map-

projections/projection-types.htm

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ANEXOS

ANEXO 1: Demostración Ficha Previa Base de Consulta por Obra

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ANEXO 2: Base Cartográfica Autopistas del Llano Archivo DWG.

11

ANEXO 3: Fichas técnicas generadas por consultora junto con la ficha

resumen la cual se ve reflejada en base de datos.

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ANEXO 4: Base de datos (personal geodatabase) final del proyecto junto con

modelo relacional.

ANEXO 5: Cartografía proyecto

(Imagen, Mxd, pdf ,Shape ) imagen satelital adquirida por programa PLANET SAS

de base Digital Globe del año 2016 de propiedad de Goggle Earth

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