FORMULACION Y EVALUACION DE PROYECTOS VIALES Y DE TRANSPORTE
CARLOS ALBERTO ARBOLEDA VELEZ
UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 2014
Agradecimientos
Desocupado lector: Sin juramento me podrás creer que quisiera que este libro, como hijo del entendimiento, fuera el más hermoso, el más gallardo, y más discreto que pudiera imaginarse. Pero no he podido yo contravenir el orden de la naturaleza que en ella cada cosa engendra su semejante. Y así, ¿ qué podrá engendrar el estéril y mal cultivado ingenio mío sino la historia de un hijo seco, avellanado, antojadizo ......................
MIGUEL DE CERVANTES SAAVEDRA, 1605, Prólogo de Don Quijote de la Mancha.
DEDICATORIA
A Belisa, por su espíritu juvenil. A Ana Cristina, por su creatividad. A Pedro Felipe, por su ecuanimidad. A Juan Francisco, por su disciplina.
AGRADECIMIENTOS A la Universidad del Cauca. A las Directivas de la Facultad de Ingeniería Civil. A mis colegas del Departamento de Vías y Transporte. A mis profesores de la Universidad Nacional y del Cauca. A mis alumnos.
Contenido
CONTENIDO
CAPITULO 1. GENERALIDADES
1-1
1.1 EL PROCESO DE PLANEACION
1-2
1.1.1 La planeación tradicional
1-2
1.1.2 La planeación estratégica
1-2
1.1.3 La planeación estratégica situacional
1-2
1.2 LOS PROYECTOS Y EL DESARROLLO
1-3
1.2.1 Las teorías de la CEPAL
1-3
1.2.2 Las teorías dependentistas
1-4
1.2.3 Teorías de crecimiento regional
1-4
1.3 CICLO DE DESARROLLO DE LOS PROYECTOS
1-4
1.3.1 Ciclo de desarrollo de los proyectos. Esquema de las agencias internacionales.
1-5
1.3.2 Ciclo de desarrollo de los proyectos. Esquema por fases o etapas
1-7
1.4 CLASIFICACION DE LOS PROYECTOS
1-7
1.5 LOS ESTUDIOS DE PREINVERSION
1-9
1.6 LA TEORIA DE LOS PROYECTOS Y SU ESQUEMA GENERAL
1-9
1.7 IMPORTANCIA DEL TRANSPORTE EN LA ECONOMIA
1-14
1.7.1 Principios básicos de contabilidad nacional
1-14
1.7.2 La necesidad del transporte
1-16
1.7.3 Participación del sector transporte en la economía
1-18
1.7.4 Características económicas de los proyectos de transporte
1-20
CAPITULO 2. LA PLANEACION DEL TRANSPORTE
2-1
2.1 EL PROCESO DE PLANEACION DEL TRANSPORTE
2-2
2.1.1 Objetivos de la planeación del transporte
2-2
2.1.2 Reseña histórica de la planeación del transporte
2-2
2.1.3 El modelo tradicional de planeación del transporte
2-3
i
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
CONTENIDO 2.2 PLANES VIALES Y DE TRANSPORTE
2-4
2.2.1 Contexto general
2-4
2.2.2 Etapas del plan vial y de transporte
2-4
2.2.3 Diagnóstico del sector
2-5
2.2.4 Montaje del modelo de transporte
2-15
2.2.5 Formulación del plan vial y de transporte
2-15
2.3 EJEMPLO DE PRESENTACION DE UN PLAN VIAL
2-18
2.3.1 Documentos preparados durante la formulación del plan
2-18
2.3.2 Políticas, estrategias y objetivos
2-18
2.3.3 Programas de vías, tránsito y transporte
2-19
CAPITULO 3. ESTUDIOS DE TRANSITO Y TRANSPORTE
3-1
3.1 ESTUDIOS DE DEMANDA Y OFERTA
3-2
3.2 TIPIFICACION DE PROYECTOS Y CONSIDERACIONES EN LOS ANALISIS DE DEMANDA
3-3
3.2.1 Elementos participantes en el sistema de circulación
3-3
3.2.2 El sistema de actividades
3-3
3.2.3 La estructura urbana
3-3
3.2.4 El sistema de movilización
3-3
3.2.5 Propuesta de clasificación de proyectos de transporte
3-5
3.3.ESTUDIOS BASICOS DE TRANSITO
3-5
3.3.1 Conteo de volúmenes de tránsito
3-8
3.3.2 Estudios de velocidad
3-9
3.3.3 Estudios de origen y destino
3-12
3.3.4 Accidentalidad y seguridad vial
3-16
3.4 ESTUDIOS BASICOS DE TRANSPORTE PUBLICO
3-18
3.5 LOS MODELOS DE TRANSPORTE
3-21
3.5.1 Conceptos básicos de modelos
3-21
3.5.2 Elementos de un modelo de transporte
3-21
3.5.3 Montaje del modelo de transporte
3-23
3.5.4 Especificación del modelo de transporte
3-25
ii
Contenido
CONTENIDO
3.6 ESTUDIOS DE VOLUMENES ACTUALES Y FUTUROS EN CARRETERAS
3-26
3.6.1 Componentes del tránsito
3-26
3.6.2 Análisis de la componente de tránsito normal
3-27
3.6.3 Análisis de la componente de tránsito atraído o desviado
3-30
3.7 ESTUDIOS DE VOLUMENES ACTUALES Y FUTUROS EN VIAS URBANAS
3-32
3.7.1 Consideraciones generales
3-32
3.7.2 Modelo exponencial
3-33
3.7.3 Modelos de transporte
3-33
3.8 ESTUDIO DE MERCADO EN PROYECTOS DE CENTRALES DE CARGA
3-34
3.8.1 Naturaleza del proyecto
3-34
3.8.2 Estudio de demanda de una central de carga
3-34
CAPITULO 4. EL TAMAÑO EN LOS PROYECTOS VIALES Y DE TRANSPORTE
4-1
4.1 EL TAMAÑO DEL PROYECTO Y LA MAGNITUD Y CARACTERISTICAS DE LA DEMANDA
4-2
4.2 CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO
4-2
4.2.1 Versiones del HCM 1950, 1985, 1994 y 2000
4-3
4.2.2 Principios básicos
4-3
4.2.3 Métodos generales para estimar la capacidad y el nivel de servicio
4-7
4.3 CENTRALES DE CARGA
4-30
4.3.1 Estudio funcional
4-30
4.3.2 Criterios de diseño
4-33
4.3.3 Predimensionamiento de la central de carga
4-35
4.4. TERMINALES DE BUSES
4-35
4.4.1 Tipos de terminales
4-35
4.4.2 Esquemas funcionales
4-37
4.4.3 Criterios de diseño
4-37
4.5 SISTEMAS DE TRANSPORTE PUBLICO
4-41
4.5.1 Capacidades típicas de opciones de transporte público
4-41
4.5.2 Capacidad y niveles de servicio
4-45
4.5.3 Diseño de la operación de una ruta
4-48
iii
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
CONTENIDO CAPITULO 5. LOCALIZACION DE PROYECTOS VIALES Y DE TRANSPORTE
5-1
5.1. LA LOCALIZACION DE PROYECTOS
5-2
5.2 ANALISIS DE CORREDORES DE RUTA EN PROYECTOS VIALES
5-7
5.3 ANALISIS DE LA UBICACIÓN EN ALGUNOS PROYECTOS DE TRANSPORTE
5-8
5.3.1 Análisis de la ubicación de una estación de peaje
5-8
5.3.2 Diseño de rutas de transporte público
5-11
5.3.3 Centrales de carga
5-12
5.3.4 Corredores férreos
5-16
CAPITULO 6. LA INGENIERIA DE LOS PROYECTOS
6-1
6.1 INTRODUCCION
6-2
6.2 METODO DE LA INGENIERIA
6-3
6.3 ASPECTOS TECNICOS A CONSIDERAR
6-3
6.4 GEOLOGIA
6-4
6.5 TOPOGRAFIA
6-5
6.5.1 Partes de la topografía
6-5
6.5.2 Modelos digitales de terreno
6-6
6.6 HIDROLOGIA, HIDRAULICA Y DRENAJE
6-7
6.7 DISEÑO GEOMETRICO
6-9
6.7.1 Actividades típicas en los diferentes estudios de preinversión
6-9
6.7.2 Criterios de diseño
6-11
6.7.3 Programas de computador para el diseño geométrico
6-13
6.8 ESTRUCTURAS VIALES
6-13
6.8.1 Diseño de muros
6-13
6.8.2 Rehabilitación de puentes
6-13
6.9 GEOTECNIA Y PAVIMENTOS
6-15
6.9.1 Estudio de la subrasante
6-15
6.9.2 Estudio de bases y subbases
6-16
6.9.3 Establilizaciones
6-17
6.9.4 Diseño de pavimentos
6-18
6.9.5 Estabilidad de taludes
6-18
6.10 MOVIMIENTO DE TIERRAS
6-19
iv
Contenido
CONTENIDO CAPITULO 7 ORGANIZACIÓN Y PROGRAMA DE EJECUCION
7-1
7.1 COMPONENTES DEL ANALISIS DE LA ORGANIZACION
7-2
7.1.1 Desarrollo del pensamiento administrativo
7-2
7.1.2 Principios de la Organización.
7-4
7.1.3 Importancia de la Organización
7-4
7.1.4 Tipos de organización
7-5
7.2 EVALUACION DE LAS ORGANIZACIONES
7-9
7.2.1 Metodología de la planeación estratégica situacional
7-10
7.2.2 Análisis de problemas
7-10
7.2.3 Ejemplo del Análisis de un problema utilizando la técnica del PES.
7-11
7.2.4 Diseño de la situación objetivo
7-13
7.3. CONCEPCION DE UN SISTEMA DE GESTION VIAL
7-15
7.3.1 Marco general
7-15
7.3.2 Componentes del sistema de gestión vial — Enfoque sistémico
7-18
7.4 DIFERENTES MODALIDADES DE GESTION VIAL
7-21
7.4.1 Contrato de mantenimiento y/o rehabilitación
7-21
7.4.2 Contrato de gestión
7-22
7.4.3 Contrato de construcción “llave en mano
7-22
7.4.4 Contrato de arrendamiento de infraestructura
7-23
7.4.6 Contrato de concesión
7-23
7.4.7 Dos experiencias en América Latina
7-24
7.5 PROGRAMACION DE LA EJECUCION Y CONTROL
7-27
CAPITULO 8 PRINCIPIOS DE INGENIERIA FINANCIERA
8-1
8.1 PRINCIPIOS BASICOS
8-2
8.1.1 Valor del dinero a través del tiempo
8-2
8.1.2 Consecuencias del valor del dinero a través del tiempo
8-3
8.1.3 La Ingeniería financiera
8-4
8.1.4 Relaciones básicas
8-4
8.2 METODO GENERAL DE LA INGENIERIA FINANCIERA
8-10
8.2.1 Diagrama de flujo
8-10
8.2.2 Ecuación de equivalencia
8-11
v
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
CONTENIDO 8.3 MANEJO DE FLUJO DE CAJA
8-15
8.3.1 Metodología general
8-15
8.3.2 Problemas generales de la ingeniería financiera
8-15
8.3.3 Resolución de problemas
8-17
8.4 MANEJO DE TASAS DE INTERES
8-17
8.4.1 Importancia de las tasas de interés
8-17
8.4.2 Tasas nominales y tasas efectivas
8-17
8.5 SISTEMA DE PAGO DE LOS PRESTAMOS
8-27
8.5.1 Estructura de un sistema de amortización
8-27
8.5.2 Sistema de abono constante a capital
8-27
8.5.3 Sistema de cuota uniforme
8-29
8.5.4 Sistema de cuota variable en gradiente aritmético
8-35
8.5.5 Sistema de cuota variable en gradiente geométrico
8-43
8.5.6 Resumen de los sistemas de pago
8-46
8.6 LA CALCULADORA FINANCIERA
8-46
8.6.1 Instalación
8-46
8.6.2 Opciones del Menú Principal
8-46
8.6.3 Manejo de las tasas de interés
8-56
8.6.4 El editor de la Calculadora Financiera
8-57
CAPITULO 9 ASPECTOS FINANCIEROS
9-1
9.1 MARCO GENERAL
9-2
9.1.1 Alcance de la contabilidad
9-2
9.1.2 Ecuación de balance
9-2
9.1.3 Balance general
9-2
9.1.4 Inversiones
9-3
9.1.5 Estado de pérdidas y ganancias
9-3
9.2 INVERSIONES EN LOS PROYECTOS VIALES Y DE TRANSPORTE
9-4
9.2.1 Estructura, clasificación y cuantificación de las inversiones
9-4
9.2.2 Costos de estudios de ingeniería - Estudios de preinversión,
9-4
9.2.3 Costos de Adquisición de Predios
9-4
vi
Contenido
CONTENIDO 9.2.4 Adquisición y montaje de equipos, incluyendo equipo de transporte.
9-5
9.2.5 Costos de reubicación de redes de servicios públicos.
9-5
9.2.6 Costos de construcción de obras civiles.
9-5
9.2.7 Costos de administración
9-7
9.2.8 Costos de Supervisión
9-7
9.2.9 Imprevistos
9-7
9.2.10 Gastos financieros
9-7
9.3 COSTOS DE OPERACIÓN
9-8
9.4 COSTOS DE MANTENIMIENTO
9-10
9.4.1 INTRODUCCION
9-10
9.4.2 Presentación General del Modelo HDM
9-10
9.4.3 Diseño Conceptual del Sistema de Gestión
9-11
9.4.4 El Submodelo de Deterioro de HDM
17
9-12
9.4.5 Tipos de mantenimiento
9-12
9.5 FUENTES DE FINANCIACION
9-13
9.5.1 Generalidades
9-13
9.5.2 Identificación de fuentes de recursos
9-14
9.6 PLANIFICACION FINANCIERA DEL PROYECTO
9-18
CAPITULO 10 PRINCIPIOS DE EVALUACION DE PROYECTOS
10-1
10.1 GENERALIDADES
10-2
10.1.1 Metodología General
10-2
10.1.2 Principales variables a tener en cuenta en la evaluación
10-2
10.2 FLUJO DE EFECTIVO NETO
10-8
10.3 INDICADORES DE EVALUACION
10-13
10.3.1 Base de cálculo
10-13
10.3.2 Indicadores de evaluación
10-13
10.3.3 Análisis de sensibilidad
10-14
10.3.4 Ejemplo de Evaluación de un proyecto
10-15
10.5 EVALUACION MULTICRITERIO
10-28
10.5.1 Consideraciones generales
10-28
10.5.2 Método de calificación de metas y objetivos
10-28
10.5.2 Ejemplo de evaluación multicriterio
10-28
vii
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
CONTENIDO CAPITULO 11 PROYECTOS TIPICOS
11-1
11.1 PRESENTACION
11-2
11.2 PROYECTOS DE CARRETERAS
11-2
11.2.1 Esquema general
11-2
11.2.2 Elementos de los términos de referencia
11-3
11.2.3 Algunas herramientas de aplicación
11-6
11.3 PROYECTO DE INTERSECCIONES
11-11
11.3.1 Clasificación básica
11-11
11.3.2 Intersecciones a nivel y a desnivel
11-11
11.3.3 Redes de semáforos
11-13
11.4 PROYECTOS DE TRANSPORTE PUBLICO
11-18
11.4.1 Panorama del transporte público en Colombia
11-18
11.4.2 Metodología general
11-21
11.4.3 Modelo RutasWin
11-23
CAPITULO 12 ESQUEMA GENERAL DE PRESENTACION
12-1
12.1 GENERALIDADES
12-2
12.2 PAUTAS PARA LA PREPARACION DEL INFORME DEL PROYECTO
12-3
12.3 LISTA DE VERIFICACION
12-3
12.4 FICHAS DE EVALUACION
12-9
viii
1- Generalidades
1.GENERALIDADES En este capítulo se hace una breve introducción a los conceptos básicos de planeación y la teoría general de proyectos. Se identifican los principales aspectos a examinar en cualquier estudio de preinversión. Se hace una síntesis de los principios de contabilidad nacional y se inserta el sector transporte dentro del contexto de la economía.
1-1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
1.1 El PROCESO DE PLANEACIÓN
B
ajo el término planeación se esconden interpretaciones variadas, pero una buena aproximación es la expresada por el Doctor Carlos Matus1: “Planificar significa pensar antes de actuar, pensar con método, de manera sistemática; explicar posibilidades y analizar sus ventajas y desventajas, proponer objetivos, proyectarse hacia el futuro, porque lo que puede o no ocurrir mañana decide si mis acciones de hoy son eficaces o ineficaces. La planificación es la herramienta para pensar y crear el futuro …. la planificación no es otra cosa que el intento del hombre por gobernar su futuro, por imponer la razón humana sobre las circunstancias.”
Existen tres enfoques generales: 1.1.1 La Planeación Tradicional Bajo esta denominación se recogen todas las técnicas de proyecciones económicas y sociales y de programación del gasto. Normalmente es realizada por el estado, es bastante rígida. Presenta cuatro fases básicas: • • • •
Diagnóstico. Definición de metas y objetivos. Identificación de restricciones. Formulación del plan.
El plan está conformado por programas y éstos por proyectos. Los programas se entienden como un conjunto de proyectos de características similares . Bajo el enfoque tradicional las proyecciones económico – sociales tienen una gran importancia en todo el proceso de planeación, pero debido a esto presentan serios inconvenientes conceptuales y prácticos: • Las proyecciones se basan en comportamientos históricos, es decir, se mira el futuro como una extrapolación del pasado, tratando de
1-2
mantener el estado de las cosas. • Las técnicas de proyección sólo son aplicables a unas cuantas variables; para las otras, de carácter más estocásticas o cualitativas, no son aplicables y por lo tanto son ignoradas. • Al implementar el plan, éste puede perder rápidamente vigencia si no se cumplen las proyecciones. • La participación en el proceso es muy limitada. • El método trabaja con sectores y no con problemas. En el Capítulo 2 se aplica este modelo de planeación, dentro de los lineamientos para formular un plan vial. 1.1.2 La Planeación Estratégica. En este modelo de planeación el punto de inicio es la definición de una misión y una visión de futuro de la institución, a partir de las cuales, se desprenden los objetivos, estrategias, áreas programáticas, programas y proyectos. La debilidad de la planeación estratégica se evidencia en2: • Normalmente el horizonte de trabajo es a corto plazo. • El diagnóstico o definición de los problemas no es muy claro y se trata de identificar de una manera más simple las debilidades, oportunidades, fortalezas y amenazas, en la denominada matriz DOFA. • Todo el proceso descansa fuertemente en el liderazgo de un grupo élite. • Como una consecuencia de lo anterior, la participación de actores es muy limitada. • Ha sido aplicada esencialmente a empresas del sector privado. 1.1.3 La Planeación Estratégica Situacional Esta técnica desarrollada por el Doctor Carlos Matus, con varias experiencias en Colombia, trata de desarrollar un modelo de planeación con participación de actores. La forma más conveniente de analizar y procesar un problema, es iniciar con una enumeración de los
1- Generalidades
hechos precisos que verifican su existencia y expresarlos en el denominado flujograma situacional. A partir de allí se identifican nudos críticos y se definen las operaciones o proyectos. Los proyectos responden a la necesidad de un cambio, que puede ser drástico al variar reglas o paradigmas, o más suave, al modificar forma de trabajo de cada día. En el Capítulo 7 se trabaja con éste modelo de planeación, en el análisis de problemas muy sentidos respecto a la operación de vías y sistemas de transporte.
1.2 LOS PROYECTOS Y EL DESARROLLO3. El Investigador Emilio Latorre durante muchos años ha tratado de encontrar evidencias entre formas de desarrollo y transporte. Los países de América Latina han pasado por unas etapas de desarrollo económico, las que condicionan los proyectos y estructuras del sistema de transporte. 1.2.1 Las Teorías de la CEPAL Las teorías de la CEPAL, planteadas a mediados del siglo XX, fueron un avance importante respecto a los análisis anteriores de tipo determinístico sobre desarrollo, que lo planteaban simplemente como una serie de etapas que había que superar en el tiempo. Para la CEPAL el desarrollo se interpreta como el incremento del bienestar social, derivado de un aumento de la productividad del trabajo y de la mejor distribución del ingreso. La CEPAL plantea las siguientes etapas sobre el desarrollo de América Latina:
• Etapa de crecimiento hacia fuera (18701930) En esta etapa la causa del crecimiento es la demanda externa de materias primas o productos agrícolas, en la cual el papel del estado es el de juez. El sector clave es el primario y el sistema de transporte está constituido por corredores de comercio exterior; básicamente la unión de los lugares de producción con los puertos. • Etapa de crecimiento hacia adentro por sustitución fácil de importaciones (19301955) Esta etapa tiene su origen en tres acontecimientos históricos sucesivos e importantes a nivel mundial: la primera guerra mundial, la crisis financiera de 1929 y la segunda guerra mundial. Ante estos acontecimientos de crisis los países en desarrollo se ven imposibilitados para continuar su proceso de importación y surgen las condiciones para sustitución por producción con empresas nacionales. El papel del Estado se juega entre interventor y proteccionista; el sector clave es el manufacturero y el sistema de transporte promueve la aparición de uniones férreas entre distintas regiones del país, lo mismo que un vertiginoso crecimiento de las carreteras. • Etapa de crecimiento hacia adentro por sustitución diferencial de importaciones (1955-1981) Luego de la recuperación económica de los procesos desarrollados fue más difícil sustituir importaciones, además, se inició una acelerada participación de inversión extranjera.
1-3
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• Etapa de internacionalización de la economía (Desde 1981)
comercio exterior y en el caso colombiano, del Plan Vial de la Apertura.
Se presenta un fenómeno de apertura económica, acompañado de un severo programa de ajuste institucional y fiscal. El sistema de transporte se basa en el fortalecimiento de los corredores de comercio exterior, en la disminución de los costos globales de transporte* y en el aprovechamiento de las economías de escala y de aglomeración.
1.2.3 Teorías de crecimiento regional • La teoría de la base de exportación Esta teoría plantea que el crecimiento regional es una función de las exportaciones de la región. • Teorías de los ejes de desarrollo
1.2.2 Las teorías dependentistas • Etapa de crecimiento hacia afuera (1870 – 1910 ) En este período la periferia exportaba productos primarios al centro, y por tanto, se requería de un sistema de transporte que comunicará rápidamente hacia los puertos. • Etapa de transición (1910- 1940) Durante esta etapa las clases medias accedieron al polo dominante de la estructura de poder. El transporte al interior del país se fortaleció. Fue la situación propicia para iniciar e impulsar los modos de transporte carretero y férreo. • Etapa de consolidación del mercado interno (1940 – 1955) Se trató de una etapa de sustitución fácil de importaciones. Fue la época dorada del modo carretero.
Se habla tanto de los ejes de desarrollo como de las líneas dominantes en las redes de transporte. En el sentido de planificación, estos ejes deben crearse para interconectar entre sí centros de regiones periféricas. Existen tres componentes esenciales de una red de transporte: • El itinerario • La infraestructura • El flujo de tráfico Para que un tramo de red sea catalogado como un eje de transporte, debe cumplir los siguientes requisitos: • Su itinerario debe tener dimensiones interregionales. • La infraestructura de un eje debe estar relacionado con varios modios de transporte. • Deben existir flujos intensos y permanentes.
• Etapa de internacionalización del mercado interno (Desde 1955)
1.3 CICLO DE DESARROLLO DE LOS
En esta etapa hace presencia el capital extranjero con utilización de técnicas de uso intensivo de capital con relativa poca demanda de mano de obra. Se habla de corredores de
Tal como lo ilustra el título de la obra del Doctor Harold Banguero: “Gerencia Integral de Proyectos – Un Enfoque de Ciclo de Vida”, los proyectos siguen una serie de pasos o etapas
*
PROYECTOS.
Curiosamente en el año 2003 y lo corrido del 2004 los costos globales de transporte se han incrementado notablemente, debido a la fuerte demanda de China por materias primas y los costos elevados del petróleo.
1-4
1- Generalidades
típicas, que denotan un proceso cíclico. Este ciclo es ilustrado por dos tendencias que aunque conceptualmente son idénticas, se prefiere más una de ellas, por ser la más utilizada en el medio profesional y académico. 1.3.1 Ciclo de desarrollo de los proyectos. Esquema de las agencias internacionales La primera tendencia es la utilizada por las agencias internacionales, la cual se ilustra en la Figura 1.1, donde se evidencia que el proceso es cíclico, tiene siete (7) etapas o actividades: • Identificación del Problema El proceso se inicia con una identificación y cuantificación del problema. Un aforismo chino indica que la solución de un problema se inicia con el reconocimiento de la existencia del mis-
mo. En los últimos años se ha avanzado bastante en el análisis sistemático de problemas, debido a que tiempo después de poner en marcha las soluciones, se ha evidenciado que el problema persiste, se ha incrementado o se han originado otros. En el Capítulo 7, se muestra con algunos ejemplos la aplicación del flujograma situacional, el cual es analizador de problemas, cuyo uso se ha incrementado en las últimas décadas. • Generación de soluciones Una vez identificado el problema se inicia con la generación de alternativas de solución. Estas soluciones se pueden plantear en tres escenarios: Escenario 1: Horizonte de tiempo. Se formulan alternativas teniendo en cuenta la vida útil de las mismas: a corto, mediano y
El proceso es cíclico
(1) Identificación del Problema
(2) Generación de Soluciones
(3) Selección de Alternativas (7) Evaluación Ex Post (4) Formulación del Proyecto
(6) Ejecución del Proyecto (5) Despegue del Proyecto
Figura 1.1 Ciclo de desarrollo de los Proyectos Fuente: PNUD, Guía para la Formulación de Proyectos. Citado por BANGUERO Harold. Gerencia Integral de Proyectos, pág 32.
1-5
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
largo plazo, que normalmente se relacionan con la magnitud de las inversiones requeridas: bajo, mediano y alto costo.
Sin mucho esfuerzo se podrían colocar nombres, tiempos, lugares, etc., a los ejemplos reseñados anteriormente.
Escenario 2: Opciones Tecnológicas.
• Selección de Alternativas
Cuando la naturaleza del problema lo requiere, las alternativas son planteadas en términos de la tecnología utilizada.
Matus advierte que la formulación de mejoras no es más que un negocio donde se cambian ciertos impactos por otros que se consideran menos dañinos o importantes. Este es uno de los criterios para seleccionar entre las varias alternativas, aquella que en términos generales reduzca el problema y que propenda por la no aparición o aumento de otros problemas.
Escenario 3 Cambio Radical – Cambio de Paradigmas. Una o varias alternativas pueden ser formuladas bajo consideraciones de un cambio radical de paradigmas. Estas por su naturaleza van a sufrir de una gran resistencia. En los proyectos de ingeniería, por la idiosincrasia de los técnicos, estos cambios son muy graduales y requieren de un soporte en la investigación. Las soluciones mágicas, mesiánicas, son excepcionales y en la mayoría de las veces son agenciadas por entidades o personas que buscan un rendimiento económico inmediato. La importante relación entre las actividades de identificación del problema y la generación de soluciones se ilustra a través de dos ejemplos llevados al absurdo: Ejemplo 1: El problema es de una gravedad muy alta, pero en su análisis se ha considerado que se trata de un problema menor. Las alternativas de solución cubren mejoras menores de bajo costo, consecuentes con la importancia asignada al problema. Coloquialmente se dice que es “tratar un cáncer con una aspirina Ejemplo 2: El problema es menor, pero el analista lo magnifica y lo presenta como de una gravedad extrema. La soluciones derivadas de esa concepción son de alto costo. Coloquialmente se habla de “tratar un resfriado con un tratamiento de quimioterapia”.
1-6
Para seleccionar entre varias alternativas se deben efectuar comparaciones o evaluaciones. Entre los aspectos materia de evaluación se tienen: • Tamaño del mercado, características de los usuarios o beneficiarios y análisis de la oferta. • Análisis del tamaño y de las opciones tecnológicas. • Opciones de ubicación o emplazamiento, facilidades de mano de obra, servicios públicos, conexión al sistema de transporte, etc. • Inversiones requeridas y costos de mantenimiento. • Impactos de tipo ambiental generados. • Opinión de los usuarios y/o beneficiarios con respecto al proyecto. • Costos de operación. • Financiación. Con estos antecedentes y otros que serán señalados a lo largo de todo el documento, se debe seleccionar la mejor alternativa, desde el punto de vista: • • • • • •
Técnico, evaluación técnica. Financiero, evaluación financiera. Económico, evaluación económica. Social, evaluación social. Ambiental, evaluación ambiental. Legal, evaluación legal.
1- Generalidades
• Formulación del Proyecto La formulación cubre la descripción con cierto detalle de los aspectos más importantes del proyecto, su incidencia en su desarrollo: previsiones, costos, etc., y su posterior evaluación. Mucho de lo que trata este documento está relacionado con las actividades propias de la formulación de los proyectos. • Despegue del proyecto (Tareas previas a la inversión). Cubre las tareas de promoción, financiación, administración de licitaciones y otras tareas previas a la gran inversión. • Ejecución del proyecto Esta etapa cubre la construcción, montaje, puesta en marcha y tareas propias previas a la iniciación de operaciones. • Evaluación Ex – post. Sin duda la gestión de un proyecto no termina hasta tanto no se hayan evaluado sus resultados. En este sentido hay cuatro tipos de resultados susceptibles de evaluación al final del proyecto: • La suficiencia de los recursos presupuestados. • La eficiencia en la utilización de los recursos. • La eficacia del proyecto en alcanzar con éxito los objetivos. • La efectividad del proyecto. 1.3.2 Ciclo de desarrollo de los proyectos. Esquema por fases o etapas La segunda tendencia4 es presentar el ciclo de un proyecto a través de fases de desarrollo, tal como se ilustra en la Figura 1.2. Se identifican tres fases: Fase 1: Fase de Preinversión. Fase 2: Fase de inversión. Fase 3: Fase de operación.
Cada una de estas fases comprende tareas secuenciales, en las que se van comprometiendo más recursos. La fase de preinversión comprende todas las tareas previas a las inversiones importantes del proyecto, cubre la identificación del proyecto y los denominados estudios de prefactibilidad y factibilidad. La fase de inversión comprende los estudios detallados, la construcción de las obras civiles, adquisición de maquinaria, montaje de equipos y todas las tareas previas a la operación. La fase de operación cubre la gestión, mantenimiento y mejoramiento del proyecto. Dependiendo de la naturaleza, tamaño y complejidad del proyecto, para cada fase se tendrán que realizar todas o algunas de las tareas señaladas y se definirán sus duraciones. En resumen, la formulación de un proyecto, que se realiza en la fase de preinversión, se refiere a efectuar un análisis del mismo a lo largo de su fase de inversión y de operación. Es para estas fases que se deben hacer las previsiones de recursos, tiempos, organización y todos los aspectos inherentes al proyecto.
1.4 CLASIFICACIÓN DE LOS PROYECTOS Los aspectos de mayor interés, los enfoques para adelantar muchas de las actividades del proyecto, están directamente relacionadas con su naturaleza. Por ello, es importante tratar de llegar a una clasificación de los proyectos, que los agrupe en categorías. Méndez Lozano5 indica que existen muchas formas de clasificar los proyectos: según su ubicación en urbanos o rurales; por su dimensión pueden ser megaproyectos, grandes, medianos y pequeños; por la financiación pueden ser con recursos propios, con crédito o mixtos.
1-7
Fase de preinversión
1-8 2 3 4 de Etapa de Etapa de Etapa construcción. iniciación elaboración actividades del programa detallado para la ejecución del proyecto.
Fase de inversión
Figura 1.2 Ciclo de desarrollo de los proyectos Fuente: ARBOLEDA, Germán. Proyectos. Pág 26.
Desembolsos por concepto de inversión de capital
Programación para la ejecución y actividades complementarias
Actividades de promoción de inversiones
2 3 4 1 de de Etapa de la Evaluación final y decisión de Etapa Identificación de Etapa invertir estudios formulación oportunidades de selección técnicos de proyectos inversión (ideas de preliminar detallados, proyecto). Informes celebración preliminares. de contratos y negociaciones de Estudio de Estudio de Estudio Oportunidad. Estudio prefactibilida factibilidad. Anteproyecto preliminar. Perfil de d. Anteproyect definitivo trabajo o preliminar
1 la de
Fase Operacional
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
1- Generalidades
• Etapa 4: Evaluación final y decisión de invertir. También, se podrían clasificar por la prioridad, el tiempo de duración, el nivel de riesgo, etc. Algunas entidades internacionales tratan de buscar una clasificación según los sectores de la economía, es el caso de la clasificación sugerida por el ILPES, Instituto Latinoamericano de Política Económica y Social: de producción de bienes (primaria, secundaria), de producción de servicios (infraestructura física, infraestructura social, otros servicios), de investigación. Pero tal vez la clasificación más importante tiene que ver con el carácter del proyecto, el cual se puede catalogar como económico o social. En los primeros se centra en el ofrecimiento de un bien o servicio que será adquirido por el consumidor en la medida de su capacidad de pago. En los segundos se trata de suplir una necesidad básica insatisfecha, en dónde la capacidad de pago del usuario no condiciona, en su totalidad, la realización o ejecución del proyecto
1.5 LOS ESTUDIOS DE PREINVERSIÓN. Al presentar el ciclo de desarrollo de un proyecto, la fase de preinversión comprende varias etapas6: • Etapa 1: Identificación de oportunidades de inversión, estudios de oportunidad o estudios preliminares. La versión más simplificada de estos estudios son los perfiles de proyectos. • Etapa 2:-Selección y definición preliminar del proyecto - Estudios de prefactibilidad. • Etapa 3: Formulación del proyecto - Estudios de factibilidad. Los estudios de apoyo o funcionales forman parte de esta etapa.
Muchos de los asuntos tratados en este libro tienen que ver con las actividades realizadas en los estudios de preinversión de proyectos viales y de transporte y su discusión, alcance y técnicas se desarrollan en los próximos capítulos.
1.6 LA TEORÍA DE LOS PROYECTOS Y SU ESQUEMA GENERAL. Los aspectos tratados en los estudios de oportunidad, prefactibilidad y factibilidad se pueden agrupar en cuatro categorías7, según un esquema común válido en todos los casos. La importancia que se asigne a cada aspecto del esquema general, variará según la naturaleza del proyecto o según las circunstancias locales. Estos aspectos son: Aspectos comerciales • Estudio del mercado Aspectos técnicos • • • • •
Tamaño. Localización. Ingeniería del proyecto. Organización. Programa de ejecución de actividades.
Aspectos financieros • • • • •
Inversiones. Costos de operación y de financiación. Financiación. Proyecciones financieras. Evaluación financiera
1-9
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Aspectos económicos, sociales y ambientales • Evaluación económica y social • Evaluación ambiental • Evaluación integral
En la Figura 1.3 se presenta todos los aspectos que se deben examinar en un estudio de preinversión y las relaciones entre ellos. Un detalle de cada uno de estos aspectos, sus objetivos, métodos y resultados esperados son compilados en el Cuadro 1.1.
(9) FINANCIACION (2) TAMAÑO
(3) LOCALIZACIÓN
(1) ESTUDIO DE MERCADO
(7) INVERSIONES EN EL PROYECTO
(8) COSTOS DE OPERACIÓN Y FINANCIACION (4) INGENIERIA DEL PROYECTO
(10) PROYECCIONES FINANCIERAS
(5) ORGANIZACION (11) EVALUACION
(6) PROGRAMA DE EJECUCION
Figura 1.3 Aspectos a examinar en los estudios de preinversión.
1 - 10
CONTROL
3
2
1
No.
Localización del proyecto
Tamaño del Proyecto
Estimar la cuantía de los bienes o servicios que la comunidad estaría dispuesta a adquirir por determinado precio. Requiere la aplicación de encuestas y la formulación de modelos de elección, basados en la estadística y en la sicología de los consumidores.
• Estudio del Mercado
Métodos o instrumentos de análisis
Resultados esperados
Si existen varias alternativas se puede emplear un método de evaluación o selección de localización como: Electra IV, Matriz de Saaty, etc.
Normalmente el estudio de mercado se Conocer en detalle: divide en etapas: • El Producto • La demanda • Definición del problema • La oferta • Identificación de fuentes de • El precio información. • Los canales de • Recopilación de antecedentes y distribución establecimiento de bases empíricas • La publicidad para el análisis. • Elaboración y análisis de los antece- El resultado final es fijar las dentes unidades demandadas en • El informe, utiliza la estadística y la periodos de tiempo. econometría para realizar los pronósticos. Se deben dimensionar los espacios físicos Cubrir el análisis de: • Cuadro de áreas requeriy seleccionar la tecnología; aprove- • La magnitud y características del das chando las economías de escala. mercado. • La tecnología del proceso productivo • Descripción de equipos y capacidades • La disponibilidad de insumos y materia prima • La localización • Los costos de inversión y de operación • El financiamiento del proyecto Buscar el emplazamiento más conve- En Primer lugar efectuar el análisis de • Macrolocalización niente para desarrollar el proyecto. las fuerzas locacionales. Análisis regional • Transporte El objetivo que se proponga en la ubica• Mano de obra • Microlocalización ción es fundamental. Este puede ser: emplazamiento definitivo • Materias primas • Servicios públicos • Costo mínimo. • Mercado • Maximizar utilidades. • Terrenos • Promover el desarrollo. • Distribución • Atención óptima al usuario. • Condiciones de vida • Leyes y reglamentos • Clima • Opiniones de la comunidad
Objetivos
Nombre del aspecto
Cuadro 1.1 Teoría general de proyectos Aspectos a analizar en la formulación de proyectos
Análisis y selección de rutas de conexión
• Dimensionamiento de la infraestructura • Análisis de capacidad y niveles de servicio • Selección de la tecnología.
• Estudio de transporte • Estudio de tránsito.
Denominación en proyectos viales y de transporte
1- Generalidades
1 - 11
1 - 12
8
7
6
5
4
No.
Denominación en proyectos viales y de transporte
en
el Cuantificar el valor de las inversiones Se establecen precios unitarios y Cuadro o cronograma de Presupuesto de obra, a precios financieros y a precios requeridas en el proyecto. cantidades de obra, para cada uno de inversiones. económicos. los ítems.
Programación de obras
Costos de operación y Establecer una estructura de costos y Técnicas de la contabilidad de costos. Cuadro de costos de Normalmente son ignorados o operación y financiación. se estiman unos costos de de financiación cuantificarla para cada año de mantenimiento. operación.
Inversiones proyecto
Programa para la Proponer el plan de trabajo, • Lista de actividades y los recursos • Red de actividades ejecución del proyecto expresado en un cronograma requeridos. • Ruta crítica y holguras detallado • Matriz de procedencias. • Diagrama o cronograma. • Elaboración de la red, por alguno de los métodos: CPU, PERT, LPV, etc. • Cálculo de la red. • Diagrama de barras o gantt.
Establecer el tipo de organización Las tareas se centran en: • Definir el tipo de sociedad • Organización del proyecto. que requiere el proyecto a lo largo de más conveniente. las diferentes etapas • Identificar las unidades • Administración del manteorganizativas. • Establecer la estructura nimiento vial. • Establecer los recursos requeridos: administrativa. humanos, materiales y financieros. • Formular los planes de trabajo y manuales de funciones
Resultados esperados
Organización
Métodos o instrumentos de análisis
Análisis de los aspectos técnicos Se utilizan los métodos usuales de la • Diseño detallado de • Ingeniería vial como son: producto, equipos, diseño ingeniería y de cada uno de sus procedimientos • Geología arquitectónico y de obras civiles, ramas en particular • Diseño de obras civiles • Geotécnia planes funcionales, etc. • Diseño geométrico • Pavimentos • Estructuras viales • Ingeniería de tránsito.
Objetivos
Ingeniería del proyecto
Nombre del aspecto
Cuadro 1.1 (Continuación) Teoría general de proyectos Aspectos a analizar en la formulación de proyectos
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Control del proyecto
Evaluación de proyecto
Proyecciones financieras
Financiación del proyecto
Nombre del aspecto
Métodos o instrumentos de análisis
Resultados esperados
Utilizar procedimientos establecidos para: • Evaluación financiera. • Evaluación económica. • Evaluación social • Evaluación ambiental.
Establecer un sistema de control o Establecer un plan de calidad en de aseguramiento de la calidad. cada una de las etapas del proyecto.
Establecer la conveniencia de ejecutar el proyecto: en materia técnica, social, económica, financiera, ambiental, legal, etc.
Planes de calidad
Indicadores de evaluación
Establecer si el proyecto presenta Normalmente se utiliza las técnicas de • Cuadro de estado de liquidez a lo largo de la fase de la Contabilidad general pérdidas y ganancias inversión y operación. • Cuadro de fuentes y uso de fondos • Balance proyectado • Indicadores financieros.
Establecer las fuentes reales de Normalmente sigue las siguientes Cronograma de aportes y/o desembolso de préstamos. financiación del proyecto y sus apor- etapas: tes. • Promoción del proyecto • Distribución de aportes • Cuantificación de préstamos.
Objetivos
FUENTE: Compilación del libro de Proyectos del Ingeniero Germán Arboleda V.
12
11
10
9
No.
Cuadro 1.1 (Continuación) Teoría general de proyectos Aspectos a analizar en la formulación de proyectos
Sistema de aseguramiento de la calidad.
Evaluación del proyecto.
Proyecciones financieras.
• Estudio de Financiación. • Gestión vial. • Cargos a usuarios.
Denominación en proyectos viales y de transporte
1- Generalidades
1 - 13
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
1.7IMPORTANCIA TRANSPORTE ECONOMIA
DEL EN LA
1.7.1 Principios básicos de contabilidad nacional8 El transporte es un sector muy importante de la economía nacional y regional y para medir su efecto en ella se requiere hacer uso de los procedimientos de contabilidad nacional y regional, instrumentos usuales del economista. Los principios y técnicas que cubren este numeral tratan de una disciplina completa y el propósito de su inclusión es el de ilustrar algunos conceptos y definiciones que serán tratados en los próximos apartes del documento. Los principales objetivos de la contabilidad nacional son: • Construir una imagen simplificada pero global y coherente de la economía de un país. • Mostrar las interdependencias existentes entre los diferentes participantes en la vida económica y las consecuencias de sus decisiones. • Determinar la tasa de crecimiento de una economía. • Medir el comportamiento de los principales agregados económicos. • Dar elementos para la planeación y el cálculo económico, en general constituirse en un elemento de política económica. • Comparar la evolución de la economía con la de los otros países. El funcionamiento económico de una Nación está constituido por un conjunto complejo de procesos, de relaciones entre individuos e instituciones y de personas que son interdependientes. Estos procesos tienen en cuenta la
1 - 14
producción, el ingreso, el consumo, el ahorro y la inversión. La producción y su utilización Para satisfacer las necesidades se deben producir bienes y servicios. En este ítem intervienen simultáneamente agentes económicos, individuos, grupo de individuos y organismos que constituyen centros de decisión y acción económica. Todas las anteriores deben disponer de recursos financieros, medios de producción y fuerza de trabajo; de cuya acción resulta la producción bruta total, integrada por los productos materiales e inmateriales denominados bienes y servicios. Esta producción según sus cualidades y el agente económico puede ser: • Consumo Final (CF), se emplea para satisfacer necesidades individuales y colectivas. • Inversión o formación bruta del capital fijo (FBCF), se trata de bienes que progresivamente se van desgastando por los procesos productivos y que permiten conservar o aumentar la capacidad productiva de los agentes económicos. Se trata de acciones al patrimonio de los agentes económicos: maquinaria, equipos, construcciones, etc. También se considera elemento de inversión al aumento del patrimonio representado por los bienes no vendidos que incrementan las existencias. • Consumo intermedio (CI), son bienes y servicios que se incorporan en un producto más elaborado: materia primas, energía, combustible, partes y piezas, etc. Estos productos transfieren su valor a un nuevo producto. • La producción total (PBT), es objeto de dos clases de utilizaciones: consumo intermedio y demanda final. La demanda final cubre el consumo final, la formación bruta del capital fijo y sus existencias.
1- Generalidades
Producción bruta total y valor agregado Si se quiere establecer el crecimiento de la economía se debe incluir lo que cada agente aporta realmente a la producción nacional; el valor agregado (VA), es igual al valor de los bienes y servicios , productos de menor valor que los utilizados en su producción. También el aumento de la riqueza esta determinada por el conjunto de productos que salen del proceso productivo, es decir el inventario de existencias. Distribución del valor agregado El valor agregado en una economía, además de manifestarse en el valor de uso de los bienes y servicios de origen interno, es también el origen de los ingresos para los agentes que directamente participan en el proceso productivo. El valor se crea en la producción, pero se materializa en la venta de los productos. La diferencia entre el valor de la producción y el consumo intermedio representa los ingresos para el empresario, o sea que se deben distribuir entre quienes participan en el proceso productivo, es decir, que no ingresan completamente en el patrimonio del producto – vendedor. El valor agregado generado en el periodo se distribuye entre los agentes económicos. La primera repartición se da entre las unidades productivas: empresas, Estados, hogares e instituciones financieras. Las operaciones financieras Los agentes económicos que han gastado menos de lo que reciben en el período, tienen varias opciones para emplear esa capacidad de financiamiento. Una de estas consiste en adquirir o poseer activos financieros: depósitos en cuenta corriente, depósitos de ahorro, certificados , cedulas, bonos y acciones. Los agentes que tienen necesidad de financiamiento la pueden satisfacer con pasivos finan-
cieros tales como préstamos, emisión de acciones, bonos, etc. Ahora bien, el agente puede adquirir activos superiores a su necesidad de financiamiento y con esto obtener activos financieros. Entre los agentes con capacidad y necesidad de financiamiento aparecen como intermediarios las instituciones financieras las que captan los recursos excedentarios, los traspasan y los ponen a disposición de otros agentes. Relaciones con el resto del mundo Las economías nacionales están en relación con otros países, estas relaciones consisten en: • Intercambio de bienes y servicios, que se expresan en importaciones y exportaciones de productos terminados, semiterminados, materias primas, etc. • Intercambio de ingresos o valores agregados. • Financiamiento de algunos gastos. Se tienen en cuenta los ahorros que salen de territorios nacionales y van como préstamos o como inversión a otras naciones y los préstamos que recibe la Nación del resto del mundo. Las operaciones en cuentas nacionales De la descripción del circuito económico, se deducen tres tipos de operaciones: (1) Las operaciones de bienes y servicios Consisten en la creación, el intercambio y la utilización por los agentes económicos de los bienes y servicios disponibles en la economía. Corresponden: • • • • • •
La producción Las importaciones El consumo intermedio El consumo final Las exportaciones La formación bruta del capital fijo.
1 - 15
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
(2) Las operaciones de repartición Describen las operaciones que resultan de la repartición del valor agregado generado en la actividad productiva, entre los diferentes agentes económicos. • La primera repartición está directamente ligada al proceso de producción; se trata de la remuneración a los asalariados, de los impuestos a la producción (impuestos indirectos) y de las subvenciones acordadas por el estado a las empresas. • Las otras operaciones de repartición corresponden a los intereses, dividendos, transferencias y a la redistribución inducida por intermedio del Estado. (3) Las operaciones financieras Son las operaciones relativas a la creación y a la circulación de los medios de pago: emisión de acciones, créditos etc. (4) Consumo de capital fijo
En la Figura 1.4 se muestra la relación entre dos variables económicas: El PIB y el crecimiento de las exportaciones con una variable de operación de carreteras: el flujo de camiones. La Econometría ofrece métodos de análisis para realizar las correlaciones entre variables de este tipo. . 1.7.2 La necesidad del transporte Superficialmente se pueden identificar seis razones principales para explicar la necesidad y la aparición de los transportes en las diferentes sociedades y tiempos. Deficiencias geográficas: La tierra no es del todo homogénea en sus rasgos geográficos. No hay rincón en el mundo físicamente capaz de producir nada semejante a la gama completa de productos agrícolas y minerales. Especialización: La civilización occidental está basada en un alto grado de especialización, el que corrientemente no sería posible a menos que el productor especialista tenga un rápido acceso a un gran mercado, lo cual implica el uso del transporte.
Se considera como el costo por el desgaste normal de las maquinarias y otros activos. Crecimiento de las exportaciones y del tráfico de dobletroques* y tractomulas – Categoría III, IV y V
20%
5%
15%
0%
10%
-5%
5%
-10%
0% -5%
-15%
-10%
-20%
-15%
1 - 16
II
IV
00 I
II
III
IV
-25%
III**
Exportaciones
Figura 1.4 Relaciones entre el PIB, Exportaciones y Flujos de Tránsito Fuente: Departamento Nacional de Planeación de Colombia.
Crecimiento Exportaciones
25%
99 I
III*
II
IV
II
99 I
III
IV
98 I
-8%
II
-6%
00 I
Crecimiento del PIB
30%
Tráfico de camiones de carga
10%
II
-2%
15%
III
0%
III
Crecimiento PIB
2%
-4%
35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% -5% -10% -15%
Crecimiento Exportaciones
Crecimiento de las exportaciones
4%
98 I
6%
Crecimiento tráfico de camiones
Crecimiento de las exportaciones y del PIB
-20%
1- Generalidades
En una sociedad moderna las mercancías son producidas por organizaciones complejas en las que cada detalle de diseño y fabricación corren a cargo de especialistas. Por supuesto que esta es la clave de una elevada productividad y de un alto nivel de vida, principalmente por la disponibilidad de transporte barato para aportar las materias primas y llevar a mercados distantes los artículos fabricados. En países como Colombia los sobrecostos de transporte tienen marcada influencia sobre los costos finales de los productos de exportación, pues en su mayoría son bienes primarios que pierden competitividad en los mercados externos cuando deben cubrir costos de transporte altos. Por otra parte, buena proporción de los costos de operación se causan en monedas fuertes, porque corresponden al consumo de bienes con origen extranjero, como los vehículos, combustibles y repuestos. Otras economías de escala: La especialización es solo una de las ventajas que la producción en gran escala hace posible. Sin embargo, una gran parte de la especialización vital es posible a niveles relativamente modestos de output apoyados en servicios de transporte bastante rudimentarios. Pero otras ventajas de la producción en gran escala, tales como el empleo de la automatización de equipos especializados, manipulación de grandes volúmenes, comercialización masiva e investigación, requieren a menudo un nivel muy grande de output con un mercado correspondientemente grande y esto, a su vez, exige transporte barato a grandes distancias, tanto para servir al mercado como también frecuentemente para aportar materias primas y mano de obra. La adopción de estas economías de escala en Colombia, ha tenido serios tropiezos, debido básicamente a: • Una aplicación ortodoxa de las políticas de CEPALINAS de la década de los cincuenta con sus estrategias de sustitución de importaciones y fortalecimiento de los mercados internos, esto facilitó el desarrollo de las carreteras.
• Un sector industrial débil y con un bajo nivel de control de calidad. • Una flota mercante con buques apropiados para carga general y no para graneles y contenedores (además la existencia de la reserva de carga). • Un retraso en la facilitación de procedimientos aduaneros para el desarrollo del trasporte multimodal y una inexistente red ínter modal de trasporte. • Una débil organización empresarial en la explotación de los diferentes modos de transporte. Objetivos políticos y militares: El establecimiento y mantenimiento del control político y de soberanía sobre vastos territorios, requiere servicios de trasporte. En un país industrializado, el sistema de transporte que sirve sus fines económicos, suele ser más que suficiente para sus fines políticos y de soberanía. En Colombia, la presencia del Estado es débil y en vastas zonas su presencia es nula. Los antiguos territorios Nacionales, mas del 50% de la superficie del país, se encuentra totalmente aislada de otras regiones . Relaciones sociales y culturales: El desarrollo de los modos de transporte, ha modificado el radio de acción y esto a su vez, en forma recurrente, obliga a lograr un mejoramiento en el sistema de trasporte. Localización de población: Una enorme proporción del transporte de pasajeros deriva de la decisión de la gente de residir a kilómetros de distancia de su trabajo o de sus principales centros de compras. Esta situación se presenta debido a una compensación en otros factores: menor costo de la tierra, servicios públicos más económicos y mejores condiciones ambientales.
1 - 17
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Fuente: DANE, 2004.
80,000,000 75,000,000 70,000,000 65,000,000
20 02
20 00
60,000,000 19 98
Porcentaje del PIB 13.6 3.0 13.4 4.6
Año
Participación del transporte en el PIB
10.3
8.50 7.9
20.0 3.5 2.2 0.4 3.2
8.00 7.50 7.00 6.50
19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02
16.4
% PIB
Sector Agropecuario, silvicultura, caza y pesca Electricidad, gas y agua Industria manufacturera Construcción Comercio, reparación, restaurantes y hoteles Transporte, almacenamiento y comunicaciones Establecimientos financieros, seguros, inmuebles y otros servicios a las empresas Servicios sociales, comunales y personales Servicios bancarios imputados Impuestos excepto IVA Subsidios IVA no deducible Derechos e impuestos sobre las importaciones Producto interno bruto
PIB, Millones de pesos constantes 2004
19 96
Cuadro 1.2 Distribución del PIB por sectores económicos (Año 2002)
En la Figura 1.5 se muestra la serie histórica del PIB nacional y la correspondiente al sector transporte.
19 94
La importancia del sector transporte dentro del contexto de la economía es un asunto aceptado por los expertos. Sin embargo, por su naturaleza de demanda intermedia y no final, mucho de esa importancia se diluye en otros sectores. En el Cuadro 1.2 se presenta la distribución del PIB entre los diferentes sectores de la economía. Los sectores con más alta participación son los de servicios sociales, comunales y personales, seguidos por los servicios financieros, sector primario, industrial y comercial; en sexto lugar se ubica el sector transporte, con aproximadamente el 8% del PIB.
En el Cuadro 1.3 se presentan cifras del PIB de Colombia, a precios corrientes y a precios constantes de 1994, así como la participación del sector transporte en el PIB nacional. Para el período de análisis se puede fijar la participación del sector en un 8% del total.
PIB, Miles de millones
1.7.3 Participación del sector transporte en la economía
Año
1.3 100.0
Figura 1.5—PIB nacional y participación del transporte en el PIB Fuente: El Transporte en cifras 2002—Elaboración Propia.
1 - 18
84,439,109 100,711,389 121,707,501 140,483,322 151,565,005 173,729,806 189,525,324 204,250,439
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
76,471,540
75,267,264
74,228,458
72,250,601
75,421,325
74,994,021
72,506,824
71,046,217
67,532,862
Valor
1.6
1.4
2.7
-4.2
0.6
3.4
2.1
5.2
Crecimiento
Millones constantes, 1994
Fuente: El Transporte en cifras, 2002.
67,532,862
Millones, corrientes
1994
Año
PIB total
43,834
43,070
42,321
41,589
40,827
40,064
39,296
38,541
37,844
Población, en miles
4,659,635
4,400,402
4,105,050
3,644,353
3,440,942
3,037,827
2,562,892
2,190,890
1,784,506
Pesos corrientes / Hab.
1,744,571
1,747,557
1,753,939
1,737,253
1,847,339
1,871,856
1,845,145
1,843,393
1,784,506
Pesos ctes, 1994 /Hab.
PIB / habitante
Cuadro 1.3 Participación del transporte en la economía
16,858,391
15,400,483
13,849,100
12,142,287
10,992,362
9,344,665
7,557,703
6,228,192
4,920,053
6,311,796
6,116,081
5,917,219
5,788,193
5,901,473
5,758,018
5,441,143
5,240,338
4,920,053
Millones constantes, 1994
8.25
8.13
7.97
8.01
7.82
7.68
7.50
7.38
7.29
Porcentaje del PIB
PIB transporte y cabotaje Millones corrientes
1- Generalidades
1 - 19
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Las inversiones públicas en el sector transporte distan mucho de ser equivalentes a la importancia económica del sector. En la Figura 1.6 se presenta la inversión pública como porcentaje del PIB. Obsérvese como desde el año 1995 se aprecia un decrecimiento importante, que coincide con una entusiasta promoción de las concesiones.
• Es de duración excepcionalmente larga, (la depreciación es una cuestión de obsolescencia).
• La planta fija ofrece economías de escala.
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
Adicionalmente presenta complicaciones:
Año
Figura 1.6 Inversión pública en el sector transporte. Fuente: Elaboración propia con datos del Ministerio de Transporte.
1.7.4 Características económicas de los proyectos de transporte El transporte al igual que las demás industrias, requiere de equipos, materias primas y mano de obra; pero mientras que en otras industrias los equipos se refieren con toda razón a la instalación fija, es rasgo característico de la industria del transporte que parte de su equipo no sea fijo, sino móvil. 1.7.4.1 Planta fija o infraestructura La planta fija incluye carreteras, puentes, vías férreas, estaciones, aeropuertos, ríos, canales, esclusas, en resumen lo que efectivamente puede llamarse infraestructura del transporte.
1 - 20
• El costo de la nueva infraestructura, aparte del mejoramiento y mantenimiento de la existente es muy elevado.
• Tiene pocos usos alternativos. El capital enterrado en instalaciones fijas para el transporte es irrecuperable para otros fines.
3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 1994
% del PIB
Inversión pública en el sector transporte com o porcentaje del PIB
Posee cuatro características comunes dignas de atención:
• La capacidad práctica mínima de una estructura de transporte suele ser muy alta. • Existe siempre un límite superior, después del cual se complica la operación del sistema. • La construcción por etapas reduce las economías de escala. • Los costos de mantenimiento son bajos en relación con la inversión. 1.7.4.2 Planta móvil de vehículos Las características económicas de las unidades móviles del equipo están en contraste completo con los de planta fija: • Costo. Las unidades móviles son relativamente baratas. • Vida útil.. La esperanza normal de vida de los equipos móviles es baja. La capacidad de las flotas puede ajustarse fácilmente tanto hacia abajo como hacia arriba.
1- Generalidades
• Usos alternativos. La mayoría de los vehículos tienen una multitud de usos alternativos, su gran movilidad les proporciona esta flexibilidad. • Economías de escala. Las limitaciones del tamaño por unidad son tecnológicas (infraestructura) y económicas (factores de utilización). • Los costos de operación de los vehículos son elevados en relación con su inversión. 1.7.4.3 Problemas económicos de los sistemas de transporte Monopolio de la infraestructura Puede haber un fuerte manejo de competencias entre la carretera y el ferrocarril y entre los puertos y los aeropuertos, pero en tales casos de competencia intermodal suele existir un gran mercado cautivo en ambos lados, con un pequeño solape de intereses que produce la competencia. Es decir, se da una fuerte tendencia al monopolio en la infraestructura Competencia en la explotación El negocio de la explotación del transporte es por naturaleza altamente competitivo. Las escasas exigencias de capital, la facilidad de traspaso de un mercado a otro y la ausencia de grandes economías de escala, apunta en el sentido de que los pequeños empresarios puedan verse atraídos a entrar real y rápidamente en el negocio. La obsolescencia
tecnología moderna e instituciones decadentes. Las razones de esta situación pueden verse en la características económicas básicas descritas. La vida excepcionalmente larga de la infraestructura del transporte significa que muchas instalaciones se hacen obsoletas tecnológicamente. Externalidades (Impactos) Las externalidades son los costos y beneficios que surgen de la producción o consumo de mercancías o servicios, pero que no afectan materialmente ni al productor, ni al consumidor. En otras palabras estos impactos son sufridos sin compensación o disfrutados gratuitamente por terceros. El transporte es, por excelencia la industria de las externalidades. Hay dos razones para ello: • El trasporte es un proyecto de ingeniería llevada a cabo en sitios públicos. Existe ruido, olor, peligro y otros rasgos desagradables para los habitantes de la ciudad y el campo. • Toda vez que el transporte y la localización de actividades pueden considerarse como las dos caras de una misma moneda, muchos efectos incalculables del cambio de ubicación de actividades han de considerarse como efectos colaterales de las decisiones en transporte (tamaño de ciudades, densidades, residenciales, apertura de zonas, etc.). Estas decisiones tienen el transporte como un elemento importante, claro existen otros elementos.
El transporte es una industria tecnológica que contiene una gran cantidad de instalaciones claramente obsoletas en el sentido tecnológico. Es generalmente la infraestructura la que está obsoleta, no los vehículos; no existe otra industria con tanta mezcolanza de refulgente
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
1.7.4.4 Problemas de ajuste de la oferta a la demanda
la demanda, en aumento o decrecimiento crean situaciones molestas, las primeras para los usuarios por el incremento en los tiempos de espera y mala calidad del servicio; para los operadores por la subutilización de la capacidad.
De la infraestructura
Del equipo móvil
La índole de la infraestructura del transporte es que su capacidad no es ajustable rápidamente para hacer frente a los cambios en la demanda. Como es típico que la infraestructura sea compleja y costosa su provisión ni se emprende alegremente ni se realiza con rapidez. Variaciones en
La oferta de vehículos puede aumentarse o reducirse rápidamente, y en cualquier caso, los excedentes de vehículos pueden desplazarse a otros sitios.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
HUERTAS Franco. Entrevista con Matus. Fundación Altadir, 1994. p.8. BANGUERO Harold. Gerencia Integral de los proyectos — Un enfoque de ciclo de vida. Universidad del Valle, 2001. p.34. LATORRE Emilio. Desarrollo y transporte regional. CIDER — UNIANDES, 1986. p.16. ARBOLEDA Vélez Germán. Proyectos. AC Editores, 1998. p.74. MENDEZ Lozano Edgar. Formulación y evaluación de proyectos. Universidad Surcolombiana, 2001. p.34. ARBOLEDA Vélez Germán. Op.cit., p.76. Ibid, p.78. DANE. Principios básicos de contabilidad nacional. 1990.
1 - 22
2– La Planeación del Transporte
2. LA PLANEACION DEL TRANSPORTE La aplicación de los principios generales de la planeación al sector del transporte se traduce en los llamados planes viales y de transporte o planes maestros de transporte. En el capitulo se hace una presentación general de la metodología para formular dichos planes. La parte relacionada con los modelos de transporte se presenta en forma detallada en el próximo capítulo. La inclusión de este tema en el trabajo tiene como propósito insistir en la necesidad que la identificación de proyectos, de cualquier naturaleza, pero ante todo los del sector público; se lleven a cabo mediante procesos de planeación serios, con diagnósticos completos y con un examen, en conjunto, de todos los aspectos relacionados con ellos.
2-1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
2.1 El PROCESO DE PLANEACION DEL TRANSPORTE al como lo reseña Ortuzar1 por más de 50 años se han venido realizando en muchas ciudades del mundo estudios de planificación del transporte que han dado como fruto secundario, pero importante, el establecimiento de una metodología de análisis relativamente estándar. Todos ellos, con algunas variantes, incluyen un modelo de transporte, modelación matemática, denominada en forma genérica como el modelo de los cuatro pasos. Pero la planificación del transporte esta mucho más allá que solo la modelación matemática, y esta enmarcada en los lineamientos de planeación señalados en el capítulo anterior.
T
2.1.1 Objetivos de la Planeación del Transporte La planeación del transporte tiene como objetivo básico2 la utilización óptima de la infraestructura vial y de los medios de transporte disponibles para hacer frente de manera eficaz a la demanda de transporte, actual y futura, de una región. Bajo la premisa planteada en el Capítulo anterior, de que la oferta de transporte y la demanda del mismo es un circulo, sin saber a cierta cuál es primero, el sistema de transporte normalmente afectará la manera en que el sistema socioeconómico crece y cambia. Asimismo, los cambios en el sistema socioeconómico harán necesarias ciertas modificaciones al sistema de transporte. Esta interrelación es fundamental para el análisis de los sistemas de transporte. Pero allí también radica la mayor dificultad en los resultados obtenidos de la aplicación de una metodología de planeación del tipo normativo o tradicional. Las dificultades saltan al escenario en el momento, en por lo menos dos aspectos altamente significativos:
2-2
• Los modelos de transporte requieren de una información bastante detallada, que en muy pocas ocasiones se tiene disponible. • Para medir el impacto de ciertas medidas en materia de transporte, o la influencia de cambios en la estructura urbana o de ciertos patrones de comportamiento socioeconómico, es necesario efectuar pronósticos de las denominadas variables exógenas, con una incertidumbre muy alta. 2.1.2 Reseña histórica de la planeación del transporte De forma muy superficial se puede señalar que la planificación de los sistemas de transporte es tan antigua como el comercio y la guerra. Pero sólo a partir de 1950 se introducen métodos más menos sistemáticos para su análisis. En esta década3 comenzó a formalizarse la planeación del transporte en los E.U, con la realización de entrevistas domiciliarias en más de 100 ciudades. Las técnicas de predicción de la demanda de transporte fueron desarrolladas en incrementos. En los veinte años previos a 1972, se efectuaron pronósticos de demanda de transporte en más de 250 zonas metropolitanas de los E.U y Canadá. Un punto importante en el desarrollo histórico de la planificación del transporte tiene que ver con las posibilidades y oportunidades del desarrollo de los computadores y el manejo de bases de datos socioeconómicas de gran tamaño. Con ello, se desarrollaron técnicas para realizar planificación de largo plazo, considerando grandes áreas de estudio. Pero también, se diversificó el análisis a tareas más puntuales y de corto plazo, como el análisis de carriles exclusivos para buses, sistemas de control del tránsito, restricciones de circulación de vehículos, etc.. Un rasgo de este proceso, es la dificultad que han tenido los países en lograr una alta capacitación de profesionales, lo que se puede valorar como un freno importante en el desarrollo de las técnicas de planeación del transporte
2– La Planeación del Transporte
Otro hito importante en el desarrollo de los sistemas de transporte, y por consiguiente en su planificación, tiene que ver con cuatro acontecimientos a nivel mundial*: • La crisis energética de los años 70 y posteriores. • Los grandes déficit fiscales que han sufrido las economías de la mayoría de los países del mundo. • La concientización de la conservación del medio ambiente. • La participación del sector privado en la gestión de sistemas de transporte, a través de las concesiones. En Colombia, el Ministerio de Obras Públicas ha realizado esfuerzos importantes en la planeación del transporte nacional, a través de los siguientes estudios4: • El estudio Parsons Brikenoff elaborado en el año 1961 por el Banco Mundial, cuyo objetivo fue fijar políticas en materia de transporte. Dejó formulado un plan vial carretero. • El Modelo de Harvard elaborado en Harvard en el año 1968. En Colombia se hizo una traducción. Era un modelo matemático de simulación de volúmenes de carga O-D por producto. • El Estudio de Transporte en el Area del Rio Magdalena, elaborado por Netherlands Economic Institute, NEI, en 1974, tuvo en cuenta los costos de transporte en el área de estudio para los modos carretero, fluvial y férreo. • Durante el período 1979—1981 se llevó a cabo un estudio sobre el transporte en Colombia con
*
la asistencia técnica de Netherlands Economic Institute, NEI. • Entre 1992 y 1994 se levo a cabo el estudio del plan maestro de transporte de Colombia, elaborado por un Consorcio Internacional con participación de la Empresa colombiana Hidrotec y la Universidad del Cauca.
2.1.3 El Modelo tradicional de Planeación de transporte Ortúzar insiste en que un aporte importante de los años de desarrollo de la planificación del transporte es una metodología más o menos precisa, como la reseñada en la Figura 2.1. Analizando con detenimiento el esquema de la Figura 2.1, se puede afirmar que corresponde más a la forma de conceptualizar el desarrollo de un modelo de transporte, que ha formalizar un clásico proceso de planeación. Esta confusión conceptual, permite concluir que el proceso de planeación va mucho más allá que el sólo planteamiento de un modelo matemático, e incluso se pueden optar por metodologías que utilicen modelos cualitativos. Sin embargo, el adoptar el modelo de transporte como una herramienta de análisis, con sus limitaciones, parece ser una postura sensata, complementada con la incorporación de otros análisis empíricos: estructura urbana, ordenamiento territorial, economía, etc..En el Capitulo 3, numeral 3.5 se hace una presentación más amplia de los modelos de transporte. Otro rasgo de la planeación del transporte es un sesgo marcado de los análisis y modelos hacia los problemas de transporte urbano, y esencialmente de pasajeros. Los otros modos de trans-
En las grandes ciudades Latinoamericanas se adiciona un fenómeno adicional y es el de su gran tamaño. En los años ochenta y noventa muchas de las ciudades más grandes del mundo se ubicaban en esta parte del mundo. Para el siglo XXI, muchas de las ciudades más grandes del mundo van a estar ubicadas en Asia.
2-3
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Formulación del Problema
Recolección de datos Construcción y calibración De un modelo analítico
Validación del modelo y Simulación del impacto de las soluciones
Seguimirnto
Predicción de variables de planificación
Generación de soluciones
Evaluación de soluciones y Recomendación de la mejor
Implementación de la solución Seleccionada
Figura 2.1 Proceso de Planificación del Transporte. Fuente: Ortúzar Juan D. Modelos de demanda de Transporte, pág 20.
porte, el transporte de carga, son casi olvidados en la literatura especializada.
nes de tiempo, costo y falta de profesional calificado, no se utilice modelos de transporte.
2.2 PLANES VIALES Y DE TRANSPORTE
La metodología que se presenta corresponde a la de un plan vial urbano, y cuando se considere oportuno se harán comentarios para el caso de redes rurales. Las principales fuentes de información en la preparación de este tema, son:
2.2.1 Contexto General En muchas partes de Latinoamérica, al proceso de planeación del transporte se le conoce con el nombre de planes viales y de transporte o planes maestros de transporte, hacen parte integral de los planes de desarrollo, pero dada su importancia, es corriente que su formulación se realice en forma independiente al plan general..
• Metodologías desarrolladas por la Universidad del Cauca, ante todo para lo relacionado con los planes rurales.
La práctica profesional ha llevado a concebir una metodología más o menos estándar para la formulación de los planes viales, y si bien, hay pequeñas variaciones entre los planes urbanos y rurales, la filosofía y los criterios pueden ser aplicados a cualquiera de los dos contextos, haciendo las adaptaciones del caso. Es muy frecuente que en la formulación de estos planes, por razo-
• La experiencia del autor en la formulación de los planes viales urbanos y rurales.
2-4
• Metodología utilizadas por la Empresa Ingeniería de Consulta Ltda., en lo relacionado con los planes urbanos.
2.2.2 Etapas del Plan Vial y de Transporte Las etapas contempladas en la elaboración del plan vial son las mismas que conllevan cualquier proceso de planeación, así:
2– La Planeación del Transporte
• • • •
Diagnóstico del sector. Montaje del Modelo de Transporte. Formulación del plan Control y seguimiento.
Cada una de estas etapas comprenden una serie de actividades que serán descritas en los próximos numerales, y el resultado final es la identificación de programas y proyectos priorizados y a nivel de perfil. Si se recuerda el ciclo de desarrollo de los proyectos, ellos se inician con su identificación, que se recomiendan obedezcan a un proceso sólido de planeación. de proyectos. Los planes viales son por antonomasia el banco de proyectos del sector de las vías, tránsito y transporte. En la Figura 2.2 se presenta un diagrama con la metodología general de un plan vial. 2.2.3 Diagnóstico del Sector 2.2.3.1 Recopilación y análisis de la información existente Esta actividad se refiere a la recopilación de la información y estudios existentes relacionados con todos los aspectos del área de estudio y a un análisis de los mismos, con el objetivo de disponer de un expediente descriptivo de los antecedentes del estudio y el de definir la información complementaria que será necesario medir o obtener directamente (información primaria). Esta actividad cubre la recopilación de los siguientes aspectos: • Datos generales del área . Situación y localización (área, límites, perímetro); climatología que comprende temperatura, humedad, precipitación y vientos; sismicidad; actividades de usos del suelo. • Datos socioeconómicos del área. Población con sus variaciones en el tiempo, tendencias de crecimiento, localización y densidades; empleo de la población y composición por actividades económicas; plan de ordenamiento territorial, en
especial lo relacionado con el plan de usos del suelo y actividades económicas. • Bases Cartográficas. Se obtienen las bases cartográficas, a diferentes escalas, disponibles para la zona de estudio. • Planes y Programas de Desarrollo. Se recopilan y analizan los planes y programas de desarrollo que en cualquier forma tengan relación o influencia con el plan. Para lograr este objetivo se debe buscar la colaboración de las entidades de planeación y coordinar visitas y entrevistas sobre sus planes y proyectos en ejecución a las principales empresas industriales y comerciales de la región, así como a las entidades públicas. • Estructura Orgánica de las Entidades relacionadas con aspectos viales y de transporte. Básicamente la consecución de los organigramas y la descripción de las funciones vigentes para cada una de ellas. • Información existente sobre el sistema vial y de transporte en el área de estudio. Se compila y se ordena la información existente sobre el sistema vial y de transporte, tratando al máximo de cubrir los siguientes campos: ⇒
Plan Vial vigente. Características generales, objetivo, avances, proyectos físicos, proyectos programáticos, prioridades.
⇒
Parque Automotor. Estadísticas sobre parque automotor de motocicletas, vehículos privados, taxis, buses y busetas y vehículos de carga.
⇒
Viajes. Estudios Origen y Destino anteriores, estadísticas existentes sobre viajes-.
⇒
Utilización de la Red Vial. Dentro de este campo se presentarán los aspectos más importantes de: - Inventario existente sobre la señalización y semaforización de la red vial actual.
2-5
2-6 Actualización cartográfica y zonificación
Red vial básica
Programa de obras e inversiones
Figura 2.2 Metodología general de un plan vial.
Documento del plan
Plan de obras de ejecución inmediata
Recopilación y análisis de información existente
Organización, administrativa en vías, transito y transporte
Perfiles de los proyectos
Patrones y usos de suelo actuales y futuros
Estudio de transito y transporte
Inventario vial
Diseño de obras y costos
Montaje del módulo de transporte
Propuesta de jerarquía vial
Propuesta de reorganización administrativa
Formulación del plan
Diagnóstico
Identificación de proyectos
Objetivos y estrategias
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
2– La Planeación del Transporte
- Inventario existente de estacionamiento sobre la vía y fuera de la misma. - Estadísticas sobre volúmenes de tránsito, velocidades, retardos. ⇒
⇒
Sistema de transporte colectivo. En la compilación de la información existente se dará la mayor cobertura posible a todos los aspectos del sistema de transporte colectivo: empresas, rutas, parque automotor, estadísticas de pasajeros, costos y tarifas. Accidentalidad. Se recopila, estudia y analiza la información disponible sobre accidentes de tráfico.
2.2.3.2 Actualización cartográfica y zonificación del área de estudio. Dependiendo de la calidad de la cartografía recopilada, es posible que sea necesario efectuar labores en su actualización. Es importante mirar la posibilidad de trabajar con un sistema de información geográfico. La zonificación consiste en dividir el área en estudio en regiones homogéneas, con el propósito de registrar las variaciones espaciales de las variables relacionadas con la movilidad de las personas, vehículos y bienes. Siempre que sea pertinente se debe asumir la zonificación de un estudio anterior, para establecer una base común de comparación. En el Capítulo 3 se hace una discusión más a fondo de los criterios de zonificación.
redes viales y de transporte para la aplicación de los modelos de transporte. Además, sobre las vías que se incluyan se debe realizar el programa de conteos e investigaciones de tránsito. Es conveniente que en la selección de la red vial básica participen profesionales conocedores de la región. La clasificación vial para una red urbana* se realiza con una analogía con el sistema circulatorio, y se definen las siguientes categorías de vías:: • • • • •
Corredores de transporte masivo. Vías arterias principales Vías arterias secundarias. Vías colectoras. Vías locales.
Normalmente en la red vial básica se incluyen hasta las vías arterias secundarias y algunas colectoras. 2.2.3.4 Organización administrativa en vías, tránsito y transporte Esta actividad se refiere a la descripción de la organización administrativa de las diferentes entidades relacionadas con el manejo del sector vial y de transporte en el área del estudio: En particular se debe prestar atención a las leyes y decretos vigentes que asignan a los municipios funciones anteriormente responsabilidad del ejecutivo nacional.
red vial básica del
Se requiere la elaboración de un diagnóstico institucional de la organización administrativa a través de una técnica de gerencia estratégica, que incluye:
En la definición de la red vial básica del año base se toman algunas decisiones importantes relacionadas con el detalle que se deben preparar las
Análisis Interno: Se estudian los aspectos organizacionales al interior de las entidades, se examinan los aspectos de estructura orgánica, funciones, estrategias, presupuesto, ba-
2.2.3.3 Definición de año base
*
En las redes rurales la clasificación más corriente es la de vías de primer orden, vías de segundo orden, vías de tercer orden y caminos vecinales. En la red vial básica se incluyen hasta las vías secundarias y algunas del sistema terciario que comuniquen poblados de cierta importancia.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
se legal de existencia, estilo y procedimientos de dirección, prestación de servicios, administración y manejo de personal y demás recursos.
Se debe analizar la inversión en la infraestructura de transporte en por lo menos los últimos cinco años. 2.3.3.5 Inventario Vial
Análisis Externo: Se refiere al análisis del medio externo en los aspectos políticos, financieros, económicos, tecnológicos, ambientales, culturales y sociales. Se debe tener un especial énfasis en el Nuevo Marco Legal del sector vial y en las fuentes de financiación del sector. De cada una de las entidades relacionadas se describe: su organigrama y las funciones que desempeña en el sector. Se identifican las fortalezas, debilidades, oportunidades y amenazas. Las técnicas de planeación estratégica y estratégica situacional son muy apropiadas para realizar estas labores. En lo relacionado con los aspectos técnicos y operativos de la entidades ejecutoras se evalua la capacidad instalada actual, teniendo en cuenta las condiciones en las cuales esta operando y los procedimientos utilizados en la ejecución de obras públicas. Se hace un inventario del equipo y activos fijos, su funcionalidad, capacidad, producción y rendimiento de los recursos que posee. Aspectos Financieros: Este aspecto se desarrollará dentro del concepto de que las finanzas se deben enmarcar en un enfoque gerencial, es decir, que se deben planificar, organizar, y son sujetas a seguimientos, evaluación y control. Esta actividad tiene por finalidad conocer en detalle el desenvolvimiento de ingresos y egresos y sus tendencias. En forma similar, lo relacionado con la deuda pública . El análisis se basará en el estudio de los informes fiscales y financieros que viene presentando la entidades de control y las Secretarias de Hacienda respectivas. Además, en el presupuesto de ingresos y egresos ejecutados en años anteriores, el vigente y el proyectado.
2-8
Según la Cepal5 , se entiende por inventario vial al conjunto de la información relativa a los caminos que componen la red. Un inventario vial puede ser bastante rudimentario, un simple listado de las vías, su longitud, anchos y tipo de superficie. Información que puede ser ampliada adicionando el tipo de terreno y características del paquete estructural. La cantidad y calidad de los datos de que se puedan disponer para la gestión vial6 dependerá en gran medida de la magnitud y de los recursos financieros. Se establecen tres niveles, tal como se reseña en el Cuadro 2.1. Cuadro 2.1 Inventario vial y recursos financieros disponibles Nivel de Recursos disponible
Volumen y forma de datos sobre la red vial
Bajo
Datos registrados en papel y archivados mediante procedimientos manuales. Este modo de almacenamiento sólo es posible para un volumen relativamente limitado de datos
Medio
Datos en archivos computacionales, manejados normalmente mediante programas comerciales.
Alto
Bases de datos integradas y asociadas a programas computacionales de presentación gráfica, SIG.
Fuente: SCHLIESSLER Andreas. BULL Alberto. Caminos, un nuevo enfoque para la gestión y conservación de las redes viales. CEPAL. 1994. Pág 227.
2– La Planeación del Transporte
Sobre la red vial básica, se realizan inventarios de los sentidos de circulación vigentes, de los anchos de andenes y calzadas y de la distribución de carriles en las mismas, de las zonas de estacionamiento permitido sobre las calzadas, de las instalaciones principales de estacionamiento fuera de las vías, del tipo y estado actual del pavimento, de las condiciones de drenaje, de la iluminación, de la organización y de la ubicación de generadores importantes de tránsito. El inventario se plasma sobre las bases cartográficas disponibles para obtener una imagen clara y consolidada de las condiciones físicas y operacionales de las vías. Para cada vía se prepara un cuadro o registro electrónico, en el cual se consignarán las siguientes informaciones: • · Nomenclatura de la calle* o de la carrera. • · Nomenclatura de las calles o carreras que intercepta. • · Características generales más importantes de cada uno de los tramos, entre ellas las siguientes: ⇒ Tipo de superficie: pavimento asfáltico, pavimento de concreto de cemento ⇒ Estado del pavimento: bueno, regular, malo ⇒ Estado del drenaje: bueno, regular, malo ⇒ Estado de la iluminación: bueno, regular, malo ⇒ Geometría: ancho de la calzada, andenes, separadores y zonas verdes ⇒ Ubicación de paraderos, con sus correspondientes características: capacidad, diseño, operación El inventario de las vías se complementa con los inventarios de estacionamientos, rutas de transporte público e intersecciones; dentro de éste se
adelanta un inventario detallado del sistema de control de tránsito y de las características de operación de las intersecciones. La instrumentación electrónica, el manejo de imágenes, los sistemas de información geográfico y programas computacionales complementarios permiten disponer de una plataforma para realizar inventarios y auscultaciones de redes viales de forma más precisa y rápida. 2.2.3.6 Estudios de Tránsito y Transporte El objetivo de esta actividad es establecer las condiciones de operación actuales de la red vial. Además, el de disponer de información para validar y calibrar el modelo de transporte. Ello se logra a través de investigaciones de campo, que deben ser adelantadas con una buena planeación y por personal capacitado. En el Capitulo 3 se hace una presentación detallada de los estudios de tránsito y transporte, pero es importante hacer las siguientes aclaraciones: Nivel de detalle. Como se esta trabajando a nivel de una red y no de un proyecto en particular, se debe dimensionar adecuadamente el alcance de los estudios que se vayan a ejecutar. En razón, de darle un uso racional a los recursos disponibles. Manejo de la información. Como se deberá manejar mucha información, se deben establecer controles rigurosos desde el mismo momento de la toma de información, procesamiento, análisis y presentación de resultados. Los estudios e investigaciones que normalmente se realizan son:
* En las carreteras usualmente se utiliza una nomenclatura oficial. Las vías urbanas se denominan por un nombre o dirección. Es una buena recomendación, establecer un sistema de clasificación más universal, que podría ser a través de nodos y arcos. De otra parte, en el caso de las redes rurales, por su naturaleza, el inventario y auscultación tendrá algunos elementos adicionales: bermas, cunetas, taludes, fuentes de materiales, etc.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Conteos de tránsito
Encuestas de origen y destino
Se efectúan conteos continuos que reflejen los patrones diarios de horarios de variación de los volúmenes de tránsito en las entradas y salidas principales del área de estudio y en las intersecciones de la red vial básica del año base.
En puntos convenientes de entrada y salida del área de estudio se ubican estaciones para la encuesta de origen y destino . Esta permite obtener como mínimo la siguiente información:
Las intersecciones en donde se efectúen conteos, se clasifican en estaciones maestras* y estaciones de conteo, asociando las estaciones de conteo con las maestras, con el fin de asignarles el mismo patrón de tráfico diario y horario. En las estaciones maestras los conteos se realizan durante dos días, 18 a 24 horas al día. En las estaciones de conteo se efectúan aforos en períodos pico y valle. Los conteos registrarán todos los movimientos efectuados en la intersección, clasificando los vehículos según tipo y totalizando cada quince minutos. Así mismo, en los casos en que resulte necesario se registran los flujos peatonales.
• • • • • •
Tipo de vehículo. Número de pasajeros. Origen y destino del viaje. Uso del suelo en el origen y en el destino. Propósito del viaje. Tiempo de duración del viaje.
En el caso de buses y busetas, la encuesta se lleva a cabo en el interior del vehículo en movimiento, encuestando los pasajeros. La información que se obtenga será la misma de la encuesta a los vehículos. La encuesta se adelanta como mínimo en las principales entradas y salidas del área de estudio, en períodos iguales a la duración de los picos. el tamaño de la muestra será superior al cinco (5) por ciento .
* Radelat hace un interesante recuento de la practica recomendada por Administración Federal Vial de los Estados Unidos de América, en relación con los estudios de volúmenes en sistemas viales rurales. Señala que como resultaría impráctico aforar todos los tramos o sectores del sistema, se procede a hacer aforos de distintos tipos en lugares estratégicos y utilizar los resultados de esos aforos para hacer inferencias temporales y espaciales donde no se disponga de todos los datos sobre volúmenes de tránsito. Esta practica se sustenta en las observaciones realizadas por Petroff:
• •
Los volúmenes de tránsito rural varían de un mes a otro, pero la relación de cada volumen mensual con el TPDA (Tránsito Promedio Diario Anual), es casi la misma durante varios años. El patrón del os volúmenes de tránsito en caminos rurales con TPDA de 500 veh/día o más permanece prácticamente igual a lo largo de extensos sectores.
El procedimiento consiste esencialmente en ubicar estratégicamente tres tipos de estaciones de aforo:
• • •
Estaciones permanentes (maestras), funcionan 24 horas al día y 365 días al año. Deben permitir obtener información para cada 15 minutos y resultados horarios. Estaciones de control. Son complementarias a las anteriores y en número de más o menos el doble de las anteriores. En estas se efectúan conteos periódicos, una semana al mes (principales) y cinco días cada dos meses (secundarias). Estaciones sumarias. Se establecen para interpolar y extrapolar la información recogida en las estaciones permanentes y de control, se deben realizar en todos los tramos del sistema, y la recomendación es que se disponga de 15 estaciones sumarias por cada 1oo kilómetros o de 20 a 25 estaciones sumarias por estación permanente o de control.
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2– La Planeación del Transporte
En paralelo con la encuesta se adelanta un conteo total de vehículos, clasificado según tipo de vehículo, en cada una de las estaciones de encuestas y durante todo el período de duración de las encuestas. Con estos conteos se lleva a cabo el proceso de expansión de la encuesta, a partir de factores de expansión horarios y por tipo de vehículo. Tanto la información de las encuestas como la de los conteos se procesa electrónicamente. Medición de velocidades Las mediciones se pueden realizar por el método del “vehículo flotante”, el cual es un vehículo que se incorpora al flujo predominante del tráfico y cuyos ocupantes llevan un registro del tiempo en que se cruzan varios puntos de referencia seleccionados previamente a lo largo de los principales itinerarios o rutas en el área de estudio. Para la aplicación de estas mediciones se deben definir o establecer rutas de viaje, que pueden corresponder a viajes entre zonas importantes del área de estudio, rutas de transporte público, corredores viales importantes, etc. Para cada una de las rutas se deberán hacer mediciones en períodos pico y no pico. Se recomienda realizar por lo menos tres mediciones en cada uno de los períodos y obtener promedios. Medición de demoras en intersecciones Se efectúan mediciones de demoras en cada una de las principales intersecciones de la red vial básica del año base. El número de mediciones será tal que los resultados sean estadísticamente significativos. Estudio de estacionamiento Esta actividad se refiere al estudio de estacionamiento en áreas de alta demanda de estacionamiento. El objetivo es que la investigación sirva de ayuda en la definición de políticas de parqueo a corto plazo, mediante las cuales se hará el mejor
uso posible de los espacios de estacionamiento existentes, procurando la interferencia mínima con el tránsito en movimiento y manteniendo buenas condiciones ambientales y paisajísticas. También, para señalar las políticas a largo plazo, las cuales se deberán considerar en un futuro, cuando las demandas de espacios de estacionamiento sean más elevadas. El estudio comprenderá dos partes: • Recopilación de la información, mediante observaciones directas en las distintas vías y a partir de la revisión de la información existente sobre estacionamiento, que cubrirá: - Inventario de estacionamiento sobre la vía - Inventario de estacionamiento fuera de la vía (cada parqueadero será investigado por separado) - Investigación de la utilización • Análisis: la información que se obtenga durante la investigación de la utilización se analiza en forma numérica y se presenta en forma de cuadros y de gráficos Medición de volúmenes peatonales Esta actividad se refiere a la determinación de los flujos peatonales más importantes en los sitios de alta confluencia peatonal y en las principales intersecciones de la red vial básica. Capacidad de intersecciones Se determina la capacidad vial correspondiente a cada uno de los tramos de la red vial básica, con base, fundamentalmente, en su ancho y número de carriles efectivos, utilizando para ello los procedimientos suministrados por los manuales de capacidad. A las principales intersecciones de la red vial básica se les puede calcular su reserva de capacidad..
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Accidentalidad vial Realizar un estudio de accidentalidad que permita identificar los tramos y las intersecciones críticos, en este materia.. Estudios de Transporte Público Entre los estudios que se deben adelantar se tienen:
suelo. En esta medida, estos aspectos constituyen un insumo para la formulación de los planes viales. La respuesta esperada de la aplicación de los modelos de demanda y de oferta de transporte es la de medir la conveniencia o no de esas políticas, y en caso de que las circunstancias lo requieran, de proponer otros esquemas alternativos de ordenamiento territorial.
• Inventario de empresas, infraestructura y parque automotor. • Verificación de rutas y ubicación de paraderos. • Conteo visual y frecuencias. • Encuesta de Origen—Destino. • Estudio en terminales. • Ascensos y descensos. • Velocidades, tiempos y retardos. • Costos de operación. • Satisfacción de usuarios.
Como fase inicial de esta actividad, se revisa el Plan de Ordenamiento Territorio, POT, en relación con: estadísticas existentes sobre el desarrollo urbano del área y que tengan impacto en relación con el estudio del plan vial y de transporte , posteriormente, se procede a efectuar su correspondiente actualización, en los aspectos que sea necesario. Hasta donde sea posible se tratará de obtener información de sistemas de información geográfico, mapas detallados de los usos del suelo, en relación a:
2.2.3.7 Patrones y usos del suelo actuales y futuros
• Población
Hay una discusión de orden metodológico en relación a estos aspectos. Algunos afirman que lo relacionado con el ordenamiento territorial es un insumo básico, información suministrada al Grupo de trabajo del Plan, otros por el contrario, consideran que el resultado de la planificación del transporte es establecer ese ordenamiento territorial. De otra parte, en muchas ciudades de América Latina se han adelantado planes de ordenamiento territorial, elevados a la categoría de estatutos o reglamentos, que en su formulación no se han considerado, en forma explicita, la demanda y la oferta de transporte. Han sido realizados en forma empírica. Por ello, en el orden práctico, el proceso de planeación del transporte requiere de una caracterización socioeconómica del área en estudio y de los pronósticos de variables relacionadas con la población, el ingreso, el empleo y los usos del
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⇒ Población, último censo: por sexo, edad y procedencia. ⇒ Patrones de crecimiento. • Vivienda, Características de la vivienda: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Tipos: (unifamiliar, bifamiliar, multifamiliar). Nivel de rentas. Estado (malo, regular, bueno). Nivel de servicios (agua, energía, servicios sanitarios. Tasa de ocupación. Densidad por zona. Demanda. Déficit anual.
• Actividades económicas ⇒ Industrias: localización y oferta de trabajo. ⇒ Comercios: localización y oferta de trabajo. ⇒ Oficinas: localización y oferta de trabajo.
2– La Planeación del Transporte
⇒ Jerarquización de centros económicos. • Usos del suelo ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Residencial. Comercial. Servicios personales. Administración. Industrial. Institucional. Recreacional. Militar. Transporte. Depósitos. Areas abiertas.
• Tenencia de la tierra ⇒ Pública. ⇒ Privada. • Instituciones Públicas ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Centros de educación. Centros de administración. Policía. Bomberos. Catedral, iglesias y capilla. Correos. Telégrafos. División de Administración de Impuestos Nacionales. Sanidad y salubridad. Centros de rehabilitación. Servicios sociales. Recreación. Cultura: bibliotecas, museos, teatros.
• Servicios públicos ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Electricidad. Aguas blancas. Drenajes. Aguas negras. Gas.
⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Teléfonos. Basuras. Televisión. Otros servicios.
Muchas de las estadísticas recopiladas deben ser actualizadas, utilizando técnicas de pronóstico adecuadas, ante toda en las relacionadas con empleo e ingreso, y posesión vehicular. Se debe profundizar los siguientes puntos: • Identificación de los niveles socioeconómicos. • Comportamiento histórico de las densidades de población. • Resultado de la aplicación de diferentes planes y políticas sobre crecimiento de la población. • Determinación y clasificación de las áreas edificadas, edificables, recreacionales, industriales, institucionales. De común acuerdo con la entidades de planeación, se deben tomar algunas consideraciones en materia de definición de los patrones de usos del suelo : • Relación entre densidades y usos en el área urbanizada actual . • Tendencia de mantenimiento de las áreas de vivienda. • Tendencia de dispersión y de concentración de las actividades comerciales y de negocio. • Políticas a corto plazo de ocupación de áreas libres. • Los patrones deseables de crecimiento urbano se establecen para un período de 10 años. 2.2.3.8 Propuesta de jerarquización vial Cada una de las vías que conforme la red vial básica se clasifica dentro de determinada jerarquía empleando criterios de diseño de vías urbanas. Se deben aplicar criterios de clasificación del tipo: • Las especificaciones de la vía.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• El tránsito vehicular de la hora pico. • La función que la vía desempeñe dentro de la estructura urbana de la ciudad . • Si forma parte o no de la red de transporte público colectivo. • Otros criterios.
personas Viajes de los vehículos
Como resultado del desarrollo de esta actividad, para el año base se obtendrá:
• Factores de ocupación de los vehículos de pasajeros • Matrices de origen y destino de los viajes de los vehículos • Viajes diarios de los vehículos comerciales, clasificados de acuerdo con el tipo de vehículo y con las características locacionales • Orígenes de los viajes promedio diario de los vehículos comerciales, de acuerdo con la categoría de uso del suelo. Análisis de los principales generadores de tránsito • Destinos de los viajes promedio diario de los vehículos comerciales, de acuerdo con la categoría del uso del suelo. Identificación de los centros de atracción
Viajes de las personas
Red vial básica
• Distribución de los viajes diarios de las personas de acuerdo con el modo y las características locacionales. • Modo: bicicleta, motocicleta, automóvil particular, taxi o bus • Característica locacional: internos (dentro del área del estudio, hacia o desde el área del estudio, viajes de paso). • Ocupación promedio de cada tipo de vehículo de pasajeros • Distribución de los viajes de acuerdo con el modo • Distribución de los viajes diarios de las personas de acuerdo con el modo de transporte y el propósito del viaje • Distribución de los viajes diarios de las personas de acuerdo con la duración y el modo de transporte • Viajes internos de las personas durante el período pico • Viajes de las personas a través del área de estudio, excluyéndose viajes de paso • Viajes de las personas hacia y desde el área del estudio, de acuerdo con el modo de transporte • Matrices de origen y destino del viaje de las
• Jerarquización vial • Inventario vial • Flujos de tránsito y velocidades. Variaciones horarias • Capacidad de las vías • Flujos peatonales. Identificación de áreas críticas de tránsito peatonal • Accidentes • Identificación de ineficiencias
2.2.3.9 Informe de Diagnóstico Esta actividad se refiere a la consolidación y actualización, por subsistema, de la información recopilada, obtenida directamente en campo, ordenada y analizada en desarrollo de las actividades reseñadas anteriormente.
2 - 14
Transporte Público • Inventario de empresas, infraestructura y parque automotor. • Inventario de rutas. • Pasajeros movilizados. • Ocupación. • Corredores de transporte público. • Estadísticas básicas de operación. Estacionamiento • Estacionamiento en vía • Estacionamiento fuera de la vía: público y privado
2– La Planeación del Transporte
• Indices de utilización • Identificación de ineficiencias
La técnica de identificación de los proyectos difiere si se cuenta con un modelo de transporte o no.
2.2.4 Montaje del Modelo de Transporte
Identificación de proyectos con ayuda de un modelo de transporte
Esta actividad cubre todo lo relativo a la preparación de las bases de datos y calibración del modelo de transporte. En el Capítulo 3, numeral 3.5, se hace una presentación de los principales aspectos relacionados con los modelos de transporte. 2.2.5 Formulación del Plan Vial y de Transporte
Después de disponer de un modelo de transporte debidamente calibrado, la identificación de proyectos se realizará en red para un escenario de análisis que contemple un paquete de proyectos: de mejoramiento, nuevos proyectos; además de los cambios en la estructura urbana, variables socio-económicas, etc.
2.2.5.1 Objetivos y Estrategias del plan
Los proyectos que se incluyan en un escenario de análisis serán aquellos que traten de solucionar alguna deficiencia detectada en el diagnóstico.
Se deben establecer los objetivos que se persiguen con la puesta en marcha del plan vial y de transporte. Algunos de ellos, son de tipo más general, comprenderán propósitos como el de mejoramiento de la vida, racionalización de inversiones, etc. Los más específicos, deben ser medibles y constituirán la base para las labores de seguimiento y control.
Una vez realizada la aplicación del modelo, los analistas deben establecer la magnitud de los flujos asignados, los costos y las condiciones de operación de la infraestructura (capacidad y niveles de servicio), y establecer el paquete de proyectos que mejor se acomode a las condiciones futuras del área de estudio. Es un proceso de ensayo y error.
Las estrategias están constituidas por las políticas de tipo general, que servirán de soporte o guía en la formulación del plan. Algunas de ellas se podrían plantear en los siguientes términos:.
Identificación de proyectos cuando no se cuenta con un modelo de transporte*
• Buscar el fortalecimiento de la infraestructura existente. • Incentivar el transporte público, mediante la creación de mecanismos que lo hagan más competitivo. • Procurar la participación del sector privado en las inversiones en el sector. • Incentivar el uso de combustibles no fósiles. 2.2.5.2 Identificación de proyectos Para algunos esta actividad es la esencia y razón de ser del plan vial y de transporte. Pero para poderla realizar es necesario contar con un diagnóstico serio del sistema de transporte.
En estas circunstancias, si bien no se cuenta con el modelo de transporte, el diagnóstico proporciona una herramienta valiosa para la identificación de los proyectos . Para asignar flujos de tránsito a los tramos de vía más importantes se puede utilizar procedimientos manuales o técnicas simplificadas. La base de todo el procedimiento de identificación se centra en la propuesta de jerarquización vial y en los resultados del diagnóstico. El procedimiento se inicia con la red de arterias principales, identificando las vías que presentan problemas operacionales, indicando para cada una de ellas el tipo de intervención más apropiado: • Construcción de una nueva vía.
2 - 15
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• • • • • •
Ampliación de la vía existente. Construcción de intercambiadores. Medidas de Gestión de tránsito. Mantenimiento. Conformación de anillos viales. Conformación de pares viales.
Adicionalmente, se incluyen las vías arterias secundarias, que según el diagnóstico deban ser llevadas a arterías principales. Un analista que conozca adecuadamente el funcionamiento de la red vial y seleccionando los flujos de tránsito básicos, se puede llevar a cabo un proceso de reasignación de tránsito, que permita estimar los volúmenes de tránsito futuro en cada una de las vías principales. Se procede a calcular los indicadores de operación, para las condiciones futuras. En caso de que se incluyan zonas de expansión, el analista deberá calcular el tránsito generado, en función de las densidades y de los usos del suelo autorizados en ellas. Un procedimiento similar se deberá realizar a nivel del sistema de arterías secundarias y colectoras. Una vez se tengan las listas preliminar con los proyectos identificados, se determinará la compoSistema
Participación deseable, %
Arterías principales
10 – 15
Arterias secundarias
25—30
Colectoras y otras
55—65
sición de la red vial básica y se comparará con la estructura deseable, que se presenta a continuación, o una composición de red recomendada para el área de estudio.
2 - 16
2.2.5.3 Formulación del Plan Después de identificados los diferentes proyectos de mejoramiento de las redes vial y de transporte público, se procede a conformar los programas del plan, como un agregado de proyectos de similares características y se prepara una pequeña reseña del tipo de intervención, actividades contempladas, costo tentativo, prioridad y entidad encargada de su ejecución. El Plan podría incluir los siguientes programas básicos: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Vías arterias principales. Vías arterias secundarias. Vías colectoras. Vías marginales paisajísticas. Vías semipeatonales. Ciclovías. Plan de estacionamientos en la Zona Central y áreas de congestión( sobre la vía y fuera de la vía). Programa de recuperación de pavimento de vías locales. Programa de pavimentación de vías locales. Puentes. Intersecciones semaforizadas. Glorietas. Amoblamiento urbano. Señalización. Demarcación. Programa de desarrollo institucional. Programa de educación. Sistema de transporte público colectivo (rutas, frecuencia, operación). Sistema de transporte de carga. Maquinaria y equipo para conservación del sistema vial y de transporte.
Esta versión inicial del plan se somete a consideración de los funcionarios de las entidades encargadas de la gestión, haciendo especial énfasis que en su formulación se han tenido en cuenta los resultados de los estudios de tránsito y trans-
2– La Planeación del Transporte
porte, los criterios de diseño, las características y condiciones actuales de las vías, los distintos planes y programas de desarrollo que se tienen para el área de estudio, los objetivos urbanísticos de Popayán y los patrones de uso de la tierra y deseables de crecimiento urbano. Se analizan las distintas recomendaciones que se presenten con respecto a la primera versión del Plan, lo que conducirá a la obtención de una segunda versión, la cual se someterá a una evaluación funcional y a un análisis de aspectos ambientales, en cuanto a: • Fluidez del tránsito vehicular, velocidades de operación. • Reserva de capacidad de las vías y de las intersecciones. • Sentidos de circulación. • Conformación de anillos viales. • Consistencia de la jerarquía vial con los usos del suelo. • Conformación de pares viales. • Nivel de servicio del transporte público colectivo. • Facilidades peatonales y comodidad de circulación de los peatones. • Eficiencia del sistema de control del tránsito • Seguridad vial. • Contaminación ambiental por efecto del ruido producido por el tránsito vehicular. • Contaminación del aire por efecto de la emisión de gases a la atmósfera. • Aspectos paisajísticos. 2.2.5.4 Prediseño de obras en cartografía existente A los proyectos incluidos dentro del plan se les debe realizar los correspondientes estudios técnicos a nivel de prediseño. La finalidad de los prediseños es poder contar con una descripción clara y precisa del alcance técnico de cada proyecto, establecer su factibilidad técnica y poder adelantar la correspondiente estimación de los costos para su ejecución.
2.2.5.5 Costos del plan Se deben tener en cuenta los siguientes rubros:• Costo de adquisición de predios y modificaciones. • Costos básicos de materiales, equipo y mano de obra. • Precios unitarios vigentes. • Costos de los trabajos de ingeniería para la realización de las obras. • Costos de conservación. Los costos básicos establecidos se aplican a los promedios generales que se estimen para los ítems mayores de cada proyecto, como son: explanación, obras de drenaje, subbases, bases, tratamientos finales de pavimentos, andenes, sardineles, zonas verdes, iluminación, redes de servicios públicos, demarcación, señalización y elementos de control del tránsito e infraestructura de transporte. Se obtienen valores globales estimados para la construcción o para el mejoramiento por kilómetro de los diferentes tipos de vías y el costo anual de conservación de la totalidad de las vías. Estos valores permitirán estimar el valor del presupuesto total para las obras del plan. 2.2.5.6 Aspectos ambientales El propósito de esta actividad es examinar en forma global el impacto que sobre el medio ambiente tienen los proyectos identificados dentro de los distintos programas del plan, con el fin de definir las medidas de mitigación más aconsejables. El estudio de los aspectos ambientales del plan cubrirá los siguientes puntos: • Descripción ambiental del área. • Identificación de los efectos que las obras del Plan puedan tener sobre el medio ambiente natural y sobre el medio ambiente social. • Cuantificación de impactos ambientales. • Identificación de los efectos negativos significativos.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• Definición de medidas de mitigación. • Elaboración del plan de manejo ambiental. 2.2.5.7 Perfiles de proyectos Se debe preparar un perfil de cada proyecto, que contenga: • • •
• • • • •
Código del proyecto Nombre del proyecto Descripción de la situación actual que pretende mejorar el proyecto, con indicación de demandas y capacidad actual de las facilidades vehiculares y peatonales Objetivos y justificación del proyecto Aspectos técnicos: alternativas estudiadas, obras propuestas, prediseños en cartografía existente Aspectos ambientales Programa para la ejecución del proyecto Inversiones en el proyecto
2.2.5.8 Programa de obra e inversiones Con el objeto de planear un programa de inversión bien equilibrado, se deben considerar, simultáneamente, varias condiciones: • Como es difícil esperar una expansión repentina del presupuesto, la inversión se planea de tal manera que la magnitud de la inversión aumente gradualmente con el crecimiento económico y con el aumento de la capacidad financiera del Municipio • Se presta atención especial a la inter-relación entre proyectos, especialmente entre un proyecto vial y un proyecto de desarrollo en otro sector 2.2.5.9 Documento del plan Se prepara y presenta un informe que contiene un recuento de los aspectos más importantes del desarrollo de las diferentes actividades que conforman el Estudio del Plan Vial y de Transporte..
2 - 18
2.2.5.10 Proyectos de ejecución inmediata La experiencia profesional en la gestión de planes viales señalan que en muchas ocasiones las autoridades y funcionarios estatales no saben como sacarle provecho a un plan. Para facilitar esta labor es conveniente identificar un grupo de proyectos, que por su urgencia manifiesta, constituyan los denominados proyectos de ejecución inmediata. Para este grupo de proyectos se debe preparar información hasta obtener planos de construcción y pliegos de colección.
2.3 EJEMPLO DE PRESENTACION DE UN PLAN VIAL7 2.3.1 Documentos preparados durante la formulación del plan La Empresa Ingeniería de Consulta Ltda. realizó el Estudio del Plan Vial y de Transporte del Area Central de Popayán. A lo largo de los seis (6) meses de duración del estudio se prepararon algunos documentos de trabajo, que sirvieron de apoyo para los análisis que exigió la Formulación del Plan Vial y de Transporte del Area Central de Popayán 19972005, en total 16 documentos de soporte. En el Cuadro 2.2 se presenta la lista de los mismos. 2.3.2 Políticas, estrategias y objetivos Dentro del proceso de desarrollo urbano, la política de intervención del espacio público municipal debe garantizar la creación de condiciones dignas para la vida ciudadana en todos los ámbitos y, en particular, el derecho de todos los ciudadanos, actuales y futuros, sin distingos, al acceso pleno a todas las estructuras formales municipales, todo esto enmarcado dentro del uso racional y de la defensa y conservación del patrimonio natural.
2– La Planeación del Transporte
Cuadro 2.2 Documentos preparados en la formulación del plan vial y de transporte Documento No
Nombre
Cuadro 2.3 Programas contemplados en el Plan Vial y de Transporte Programa
Nombre
Programa 1 -
Vías arterias principales
Programa 2 -
Vías arterias secundarias
Programa 3 -
Vías colectoras
Estudio de Estacionamiento
Programa 4 -
Vías marginales paisajísticas
Documento 5
Conteos de Tránsito
Programa 5 -
Vías semipeatonales
Documento 6
Inventario Vial
Programa 6 -
Facilidades peatonales
Documento 7
Municipio de Popayán Plan Vial y de Transporte del Area Central 1997 - 2007
Programa 7 -
Estacionamiento
Programa 8 -
Recuperación de vías
Documento 8
Modelación de la Red
Programa 9 -
Pavimentación de vías locales
Documento 9
Proyectos de Ejecución Inmediata
Programa 10 -
Mantenimiento de vías
Documento 10
Programa de Semaforización
Programa 11 -
Rehabilitación de puentes
Documento 11
Propuesta de Reestructuración Administrativa de la Secretaria de Tránsito y Transporte
Programa 12 -
Semaforización
Programa 13 -
Amoblamiento urbano
Documento 12
Pliegos de Condiciones para el Programa de Semaforización
Programa 14 -
Administración del tránsito y el transporte
Documento 13
Especificaciones de Construcción
Programa 15 -
Transporte público
Documento 14
Pliegos de Condiciones para la Construcción de Obras Civiles
Programa 16-
Transporte de carga
Programa 17
Documento 15
Perfiles de Proyectos
Ordenamiento vial en áreas aledañas a galerías
Documento 16
Resumen Ejecutivo
Documento 1
Programa de Trabajo
Documento 2
Los Peatones en Popayán
Documento 3
Accidentalidad en Popayán
Documento 4
2.3.3 Programas de vías, tránsito y transporte Se definieron diecisiete (17) programas de vías, tránsito y transporte, como se reseña en el Cuadro 2.3.
2 - 19
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. 1. 2.
3. 4. 5. 6. 7.
ORTUZAR Juan de Dios. Modelos de Demanda de Transporte. Alfaomega, 2000. p.19. SECRETARIA DE TRANSITO Y TRANSPORTE DE SANTAFE DE BOGOTA — CAL Y MAYOR ASOCIADOS. Manual de Estudios de Ingeniería de Tránsito. Santafé de Bogotá, 1996.p.198. Ibid, p.200. CASTAÑEDA LIZARAZO Luz Melba. CRISPIN Rafael. El Plan Maestro de Transporte de Colombia. En memorias de Provial, 1996. p.1. SCHLIESSLER Andreas. BULL Alberto. Caminos, un nuevo enfoque para la gestión y conservación de las redes viales. CEPAL. 1994. p.223. Ibid, p.225. MUNICIPIO DE POPAYAN — INGENIERIA DE CONSULTA LTDA. Plan Vial y de Transporte Area Central de Popayán, 1996.
2 - 20
3– Estudios de Tránsito y Transporte
3. ESTUDIOS DE TRANSITO Y TRANSPORTE Con este capítulo se da inicio a la formulación de los proyectos viales y de transporte, propósito fundamental del trabajo. Trata de cubrir muchas de las técnicas utilizadas en los estudios de demanda y oferta de proyectos viales y de transporte. A partir del contexto general de la movilización de las personas, bienes y vehículos a través del sistema región — ciudad, se examinan los estudios básicos de tránsito y transporte, utilizados normalmente, y muy familiares para todos aquellos estudiosos de la ingeniería vial. Se incluye una introducción a los modelos de transporte. Por último, se desarrollan técnicas específicas para llevar a cabo el estudio de demanda de proyectos de carreteras, vialidad urbana y centrales de carga
3-1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Y
ce que esos aspectos deben ser siempre considerados. Los componentes del estudio de mercado y sus principales características son:
on los estudios de demanda y oferta se inicia la formulación del proyecto, cuya identificación y perfil se han obtenido de un proceso de planeación o por cualquier otro procedimiento.
• Características del bien o servicio. Se deben describir adecuadamente los atributos del producto. En la medida de las posibilidades, que correspondan efectivamente a las expectativas de los consumidores, usuarios o beneficiarios del mismo.
3.1
ESTUDIOS OFERTA
DE
DEMANDA
C
Es importante tener un panorama amplio de los estudios de oferta y demanda para un proyecto productivo cualquiera, en dónde se fijan criterios, que posteriormente se aplican a los proyectos de transporte. Méndez Lozano1 señala que un análisis de demanda y oferta cubre: • • • • • • •
La identificación del producto y/o servicio. El análisis de la oferta. El análisis de la demanda. Aspectos logísticos del manejo del producto. El precio. La publicidad. La comercialización.
La metodología utilizada para llevar a cabo el análisis de demanda, según varias fuentes consultadas, se pueden resumir en2: • Determinación de fuentes de información. Tanto fuentes primarias como secundarias, las necesidades de información cubre: la oferta, la demanda, el precio, materias primas, población y las variables que el analista considere que va a requerir en el estudio. • Delimitación del área de influencia. • Técnicas, criterios y supuestos para las proyecciones, ajuste por mínimos cuadrados, modelos econométricos, etc. • Descripción detallada de los trabajos de campo, de las técnicas de muestreo y de expansión de encuestas. 3
Banguero hace un interesante análisis de los componentes de un estudio de mercado, estable-
3-2
• Tamaño del mercado. Se inicia con la estimación de la demanda potencial (personas o empresas con la necesidad), para luego determinar de ellos, cuales están en condiciones efectivas de consumir, utilizar o ser beneficiarias del producto y/o servicio (demanda efectiva), a esta se le resta la demanda satisfecha, a través de otros oferentes de servicios y da como resultado la denominada demanda efectiva no satisfecha, que es el segmento del mercado donde tiene mayor posibilidad de penetración el producto. • Determinación de precios, tarifas y subsidios. Dependiendo de la naturaleza del proyecto, se deben fijar los precios ( proyectos económicos), las tarifas (proyectos económico — sociales) y el subsidio (proyectos sociales). Para la fijación de los precios operan mecanismos que dependen de la estructura de mercado; para las tarifas la capacidad de pago de los usuarios, su disposición a pagar y los costos de operación constituyen elementos para determinar su nivel; y para los subsidios se tienen en cuenta la población beneficiada y su nivel. Con respecto a los subsidios, se vienen aplicando más a la demanda que a la oferta. • Estrategia de comercialización. Se deben establecer los canales más adecuados para su distribución y destino final. Importante allí, la disponibilidad, el tipo de empaque, transporte, servicios postventas, etc. • La promoción y publicidad. Establecer el mensaje y los medios para que los usuarios potenciales conozcan el producto.
3– Estudios de Tránsito y Transporte
3.2.2 El sistema de actividades • Análisis de proveedores. Si el proyecto lo requiere, se deben hacer análisis del mercado de insumos y servicios requeridos.
3.2 TIPIFICACION DE PROYECTOS Y CONSIDERACIONES EN LOS ANALISIS DE DEMANDA Para entender adecuadamente el análisis de demanda en un proyecto vial y de transporte, es conveniente enmarcarlos en el sistema general de movilidad de la ciudad o región y tratar de clasificar los proyectos en categorías o tipos. Este es el propósito de esta sección. 3.2.1 Elementos participantes en el sistema de circulación El flujo vehicular no es un fenómeno aislado, se encuentra altamente relacionado con la vida de su entorno físico y funcional. A manera de referencia en la Figura 3.1 se presentan los principales elementos que intervienen en el fenómeno de la circulación de una área.
Sistema de Actividades
Es el conjunto de funciones que se realizan en una ciudad o región. Se expresa generalmente a través de la distinción del suelo (usos del suelo). Dependiendo del uso del suelo predominante la circulación vehicular y/o peatonal será más o menos intenso. Si por ejemplo, en un área comercial o bancaria, los requerimientos de movilidad son más altos que en áreas con uso predominantemente residencial. Áreas industriales tendrán una alta circulación de camiones, etc. En resumen los requerimientos de movilidad dependen en gran medida del uso del suelo en el área de estudio. 3.2.3 La estructura urbana Una de las restricciones importantes que se le impone al sistema de movilización es la estructura urbana. La estructura urbana reúne los elementos de figuración espacial (depende de la topografía), existencia de áreas de reserva (natural o histórica, etc.). En general la configuración espacial es variable a lo largo de la ciudad. La estructura urbana contiene tres sistemas: el natural, el funcional y el espacial. En la Figura 3.2 se presenta en forma esquemática las relaciones entre los tres sistemas.
Estructura Urbana
3.2.3 El sistema de movilización Sistema de movilización -Usuario. -Vehículo. -Vía. -Infraestructura
El sistema de movilización reúne los diferentes canales de circulación, hace parte del sistema funcional y esta condicionado por el sistema natural y el espacial. En la Figura 3.3 se presenta en forma esquemática el denominado sistema de movilización y los elementos del tránsito: usuario, vehículo e infraestructura.
Figura 3.1 Sistema Ciudad o Región.
3-3
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
SISTEMA FUNCIONAL •ACTIVIDADES
•COMUNICACIÓN
USOS
CANALES
•LOCALIZADOS •NO LOCALIZADOS
SISTEMA NATURAL
VIALIDAD
SISTEMA ESPACIAL
•TOPOGRAFÍA •FISIOGRAFIA •CONDICIONES •ECOLOGICAS •CLIMA
MORFOLOGIA URBANISTICA
TIPOLOGIAS EDIFICATORIAS
MONUMENTOS
Figura 3.2 La Estructura urbana Fuente: Bonilla Ramiro. Curso taller: Ingeniería de Tránsito y Transporte. Modulo Urbanismo..Universidad Nacional de Colombia Manizales — Ingeniería de Consulta Ltda.,1991. Pág 1.
SISTEMA DE CONTROL DEL TRANSITO
CIRCULACIÓN VEHICULAR
VEHÍCULOS PARTICULARES
VEHÍCULOS DE TRANSPORTE PUBLICO
ESTACIONAMIENTO
PARADEROS
VEHÍCULOS COMERCIALESCAMIONES
ZONAS DE CARGUE Y DESCARGUE
CIRCULACIÓN PEATONAL FACILIDADES PEATONALES
INFRAESTRUCTURA
Figura 3.3 El Sistema de movilización—Elementos del tránsito
3-4
3– Estudios de Tránsito y Transporte
3.2.4 Propuesta de clasificación de proyectos de transporte Con el propósito de enumerar técnicas para la estimación de la demanda y análisis de la oferta es conveniente tener una clasificación de los proyectos de transporte. La propuesta de clasificación de proyectos de transporte cubre: Proyectos de vialidad. • Proyectos nuevos. • Proyectos de mejoramiento, con reasignación de tránsito. • Proyecto de mejoramiento y mantenimiento sin reasignación de tránsito. • Proyectos en intersecciones o puntos de transferencia. Proyectos de transporte • Reestructuración del sistema de transporte público. • Proyectos de apoyo a la operación: terminales de carga, pasajeros, estacionamientos.
3.3 ESTUDIOS BASICOS DE TRANSITO La ingeniería de transito proporciona técnicas para identificar y cuantificar la utilización y demanda de servicios, así como a detectar problemas operacionales que se presentan en la circulación de vehículos y peatones en calles y carreteras.
• • • • • • • • • •
Inventario vial Inventario del sistema de control del tránsito Inventario de facilidades peatonales Inventario del estado general del pavimento Medición de volúmenes de transito Medición de velocidades Encuestas de origen y destino Medida del congestionamiento Análisis de accidentes de transito Estudios de estacionamiento
Los estudios especiales son bastante numerosos, y se aplican para proyectos específicos o cuando la complejidad del mismo exige una profundización mayor. Entre los principales se tienen: • Estudios de entradas y salidas • Estudios e investigaciones en intersecciones • Estudios e investigaciones en intersecciones de prioridad y glorietas • Encuestas con propósitos específicos • Calculo de parámetros específicos en sitios críticos En el Cuadro 3.1 se presenta un resumen de los principales estudios de tránsito, su metodología, resultados y el formato de campo. Dada la importancia de cuatro estudios de tránsito: conteo de volúmenes de tránsito, velocidades y retardos, origen y destino y accidentalidad se hace una presentación más detallada de ellos.
Estas técnicas se reúnen en los llamados estudios de transito que proporcionan procedimientos de campo y de oficina, que sistematizados, se constituyen en los insumos básicos, para adelantar los análisis de demanda y oferta, los cuales son aplicables a innumerables situaciones. Entre los estudios básicos de transito se tienen:
3-5
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro 3.1 Estudios básicos de tránsito Estudio Planeamiento General de los estudios de tránsito y transporte Realizar una programación detallada de los estudios de tránsito y transporte requeridos en la formulación del proyecto. Se debe buscar racionalizar los recursos.
1. Inventario vial Ordenar los tramos de una red vial, de acuerdo con sus principales características geométricas y generar información básica sobre la infraestructura vial, la cual es utilizada en estudios de ingeniería de tránsito, operación del transporte público y planeación del transporte.
2. Volúmenes de tránsito Determinar la demanda de tránsito que pasa por una vía o una intersección de una red, la cual se puede emplear en las áreas o actividades de diagnóstico, planteamiento, diseño e investigación.
3. Estudios de origen y destino: Obtener datos del número y tipo de viajes en una área, incluyendo movimiento de vehículos y pasajeros, de varias zonas de origen a varias zonas de destino, que sirven como herramienta para la planeación del transporte y para la localización, proyecto y programación de nuevas vías o mejoramiento de las mismas y para obras del transporte público o servicios.
3-6
Metodología
Resultados
En relación con los estudios: • • • • • •
Documento con los principales lineamientos del programa de investigaciones de tránsito y Definición de estudios a realizar. transporte. El bosquejo indicativo Simultaneidad de estudios. del documento: Duración de cada estudio. Presentación Tamaño de muestra. 1. Objetivos. Resultados mínimos. 2. Alcance. Aspectos mínimos a contemplar en los 3. Estudios a realizar y formularios, incluida la información su propósito básico. requerida para los modelos de tránsito y 4. Resultados mínimos. transporte que se vayan a utilizar. 5. Diseño conceptual del sistema.
• Formulario de campo (incluida información • Plano con red vial del área de para modelos de tránsito y transporte). estudio.. • Formulario según propósito específico • Programa de computador. Si es posible, en un Sistema de • Manual de instrucciones para brigadas de Información Geográfico, SIG. trabajo. • Estadísticas básicas: por zona, • Programa de recorridos y su ejección por tipo de vía, por estado, etc. • Capacitación de personal. • Elaboración y/o complementación de programa de computador. • Codificación de información: • Digitación de información. • Resultados. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Formato de campo Definición de estaciones Clasificación de estaciones Manual de instrucciones Programa de computador Programación de conteos Capacitación del personal Realización de conteos Codificación Digitación Resultados Formularios de encuesta (conductores y pasajeros de transporte público) Definición del cordón (área de estudio) y estaciones de encuesta (principales entradas y salidas). Manual de instrucciones Programa de computador Capacitación Coordinación Autoridades de Tránsito Aplicación de encuesta Codificación de encuestas Digitación de encuestas Resultados Proyecciones según modelo simplificado.
• Mapa con ubicación y clasificación de estaciones (maestras y de conteo) • Manual • Programa • Patrones de tránsito. • Determinación de horas pico. • Composición vehicular.
• • •
Programa Matrices O-D año base – Líneas de deseo Matrices O-D año de proyección
3– Estudios de Tránsito y Transporte
Cuadro 3.1 (Continuación) Estudios básicos de tránsito Estudio 4. Velocidades y tiempos de recorrido Técnicas sencillas para obtener información sobre velocidades, tiempos de recorridos y demoras que permitan determinar la calidad de servicio que ofrecen las vías, así como identificar y cuantificar las deficiencias del sistema vial para que éstas puedan ser analizadas debidamente.
5. Accidentalidad vial
Metodología • • Formato de campo • Definición de rutas • Definición de número de recorridos por ruta y • periodos. • Manual de instrucciones • • Capacitación • Realización de recorridos • Programa de computador • • Codificación • Digitación • Resultados •
Identificar principales causas de • accidentalidad y sitios de alta • • concentración de accidentes. • • • • • • Medir la demora promedio de un • vehículo en intersecciones semaforizadas y de prioridad.
6. Demoras en intersecciones
7. Estudio de peatones
• •
Analizar el comportamiento y el desempeño de los peatones cuando • circulan por las instalaciones y pasos • destinados para su uso; determinar los parámetros requeridos para el planeamiento, diseño y evaluación de las obras y controles destinado a la seguridad peatonal. • • Determinar la demanda y oferta de • estacionamiento que existe en un • determinado sector, con el fin de • adoptar medidas para mejorar la capacidad de las vías adyacentes; estimar la demanda de • estacionamiento que puede generar • cierto tipo de proyecto urbanístico; • determinar la necesidad de controlar ° los límites de tiempo permitidos para estacionarse; determinar si los límites de tiempo son muy largos o muy cortos e identificar si el estacionamiento es peligroso.
8. Estacionamiento
Resultados
Análisis de estadísticas de accidentalidad • vial. Organización de registros de accidentes Identificación de sitios de alta accidentalidad • Estadísticas sobre accidentalidad Lista de proyectos que se justifican desde el • punto de vista de reducción de la accidentalidad Definición de área de estudio Formatos Manual Capacitación Medición de demoras y colas Resultados
• •
° Identificación de corredores peatonales Identificación de paraderos de transporte ° público formales y no formales Procesamiento de la información ° Resultados ° • • Zonificación Formatos Manual Codificación de manzanas y calles Inventario de estacionamiento sobre la vía y fuera de la vía (tener en cuenta reglamentación respectiva). Programa de computador Aplicación de estudio Resultados
° ° • ° •
Velocidades de operación por tramos. Esquemas espacio – tiempo para las rutas más importantes. Plano general de la red vial y clasificación según rango de velocidades. Identificación y valoración de las demoras.
Indicadores de accidentalidad. Identificación de sitios críticos. Propuestas de atención a sitios de alta accidentalidad.
Demora promedio por vehículo. Establecer nivel de servicio.
Relación entre transporte público y flujos peatonales. Definición de una red peatonal básica. Análisis de servicio de andenes, cruces y paraderos. Diagnóstico. Propuestas Proyectos de mejora-miento red peatonal. Determinación de rotación, utilización y duración del estacionamiento. Análisis a nivel de zona. Propuestas en materia de estacionamiento Criterios de diseño en lotes y edificios Reglamentación del estacionamiento sobre vía.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
3.3.1 Conteo de volúmenes de tránsito 3.3.1.1 Propósito Contabilizar los vehículos y/o peatones que hacen uso de la infraestructura respectiva. 3.3.1.2 Aplicaciones El estudio de los volúmenes de tránsito se utilizan para: • • • • • • • •
Efectuar la Clasificación vial. Realizar análisis de factibilidad. Fijar criterios geométricos de diseño. Racionalizar las inversiones. Formular programas de mantenimiento. Sistemas de control de peajes. Evaluar la accidentalidad. Programación de semáforos y control vial.
3.3.1.3 Técnicas de obtención de información. Para determinar el número de vehículos que circulan por una vía, se requiere realizar conteos, los cuales pueden realizarse con equipos mecánicos4 o en forma manual. Conteos Mecánicos Consiste en utilizar dispositivos para recolectar la información durante veinticuatro horas todos los días del año. A continuación se presenta una breve descripción de los equipos comúnmente utilizados. Neumático Consiste en una manguera colocada debajo de la carpeta de rodadura, que al pasar el vehículo desinfla un poco el neumático soltando aire, el cual registra puntos de acuerdo al peso. Con estos contadores la información no es 100% segura. No se pueden obtener índices
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de ocupación, ni discriminar entre camiones con absoluta certeza. Sin embargo, es un método económico. Contacto eléctrico Al pasar los vehículos se unen las dos láminas provocando un impulso eléctrico, el cual se transmite a un equipo terminal. Campo Magnético Al pasar un vehículo por determinado punto interrumpe un campo magnético, el cual induce un impulso que se detecta y se registra como un eje de un vehículo. Métodos Electrónicos Con la tecnología actual se han diseñado equipos electrónicos que permiten al contacto entre la llanta y los interruptores, determinar el tipo de vehículo, peso de los ejes y velocidad del móvil, adicionalmente se puede encender automáticamente cámaras filmadoras, las cuales graban cualquier anomalía. Conteos Manuales. Se trata de contar vehículos en un tramo vial utilizando personas, generalmente son conteos de máximo una semana. La información es muy buena porque se puede obtener clasificación vial. Presenta el problema de altos costos. Aun así es el método más usado en nuestro país. Es conveniente disponer de estaciones permanentes de conteo, estaciones maestras5, con información para períodos de 15 minutos, clasificados por tipo de vehículo y sentidos de circulación. En otras estaciones, de conteo, los aforos se realizarán durante una semana típica. A estas estaciones se les asocia una maestra, y utilizando procedimientos estadísticos se puede estimar el volumen correspondiente, corregido por el efecto estacional.
3– Estudios de Tránsito y Transporte
3.3.1.4 Los aspectos de interés en los estudios de demanda y oferta Variaciones de Tránsito El fenómeno de la circulación de vehículos presenta una alta variación con el tiempo. Un resultado importante de un estudio de conteos es establecer el patrón de variación en un período de tiempo, el año, el mes o el día. A este comportamiento se le denomina patrón de tránsito. En las Figuras 3.4 y 3.5 se presentan las variaciones de los volúmenes de tránsito, diario y horario.
• Estudio de volúmenes en cordones ( entradas y salidas) y en líneas divisorias (barrera natural o artificial). • Estudios de volúmenes de contribución, importantes para el diseño de redes coordinadas de semáforos. • Distribución por carril, variable requerida para el diseño de pavimentos. • Ejes equivalentes, variable requerida para el diseño de pavimentos. • Longitud de colas, variable importante para la calibración de muchos de los modelos de tránsito y transporte. • Ocupación vehicular. Variable importante para el cálculo del valor del tiempo de usuarios.
Composición vehicular El estudio debe proporcionar la composición vehicular promedio de las corrientes vehiculares. Distribución por sentidos Es conveniente que los aforos se diseñen de tal forma se separe la información por sentido de circulación. En el caso de estudios en áreas urbanas se debe obtener la información para cada movimiento que se de en las intersecciones.
3.3.2 Estudios de velocidad 3.3.2.1 Propósito Este estudio tiene como finalidad establecer las velocidades de los vehículos y su caracterización. 3.3.2.2 Definiciones Dadas los variados tipos de velocidades que se utilizan en la ingeniería vial, se dan algunas de las definiciones básicas.6
Volúmenes de diseño Velocidad de punto En vías rurales la unidad de tránsito es el TPD, Tránsito Promedio Diario. Cuando se requiere volúmenes horarios de diseño se determina el volumen de la hora 30 o de la hora 50. Normalmente se utiliza tránsito mixto. En vías urbanas la unidad de tránsito es el volumen horario correspondiente a la hora de máxima demanda, hora pico. Normalmente se utiliza tránsito equivalente. Otras aplicaciones De un estudio de conteos vehiculares se pueden realizar estudios especiales y obtener otras variables de interés:
Se trata de la velocidad que lleva un móvil en un instante determinado. La mayor parte de los estudios de velocidad se refieren a la velocidad de los vehículos en determinado punto de un camino o de una calle. Velocidad de recorrido Es el resultado de dividir la distancia recorrida, entre el tiempo total que se empleo en recorrerla. En ese tiempo de recorrido están incluidos todos los tiempos en que el vehículo haya variado la velocidad o se haya detenido, por cualquier causa.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
3000
Volumen diario
2500
2446 2518 2478
2497
2647 2377
2250 1791
2000 1500 1000 500
Promedio Semanal
Domingo
Sábado
Viernes
Jueves
Miércoles
Lunes
Martes
0
Día de la semana
154 19:00
133
152
171 16:00
18:00
168 15:00
158
170 14:00
151
108
92
120 100
52
62
63
80
19
16
16
02:00
03:00
04:00
20
21
20
01:00
40
36
60 34
Volumen horario
140
147
135
160
141
180
158
Figura 3.4 Variación diaria de volúmenes de tránsito.
Hora del día Figura 3.5 Variación horaria de volúmenes de tránsito.
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23:00
22:00
21:00
20:00
17:00
13:00
12:00
11:00
10:00
09:00
08:00
07:00
06:00
05:00
00:00
0
3– Estudios de Tránsito y Transporte
Velocidad de marcha Es el resultado de dividir la distancia recorrida entre el tiempo durante el cual el vehículo esta en movimiento. Para obtener la velocidad de marcha en un viaje normal, se descuenta del tiempo total de recorrido, los tiempos de detención ocurridos por cualquier causa. Velocidad de proyecto o diseño Es una velocidad escogida para gobernar y correlacionar las características y proyectos geométricos del camino, en su aspecto operacional. Los elementos de la planta y del perfil de la vía se diseñan para que los vehículos puedan recorrerlos con una velocidad adecuada de acuerdo con las normas establecidas. Es la máxima velocidad que puede mantenerse en condiciones de seguridad cuando las circunstancias meteorológicas y de tránsito son tan favorables que las únicas limitaciones vienen determinadas por las propias características geométricas Velocidad de operación Es la velocidad a la que circulan los vehículos normalmente en la carretera o calle. Generalmente el terreno ondulado o plano, la velocidad de operación supera a la velocidad de diseño, caso contrario sucede en terrenos montañosos y escarpados. 3.3.2.3 Aplicaciones Algunas aplicaciones de los estudios de velocidad en los campos de la ingeniería de tránsito y afines, son: • Obtener tendencias de velocidades que pueden ser específicas por tipo de vehículo. • Detectar lugares con problemas de velocidad (altas o bajas). • Planear el tránsito, su operación, regulación y
control. • Efectuar análisis de accidentalidad relacionada con la velocidad. • Realizar estudios tales como: nivel de servicio, análisis diferencial de velocidades, influencia en la velocidad provocada por obstrucciones laterales o distracciones, flujo vehicular y otros. • Evaluar la eficiencia de una ruta con respecto al movimiento de la corriente vehicular. • Calcular los costos de operación vehicular y del usuario • Planear el transporte mediante la aplicación de modelos de asignación y/o distribución de viajes y rutas. • Estimar la calidad de los controles del tránsito en las intersecciones y en carriles específicos. 3.3.2.4 Técnicas de obtención de información7 Método del cronómetro Sobre una distancia determinada que se marca con dos rayas de pintura en el pavimento, se mide el tiempo que tarda los vehículos en recorrerla. Método del Enoscopio Es el mismo método anterior, pero con el auxilio de un aparato sencillo llamado enoscopio. El cual consta de una caja en escuadra, que tiene un espejo en el interior, que permite la medición al percibir con precisión el paso del vehículo sobre la marca. . Método de Radar Se trata de un equipo accionado por batería, que aplica el principio fundamental de que la onda de radio reflejada por un objeto en movimiento experimenta una variación en su frecuencia que es función de la velocidad del objeto, lo que se conoce como el principio de Doppler. Midiendo el cambio de frecuencia es posible determinar la velocidad del objeto que la refleja.
3 - 11
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Vehículo flotante En este procedimiento, un vehículo flotante recorre varias veces el tramo de vía en estudio a una marcha que puede determinarse, en general, de dos maneras. En la primera, el conductor del vehículo trata de "flotar" en la corriente vehicular, procurando que el número de vehículos que adelante sea igual al que rebasen el vehículo flotante. En la segunda, se dan instrucciones al conductor del vehículo flotante para que conserve una velocidad que, a su juicio, sea el promedio .de la de todos los vehículos en ese momento. Algunos consideran que el primer procedimiento puede resultar peligroso si el conductor se afana demasiado por mantener el equilibrio entre los sobrepasos. Durante los recorridos del tramo en estudio, se mide el tiempo de recorrido total del tramo y los tiempos de detención en ciertos puntos a lo largo del mismo, si es que se desea conocer estos. Antes de iniciar el estudio, es conveniente determinar en forma clara los puntos inicial y final del tramo así como los puntos de control donde se considere importante registrar tiempos de recorrido parciales y/o medir demoras. Es necesario realizar varios recorridos, en períodos de máxima demanda y en períodos no pico o valle. En arterias urbanas, que es donde más se usa este método, los puntos de control naturales son las intersecciones semaforizadas; en autopistas se utilizan puntos específicos en los ramales de entrada y salida; mientras que en carreteras de dos carriles se han usado como puntos de control (sólo para tiempo de recorrido) los lugares donde cambian las características de la vía del tránsito o del terreno.
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3.3.2.5 Los aspectos de interés en los estudios de demanda y oferta Velocidad como indicador de calidad De siempre se ha asociado a la velocidad con la calidad de la operación de un sistema de transporte. El Manual Colombiano de capacidad y Niveles de servicio asocia el nivel de servicio con la velocidad. Velocidad como condicionante del diseño vial Uno de los condicionantes de la infraestructura, en su diseño en planta y perfil, es la velocidad de diseño del proyecto. Velocidad y el diseño de la flota vehicular En el diseño y operación de sistemas de transporte público y camiones, el tamaño de la flota depende de la velocidad comercial del sistema. Velocidad y seguridad Se tiene un altamente correlación entre la accidentalidad y las altas velocidades. 3.3.3 Estudios de origen y destino 3.3.3.1 Propósito Los estudios de origen y destino constituyen la información básica para determinar la demanda de viajes de las personas y/o bienes en una región determinada. Además; es el punto de partida para la formulación de modelos analíticos de transporte. Es una de las herramientas más versátiles desarrolladas por la Ingeniería de Transito. Este método permite determinar: • El número de viajes. • El tipo de los viajes.
3– Estudios de Tránsito y Transporte
• • • • • • • • • • • • • •
El origen y destino. El propósito de cada viaje. Costo. El tiempo de viaje. El modo de transporte. El uso del suelo en el origen del viaje. El uso del suelo en el destino del viaje. Información socio-económica sobre los viajeros. El lugar de estacionamiento del vehículo. El numero de vehículos que pasa por la estación. La clasificación de los vehículos. El numero de pasajeros movilizados en buses y busetas en un día laboral y promedio de la semana. Obtener la tabulación mas precisa posible de los flujos entre zonas. Numero de vehículos, pasajeros y carga desde diferentes lugares de origen hasta distintos lugares de destino.
Definición de los formularios La propuesta del formulario de encuestas O-D esta orientada a generar información de las zonas de origen y destino del viaje a un nivel tal, que permita asociar la información a la zonificación definida. En lo que se refiere a las variables de segmentación de la encuesta, para vehículos livianos se incorporan consultas orientadas a discriminar por número de pasajeros, propósito, frecuencia del viaje y nivel de ingreso familiar; para apoyar ésta última parte, se podrían incorporar consultas, como propiedad, marca y año del vehículo. Por otro lado, en lo que respecta a vehículos de carga, se incluyen consultas relacionadas con el tipo de carga que transporta y tonelaje de ésta, como también de la propiedad del camión. La encuesta se aplica a el conductor y a los pasajeros de los vehículos de transporte público.
3.3.3.2 Aplicaciones
Tamaños muestrales de encuestas o-d
El campo de aplicación de los estudios de origen y destino es muy amplio, y la modalidad a emplear para la toma de información depende en gran medida de los objetivos globales del proyecto. Con base en los resultados del estudio de origen y destino puede determinarse la conveniencia construcción de nuevas vías, establecer la necesidad de mejorar las vías existentes, asignar o modificar rutas en el transporte público y determinar controles de tránsito y transporte en sitios y periodos específicos. Los estudios de origen y destino son aplicables a cualquier modo de transporte.
Usualmente el tamaño de muestra de un estudio de origen y destino esta comprendido entre el 5 y el 10%. Sin embargo, dada las características de variación de la demanda: diferentes tipos de vehículos, variaciones horarios, etc., el tamaño de muestra es variable a lo largo de la aplicación de la encuesta.
3.3.3.3 Información básica Por tratarse de una herramienta básica para el análisis de la demanda, se hará una descripción más detallada de la mecánica del trabajo, en todos sus aspectos: planeación, aplicación de encuestas y procesamiento.
Dado que la encuesta se realiza sólo a una muestra de los usuarios que circulan por punto de control, es necesario llevar a cabo un proceso de expansión de la encuesta, para ello, en forma paralela a las encuestas se realiza un conteo vehicular, mediante el cual se obtiene el universo del fenómeno y así poder expandir la muestra. Esta expansión se debe realizar para cada estación, cada día de encuesta, por tipo de vehículo y para cada hora. Aplicación de la Encuesta Los entrevistadores de campo que participen en el proceso deben recibir una capacitación a
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
objeto de indicarles el funcionamiento del proceso desde el punto de vista operativo y enseñarles la forma de llenar los formularios. Para la aplicación de las encuestas, si se opta por el método de entrevista directamente en la vía, se deben implementar los dispositivos de señalamiento de información a los usuarios, protección de los encuestadores y de seguridad en el área, con el objeto de facilitar la labor de los encuestadores, informar debidamente a los conductores y disminuir los riesgos de un accidente. Por otro lado, en lo que se refiere a la supervisión de trabajo de terreno, ella será realizada en dos niveles; en primer lugar se encuentran los supervisores de punto, seleccionados entre aquellos que han realizado tareas semejantes. Ellos permanecen todo el turno en el punto de control asignado, y tienen como función responder las consultas de los medidores, organizar los turnos de descanso, repartir, ordenar y retirar los formularios, y realizar mediciones de flujo o encuestas en periodos de alta demanda. Adicionalmente en el proceso participa un supervisor de terreno que tiene como responsabilidad el desarrollo de las mediciones de acuerdo al programa definido. Estará siempre en contacto con los distintos puntos de control, controlando que el programa de mediciones se cumpla a cabalidad. Procesamiento y validación previo a la digitalización En lo que respecta al procesamiento de la información, la primera etapa la realizan los supervisores de punto, y consiste en ordenar y foliar la totalidad de los formularios de flujo y de encuestas generados. Una vez foliados los supervisores realizan un primer chequeo de la información, orientado a corregir errores en el llenado del formulario: abreviaciones, de escritura, sentidos de tránsito, fecha y hora.
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Un error bastante común en los procesos de medición, se relaciona con la fecha y hora incorporada por los encuestadores de campo en los formularios. Para solucionar dichos errores, además de enfatizar previamente a los medidores la gran importancia del adecuado registro de la fecha y hora del día, el supervisor lleva durante el proceso un catastro claro del sentido de medición de cada medidor, como también del día y horario en que cada uno participó. Tomando en cuenta dicho registro, es posible validar previo a la digitalización la información en tal sentido reportada por los medidores. Otra de las actividades a desarrollar en ésta etapa, es contar el número de encuestas obtenidas por punto de control, tipo de vehículos y fecha. Dicha información permitirá apoyar la validación de la digitalización, tal como se indica en el siguiente punto. Posteriormente los supervisores realizan la codificación de las zonas origen y destino de la encuesta, según la zonificación definida para el estudio, y la codificación del tipo de carga según el diccionario de códigos que se definirá como parte del trabajo. La tarea es validada en paralelo por el supervisor de terreno. Posteriormente se lleva a cabo la digitalización de la información. Validación de la digitalización La primera validación de la digitalización es realizada por los supervisores de terreno, en base a distintas etapas de chequeo: Una vez que la información se encuentre en base de datos, se revisa la totalidad de la información registrada en uno de cada dos formularios de terreno; es decir, el 50% de los formularios será contrastados con la digitalización. De existir algún error, éste será corregido directamente en la base de datos. En el evento que alguna base, asociada a un digitaliza-
3– Estudios de Tránsito y Transporte
dor, presente excesivos errores, se procederá a redigitalizar completamente todas las bases en que haya participado tal digitalizador. Se verifica que el número de encuestas digitalizadas correspondan a las obtenidas por punto de control, fecha de realización y tipo de vehículos. En lo que se refiere a los conteos, se verifica que no existan fuertes diferencias de flujo entre horas consecutivas, recurriendo a la información de terreno para subsanar los eventuales errores encontrados Consistencia de la muestra Posteriormente se verifica la consistencia de los reportes en lo que respecta al origen y destino del viaje. Así por ejemplo, la incoherencia del origen y destino al considerar la ubicación del punto de control y el sentido de medición. De comprobar errores en tal sentido se busca el formulario de terreno, para apreciar si existe un error de digitalización o de registro en el formulario. Las encuestas con dichos problemas de inconsistencias serán recodificadas, incorporándoles un código especial. Ellas no son eliminadas de la base de datos, con la finalidad de no sesgar el muestreo, y evitar al expandir la muestra una sobreestimación de los viajes entre pares correctamente medidos.
Resultados de la validación Se hace un completo reporte de los errores encontrados en las distintas etapas de validación del proceso, y la forma en que ellos fueron subsanados o tratados en la base de datos. Con lo cual se genera una estadística de la calidad del proceso por día, punto de control, tipo de vehículos y periodos, que servirá para apreciar de representatividad de las muestras obtenidas. Determinación y expansión de las matrices muestrales Una vez validadas las encuestas serán expandidas por los flujos periódicos desestacionalizados obtenidos por punto de control, tipo de vehículos y periodos de modelación. De dicha forma se generan matrices representativas de la demanda en cada uno de los puntos de muestreo, dicha demanda, y dado que se encuentra corregida por el efecto de estacionalidad de tránsito, es representativa del flujo medio periódico del año base de modelación. 3.3.3.4 Técnicas de obtención de información. . Existen varios métodos para adelantar el estudio de origen y destino, en los que se destacan:
Se valida además la consistencia del tamaño muestral, verificando que por punto de control y tipo de vehículo, no existan más encuestas que el flujo medido en cada hora de medición. Dicha validación es de gran importancia, toda vez que dependiendo del nivel de diferencia observada, podría motivar la eliminación de alguna o la totalidad de las horas de medición de un punto de control en particular.
• • • •
Se debe observar sin embargo, que dicho tipo de error es muy fácil de verificar en terreno, de existir la adecuada supervisión, como es la que se ofrece para el desarrollo del proceso.
•
• • •
Encuesta de hogares. Método de la entrevista de la vía. Método de la tarjeta postal al conductor. Método de las placas de los vehículos en movimiento. Método de la etiqueta en el vehículo. Método de las encuestas domiciliarias. Método del cuestionario postal a los propietarios de vehículos. Método del cuestionario entre terminales de transporte público.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• Método del cuestionario para pasajeros de transporte público. • Método en síntesis. La determinación de un método en particular dependen de los requerimientos de la aplicación de la información. Se hace una presentación de los métodos más utilizados8.
Es importante elaborar un programa anticipado de publicidad para lograr la cooperación del publico. 3.3.3.5 Los aspectos de interés en los estudios de demanda y oferta Matrices Origen—Destino
Método de la entrevista a un lado de la vía. Se realiza a los conductores de automóviles, camiones y buses; directamente en la vía. Simultáneamente debe hacerse un aforo de vehículos.
El resultado más importante del estudio son las denominadas matrices origen y destino, que de forma bastante sencilla, dan cuenta de la movilidad en un área. Las matrices se pueden hallar para períodos a lo largo del día, por tipo de vehículo, etc.
Una vez zonificada el área se determina las estaciones en las cuales se realizan encuesta durante el período de tiempo en que se tenga un número significativo de vehículos.
Líneas de deseo
Se recomienda hacer la entrevista fuera de la calzada, o en un carril adicional para evitar congestiones. Se aconseja recurrir a la policía para detener los vehículos. Debe explicarse con una señal informativa portátil la causa de la detención, con lo que se evitan demoras en la toma de datos. Método de las placas de los vehículos en movimientos. Se utiliza el método en lugares donde el volumen de tránsito es muy elevado. Los observadores de cada estación anotan los dígitos de las placas (usualmente los tres últimos), por periodos cortos. Se puede registrar la información de las placas con filmadoras en los sitios de aforo; en Colombia se ha generalizado el uso de grabadoras. Método de las encuestas domiciliarias. La encuesta se aplica directamente en el lugar de residencia de la personas mayores de cinco años. Para determinar la muestra se utiliza la lista de los suscriptores de servicios públicos, agua o energía.
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Son la forma gráfica más corriente de representar los resultados de las matrices Origen y Destino. Mediante intensidades o grosor de las líneas, se representa el número de viajes entre un origen y un destino dado. Montaje y calibración de modelos de transporte Las matrices de Origen y Destino son las herramientas básicas para el montaje y la calibración de un modelo de transporte. Más adelante en este mismo capítulo, se hace una presentación detallada de los modelos de transporte. 3.3.4 Accidentalidad y seguridad vial 3.3.4.1 Propósito Es un estudio cuyo objetivo es la de determinar las causas que originan los accidentes de tránsito y poder plantear recomendaciones con las que una vez ejecutadas se logren disminuir los accidentes y su severidad.
3– Estudios de Tránsito y Transporte
3.3.4.2 Aplicaciones 3.3.4.3 Información básica Por obvias razones, el cálculo de indicadores o estadísticas de accidentalidad se realizan recogiendo o recopilando la información de los accidentes ocurridos en un tramo de vía o en una intersección. Normalmente, en cada país se utiliza un formato de registro de los accidentes. Este se realiza en el sitio del accidente y consiste en la elaboración de reportes escritos y gráficos, en la determinación de la causa aparente y en el registro de la versión de los testigos.
el número de habitantes de la región o el volumen vehicular en una intersección o tramo de carretera dado. Accidentes en zona urbana En zona urbana normalmente la cantidad o número de accidentes se relacionan con la población, motorización, medidas de tránsito y la cantidad de vehículos en la intersección. Los indicadores más usuales son:9. I (A/P) = Indice de accidentes respecto a la población. I (A/P) = (Número de accidentes por año / Número de habitantes ) x 100.000
3.3.4.4 Técnicas de obtención de información
I(Mb/p) = Índice de accidentes con heridos, respecto a la población.
Es usual adoptar una metodología, que contenga los siguientes elementos:
I(Mt/p) = (Número de accidentes con heridos por año / Número de habitantes ) x 100.000
• Recopilar información de los accidentes de tránsito • Seleccionar las vías a estudiar • Revisar la información recopilada • Organizar los archivos de accidentes • Determinar los índices de peligrosidad • Identificar los sitios críticos • Visitar los sitios críticos inspeccionando e identificando las condiciones imperantes en el lugar • Entrevistar a vecinos de los lugares definidos como críticos, hacer mediciones de velocidad y volumen, e inventario de la señalización existente • Elaborar los diagramas de condición y colisión • Identificar la causa mas probable • Formular propuestas de solución Con el propósito de comparar la peligrosidad de varios sitios en una red vial, o la de varios tramos en una misma carretera, se hace necesaria la determinación de relaciones o índices que relacionen la cantidad de los diferentes tipos de accidentes con parámetros adecuados, entre los cuales se tienen principalmente
I(MT/p) = Indice de accidentes con muertos, respecto a la población. I(Mt/p) = (Número de accidentes con muertos por año / Número de habitantes ) x 100.000 I (A/V) = Índice de accidentes respecto al parque vehicular. I (A/v) = (Número de accidentes por año / Número de vehiculos ) x 10.000 I(Mb/v) = Indice de accidentes con heridos, respecto al parque vehicular . I(Mt/v) = (Número de accidentes con heridos por año / Número de vehículos ) x 10.000
I(MT/v) = Indice de accidentes con muertos, al parque vehicular I(Mt/v) = (Número de accidentes con muertos por año / Número de vehículos ) x 10.000
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Debe anotarse que la cantidad de accidentes y el parámetro de comparación (habitantes, vehículos, etc.) deben ser para el mismo período de tiempo. Además, se pueden especificar por total de accidentes, morbilidad y mortalidad.
Indice de severidad.
Zona rural
IS = Indice de severidad.
Los índices que usualmente se consideran son el de peligrosidad respecto al número total de accidentes, el de peligrosidad respecto a los accidentes con víctimas y el de severidad, en el cual cada tipo de accidente tiene una equivalencia con respecto a uno definido como base, usualmente el de solo daños.
IS = ( NADE / TPD x 365 ) 1’000.000
Entre los indicadores más utilizados se tienen: Indice de accidentalidad con respecto al kilometraje de la vía. ( I A/Km ) Representa el número de accidentes por un millón de veh-km de viaje. I A/K = ( Número de accidentes en el año / VK ) x 1’000.000 VK = TPD x 365 x L
Es un índice que tiene en cuenta la gravedad de un accidente en daños materiales, heridos y muertos, con respecto al número de vehículos que entran a la intersección.
NADE = Número de accidentes equivalentes por daños materiales. NADE = Nad + F1 NA h + F2 Nam F1 = Costo de un accidente con heridos / Costo de un accidente con daños materiales leve F2 = Costo de un accidente con Muertos / Costo de un accidente con daños materiales leve En nuestro medio se ha estandarizado un valor promedio de F1 igual a 1.5 y F2 de 9.
3.4 ESTUDIOS BASICOS DE TRANSPORTE PUBLICO
L = Longitud de la vía en kilómetros. Indice de accidentalidad con respecto al número de vehículos que entran a una intersección . ( I A/Veh ) ( I A/Veh) Representa en número de accidentes por cada millón de vehículos que entran a una intersección.
( I A/Veh = ( Número de accidentes por año / V ) x 1’000.000 V = TPD x 365.
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La ingeniería de transporte proporciona un conjunto de estudios para estudiar y caracterizar la demanda y oferta de un sistema de transporte público. En el Cuadro 3.2 se presenta una pequeña reseña de los principales estudios de campo.
3– Estudios de Tránsito y Transporte
Cuadro 3.2 Estudios básicos de transporte Estudio 1. Inventario de rutas Obtener la caracterización básica del sistema de rutas relacionada con la definición del servicio, identificando itinerarios, número y ubicación de terminales, la cantidad de rutas, los horarios y las tarifas del servicio.
2. Verificación de itinerario de rutas Levantamiento en campo de las vías por las que circulan los vehículos de las rutas de transporte público partiendo desde el terminal de inicio, hasta el terminal final y viceversa
3. Mediciones en terminales Contabilizar los pasajeros movilizados por cada vehículo de una determinada ruta en un período de servicio, así como los intervalos de despacho de la ruta. Además, se obtienen los tiempos de ciclo y tiempos en terminal para los vehículos de una ruta
4. Intervalos de paso y ocupación Conocer el número de autobuses y de pasajeros, el intervalo de paso y las frecuencias de servicio que pasan por un determinado punto en una(s) ruta(s) de transporte público durante un período definido de tiempo.
5. Tiempos de recorridos y demoras
Metodología Este trabajo se realiza en la oficina y consta de: • A partir de las resoluciones de otorgamiento de rutas y la codificación de la red de transporte, se debe establecer el itinerario de cada ruta, la empresa, el tipo de vehículo autorizado y la tarifa. • La información anterior, se debe digitar en un sistema de información geográfico o un programa apropiado. Un observador viaja al interior del vehículo y confronta el itinerario aprobado con el efectiva realiza el conductor. Las actividades básica son: • Verificación de recorridos. • Anotación de modificación con respecto a itinerarios aprobados. • Identificación de puntos importantes de ascenso y descenso de pasajeros. Se dispone de personas a la entrada y/o salida del terminal, y registra el movimiento de los vehículos. Para levar a cabo el estudio se tiene: • Formato de campo. • Registro de cada despacho: ruta, hora de inicio, hora de finalización, lectura de registradora.
Se ubican los observadores en sitios estratégicos de la red y registran la hora de paso de cada vehículo, su identificación y una apreciación de la ocupación. Las actividades para llevarlo a cabo son: • Formato de campo. • Capacitación apreciación de ocupación. • Definición de estaciones maestras y de conteo. • Aplicación del estudio.
Resultados • •
Bases de datos. Consulta en un computarizado.
•
Modificación de bases de datos. Lista de cambios en los recorridos.
•
sistema
Para cada ruta: • Número de despachos. • Frecuencias. • Pasajeros movilizados. • Viajes promedio vehículo. • Tiempos y velocidades. • • • • •
por
Análisis de estaciones maestras y patrón de viajes. Expansión de estaciones de conteo. Factores de ocupación. Intervalos de paso. Planos con volúmenes de pasajeros.
Similar al estudio de velocidades y retardos, Similar al estudio de velocidades pero aplicados a vehículos de transporte y retardos. público.
Determinar los tiempos de recorrido y los diferentes tipos de velocidad a las que transitan los vehículos de transporte público a lo largo de un tramo o ruta; determinar la ubicación, duración y tipo de demora, que se presentan en los autobuses durante la prestación del servicio a lo largo de una ruta de transporte público y determinar parámetros e indicadores de operación de una ruta de transporte público
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro 3.2 (Continuación) Estudios básicos de transporte Estudio 6. Ascenso y Descenso de pasajeros Obtener el número de pasajeros que suben y bajan de un vehículo de transporte público a nivel de paradero o tramo a lo largo de una ruta conforme a una muestra establecida previamente para un período determinado
7. Encuestas usuarios de transporte público
Metodología Dos observadores se ubican a la entrada y • salida del vehículo y registran los lugares y el • número de ascenso y descenso de pasajeros. • La actividades básicas son: • Formato de campo. • Capacitación a observadores. • Aplicación de estudio. • Digitación de información. • Resultados. Aplicación de encuestas a pasajeros de • transporte público. Sigue la misma metodología • que el un estudio de origen y destino.
Resultados Polígonos de carga. Estadísticas de operación. Identificación de paraderos importantes.
Matrices origen – destino. Líneas de deseo.
Las encuestas a usuarios de transporte público pretenden identificar las características básicas de los viajes de la demanda existente tales como origen y destino de viajes, distancias de caminata, transbordos y algunos parámetros de las características socioeconómicas de los usuarios
8. Estudio de taxis
•
Determinar los parámetros de • operación del servicio de transporte individual por taxis relacionado con la oferta y la demanda, tales como el parque vehicular activo, pasajeros movilizados, distancias y tiempos recorridos con y sin carrera y los ingresos diarios 9. Costos de operación en •
autobuses: Estimar los costos de operación de vehículos de transporte público urbano
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•
Similar al estudio de intervalos y ocupación, • pero para taxis. • Es conveniente buscar información en las • centrales de las empresas, en caso, de que se utilice el servicio de radio.
Indices de ocupación. Kilómetros recorridos. Recaudos promedios.
Se debe establecer una estructura de • costos. • Consultar los precios de los insumos básicos y sus rendimientos. •
Estructura de costos. Costos por kilómetro, y por tipo de vehículo. Cálculo de la tarifa por servicio.
3– Estudios de Tránsito y Transporte
3.5 LOS MODELOS DE TRANSPORTE 3.5.1 Conceptos básicos de modelos Un modelo es una aproximación o simplificación de un sistema real. En ingeniería los modelos son de dos tipos: físicos y simbólicos. Radelat10 los define en los siguientes términos: Los modelos físicos son generalmente réplicas físicas del sistema que representan, a distinta escala. Los que se usan para estudiar sistemas hidráulicos y aerodinámicos son bien conocidos. Los modelos simbólicos representan los elementos del sistema real por medio de símbolos que expresan relaciones matemáticas y lógicas similares a las de sus elementos reales homólogos. Una ecuación matemática o un gráfico que defina un fenómeno real son ejemplos de los modelos simbólicos más sencillos. Se determinan los valores de variables dependientes, partiendo de los de variables independientes. Las primeras son las salidas del modelo y las segundas las entradas. Entre las salidas se encuentran con frecuencia indicadores de efectividad del sistema representado A su vez, los modelos simbólicos se clasifican en analíticos y de simulación. De nuevo el Profesor Radelat11 nos define, con su claridad característica, estos conceptos: Llamamos modelos analíticos a aquéllos que describen un sistema de la realidad por medio de un conjunto de expresiones matemáticas. Algunos de estos modelos producen sus resultados mediante una sola aplicación de esas expresiones matemáticas. En otros existe una interacción entre los resultados y las reglas que los determinan, de manera que es preciso empezar con ciertos resultados preliminares, aplicar las reglas y obtener nuevos resultados, que a su vez modifican las reglas, y continuar este proceso iterativo hasta que se satisfaga
cierta condición. Ejemplos de esta clase de modelos son los de planeación urbana, tales como los modelos de uso del suelo o de asignación de tránsito. Denominamos modelos de simulación a la representación de un sistema real por medio de la reproducción, en orden cronológico, de los sucesos de interés que tienen lugar en el sistema real. La reproducción se realiza de acuerdo con relaciones matemáticas y decisiones lógicas. Ejemplos de estos modelos abundan en el campo de la ingeniería vial y entre ellos podemos citar el modelo T3DRS que simula el comportamiento de camiones cuando frenan y cambian de dirección, y el modelo NETSIM que representa la circulación del tránsito en redes urbanas. Es claro que los modelos de transporte son modelos simbólicos y analíticos, según las clasificaciones reseñadas. En el modelo de transporte clásico, el denominado de cuatro etapas, se trata por un lado, de reproducir la movilidad de un área geográfica, a través de relaciones matemáticas relativamente simples. 3.5.2 Elementos de un modelo de transporte 3.5.2.1 Zonificación El servicio de transporte, y todos sus componentes, tiene características temporales y espaciales. Para atender a las características espaciales es necesario dividir el área de estudio en porciones más o menos homogéneas, de tal forma que se puedan representar dichas variaciones. A este proceso se le denomina zonificación o regionalización, y normalmente es el primer paso en la modelación. La zonificación es determinante en por lo menos los siguientes aspectos: • Condiciona el nivel de detalle de la información. La mayoría de la información se proporciona a nivel zonal. Por ello, si se adoptan zonas pe-
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
queñas, el nivel de información es más detallado, la consecución de la misma es mas dispendiosa y costosa y los resultados obtenidos son de mejor calidad. • La información asociada a una zona es un promedio de todos los usuarios ubicados allí, en este sentido se dice que la información es agregada. Al adoptar zonas de tamaño relativamente grande y pocas en número, las variaciones en la información se van a diluir en los promedios, y la respuesta de los modelos pueden no representar las condiciones reales. Como mucha de la información requerida a nivel de zona, datos de población, características socioeconómicas, son producidas en cada país por un organismo especializado, es importante antes de presentar una propuesta de zonificación, verificar el nivel de detalle de la información. En Colombia por ejemplo, esta información es suministrada por el DANE, y a nivel urbano las estadísticas se producen a nivel de barrio, y a nivel de todo el municipio (cabecera y parte rural). Dada esta situación, es buena práctica organizar las zonas como agregados de barrios o municipios, según se trate el análisis. Ortúzar 12 hace una recomendación en relación con los límites de las zonas y señala que deben ser compatibles con cordones internos y líneas pantalla, y con zonificaciones de estudios anteriores; también que los límites no estén definidos por Vías arterías importantes. 3.5.2.2 La oferta de transporte La oferta de transporte esta representada por las red vial (infraestructura), por la red de transporte público (rutas, tipos de vehículos) y por las características de operación (frecuencias, capacidad de vehículos, velocidad comercial, etc). Para describir una red normalmente se utiliza los principios de la teoría de los grafos y la topología. Una red esta conformada por nodos y arcos. Los nodos representan intersecciones y los arcos representan tramos de vía homogéneas.
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Para tratar de representar la complejidad de un sistema vial y de transporte, se utilizan varios tipos de nodos y arcos, dependiendo del modelo computacional que se utilice. Los más generales son: Nodos: Nodos, centroides, generadores especiales, marcas especiales, etc.. Arcos: Calles de un sentido, calles de dos sentidos, conectores de centroide, etc. Para organizar adecuadamente la información relacionada con las redes viales y de transporte, normalmente cada elemento topológico se le asocian unas variables o atributos, así: Nodo • Código. • Coordenadas Norte y Este. Arco: • • • • • • • •
Código Nodo Inicial Nodo Final. Longitud. Sentidos. Número de carriles. Velocidad. Capacidad
Ruta de Transporte • • • • • •
Código. Tipo de vehículo Frecuencia. Capacidad. Costo de operación. Secuencia de nodos del itinerario.
El definir el nivel de detalle de la red vial y de transporte es una decisión de mucha importancia en el montaje y validación de un modelo de transporte. Al trabajar con una red más detallada se deberá definir un número relativamente alto de
3– Estudios de Tránsito y Transporte
3.5.2.3 La demanda de transporte
• Indagar sobre los usuarios del programa, y si es posible, establecer contacto para preguntar acerca de las facilidades que ofrece, limitaciones, etc.
Dentro del proceso de planeación se requiere conocer la magnitud de los viajes, su naturaleza y las condiciones en qué van a ser realizados.
• Examinar las condiciones de la licencias, del soporte técnico, costos y de las futuras actualizaciones.
Ello se realiza utilizando los modelos de demanda de transporte, que han recibido un tratamiento preferencial dentro de la planificación del transporte, e incluso algunos autores y estudiosos los consideran como el proceso de planeación mismo. La predicción de la demanda se realiza utilizando las características socioeconómicas de cada una de las zonas, las posibilidades de conexión entre zonas y las características de operación de la red. Además, debe ser sensible a cambios en la naturaleza de los mismos viajes o cambios significativos del área en estudio.
El Coordinador del Grupo de montaje del modelo debe ser un experto en la planeación del transporte y debe participar de todas las jornadas de capacitación que brinde el proveedor del software.
zonas, de lo contrario se podrían presentar problemas de agregación de información.
3.5.3 Montaje del Modelo de Transporte 3.5.3.1 Selección del software El montaje del modelo de transporte se debe iniciar con las primeras actividades del diagnóstico, ya que su validación y calibración es bastante dispendiosa. Si bien la elección del programa computacional es importante, la gran mayoría de paquetes computacionales contienen los procedimientos, técnicas y algoritmos corrientes. Sin embargo, es conveniente atender algunas sugerencias para su selección: • Hacer un análisis de las necesidades de información requeridas por el modelo y compararlas con la información que se pueda obtener en el estudio. • Si se dispone de un sistema de información geográfico, examinar la compatibilidad de este y el software del modelo.
La calidad de los resultados del modelo son directamente proporcionales a la calidad de la información suministrada. 3.5.3.2 Actividades contempladas en el montaje El montaje del modelo de transporte contempla una serie de actividades, muchas de ellas, reseñadas en el diagnóstico del plan vial, pero para efectos de tener un panorama general se presentará una lista con todas ellas. • Zonificación del área de estudio. • Definición de la red vial básica. • Modelación de la red, atendiendo las particularidades del software seleccionado. • Recopilación de información para el año base y creación de las bases de datos. • Toma de información requerida por el modelo y necesaria para su calibración y verificación. • Aplicación del modelo a la situación actual. • Calibración del modelo • Pronóstico de las variables exógenas. • Definición de escenarios alternativos y creación de bases de datos. • Aplicación del modelo a los escenarios futuros. • Análisis de los resultados. 3.5.3.3 Una visión del modelo de transporte En la Figura 3.6 se presenta en forma esquemática la visión del modelo de transporte. Ortúzar
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Zonificación y red estratégica
Datos del año base
Base de datos año base
Datos de planificación para el año de diseño
Futuro
Generación de viajes
Demanda
Distribución y participación modal de viajes Oferta y equilibrio Asignación y equilibrio evaluación
Figura 3.6 Visión moderna del modelo de transporte clásico Fuente: ORTUZAR Juan de Dios. Modelos de Demanda de Transporte. 2000. Pág 90.
describe cada una de las partes o componentes del modelo en su reconocida obra Modelos13de Demanda de Transporte. Sus alumnos en América, España e Inglaterra, sentimos una gran deuda con él, por su esmerado afán de divulgar y hacernos entender algunas técnicas matemáticas involucradas en la especificación de cada uno de los submodelos. Seguimientos sus lineamientos en la siguiente descripción de los componentes del modelo. El inicio o el arranque es la ya reseñada red vial y de transporte, red multimodal, la zonificación y la obtención de información solicitada para llevar a cabo el diagnóstico. Los resultados de la encuesta de origen — desti-
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no y los datos socioeconómicos de cada una de las unidades zonales, permitirán dar el primer paso en la modelación, el submodelo de generación de viajes. Este contempla dos partes, la generación y la atracción de viajes. La generación trata de explicar la magnitud de los viajes con origen en una zona en variables de tipo socioeconómico: Número de hogares, el ingreso, la tasa de motorización, etc. Utilizando técnicas de regresión lineal múltiple se obtienen modelos con buenos ajustes. Algo parecido sucede con la atracción de viajes en una zona. Ahora, las variables que tratan de explicar este fenómenos, aunque de carácter so-
3– Estudios de Tránsito y Transporte
cioeconómico, son diferentes: el empleo ofrecido en la zona, los cupos escolares ofertados, los establecimientos comerciales (m2).
En algunos estudios los analistas han tratado de obtener los modelos de generación y atracción dependiendo del tipo de viaje. Estableciendo para ello una clasificación en dos o más categorías: Viajes basados en el hogar y viajes no basados en el hogar. En la primera categoría, uno de los extremos del viaje, el origen o el destino, se da en el hogar. En la otra categoría ninguno de los extremos tiene que ver con el hogar. La razón de esta distinción radica en lo siguiente: • Los viajes basados en el hogar con propósito trabajo y estudio representan viajes bastante estables en el tiempo. • Por el contrario, los viajes no basados en el hogar son bastante erráticos. • Por fortuna, en una ciudad típica cerca del 90% de los viajes son basados en el hogar. El siguiente paso es el denominado submodelo de distribución de viajes, que consiste en distribuir los viajes generados en cada zona a las diferentes zonas de destino, en términos más técnicos, es tratar de estimar la matriz de origen—destino. Para llevar a cabo el proceso de distribución se requiere conocer en detalle los costos generalizados de transporte, la conectividad entre zonas, facilidades de transporte público, etc. Los algoritmos utilizados para llevar a cabo este proceso son los modelos de tipo gravitacional.
a la obtenida como resultado de la encuesta de origen y destino. Este proceso se le llama calibración del modelo.
• Cuando se aplican estos submodelos a situaciones o escenarios futuros, en donde se pueden experimentar cambios en las variables socioeconómicas, ocupación de zonas de expansión, mejoramiento de la vialidad y proyectos nuevos, la respuesta esperada es la matriz de origen y destino para esas nuevas condiciones, se esta en el momento de la predicción. El paso siguiente es establecer la partición modal, es decir, distribuir la matriz origen—destino obtenida entre los diferentes modos de transporte. Con qué criterios un usuario elige uno u otro modo de transporte. Esta respuesta puede ser resuelta en términos aceptables utilizando modelos probabilísticos de tipo Logit. A estos tres submodelos se les denomina modelos de demanda. El cuarto paso consiste en asignar a la red vial y de transporte. En teoría, es el submodelo más complejo, ya que requiere llegar al equilibrio, por medio de procesos iterativos. Se le denomina modelo de oferta y equilibrio. En resumen, el resultado del modelo de transporte es proporcionar los flujos de vehículos en cada tramo de la red vial básica ,para las condiciones o escenarios de análisis. El modelo de transporte es una herramienta de análisis para la etapa de la formulación del plan vial y de transporte.
Antes de seguir con el otro paso, es conveniente entender dos momentos o situaciones que se dan en el montaje del modelo:
3.5.4 Especificación del modelo de transporte
• Cuando se están aplicando los modelos de generación y distribución para el año base, el resultado esperado es que la matriz de origen y destino que se obtenga sea lo más semejante
En la especificación de los modelos de planeación del transporte se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos:14
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• Estructura del modelo. Se refiere al conjunto de expresiones básicas con las que se estiman las principales variables del problema analizado. Algunos procesos pueden ser analizados independientemente, mientras que otros se realizan en cierta secuencia o a través de ciclos iterativos. • Forma funcional. Las ecuaciones principales del modelo pueden ser lineal o no lineales, exponenciales, logarítmicas, etc. • Especificaciones de las variables. Se indican las variables que pueden ser utilizadas y la forma en que se consideran en el modelo. Asimismo, se pueden estipular restricciones en cuanto al intervalo posible de valores de las variables. En las secciones subsecuentes se tratarán con cierto detalle los cuatro modelos básicos de la planeación del transporte, de acuerdo con la secuencia utilizada normalmente para su desarrollo. Tomando como referencia la simbología adoptada por Manheim (1979, 428), los cuatro modelos de la planeación del transporte pueden ser expresados conceptualmente por medio de las e e e c u a c i o - V k = g 1 ( A , S ) nes indicadas a continuación: Genera-
V kde = g 2e ( A, S )V ke
ción de viajes:
de viajes a las redes vial y de transporte público:
En donde: V = volumen de viajes; e = grupo de individuos o de viviendas con el mismo comportamiento; k = número de zona en donde se produce el viaje (origen del viaje); d = número de zona en donde termina el viaje (destino del viaje); m = medio de transporte utilizado para efectuar el viaje; r = ruta seguida para realizar el viaje; A = variables que representan al sistema de actividades; S = variables que representan al nivel de servicio; g1 = modelo de generación de viajes; g2 = modelo de distribución geográfica de viajes; g3 = modelo de selección de medio de transporte; g4 = modelo de asignación de viajes a las redes vial y de transporte público.
3.6 ESTUDIOS DE VOLUMENES ACTUALES Y FUTUROS EN CARRETERAS
Distribución geográfica de viajes: e Vkdm
=
g 3e
( A,S )
Selección de medio de transporte: e e Vkdmr = g 4e ( A, S )Vdkm
Asige Vkdmr = g1e ( A,S )g 2e ( A,S )g3e ( A,S )g 4e ( A,S ) nación
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3.6.1 Componentes del tránsito
Vdke
Para cuantificar adecuadamente los volúmenes de tránsito en un proyecto vial se divide en tres componentes: Tránsito Normal11. Es el que se produce en la zona de influencia del proyecto como consecuencia de la evolución previsible de sus parámetros característicos y coincide, por tanto, con el que circulará por la red si no se realiza-
3– Estudios de Tránsito y Transporte
rá el proyecto. Esa componente se determina a través de un conteo vehicular y un análisis de la serie histórica de tránsito. Tránsito atraído o desviado. Es el que utilizará el proyecto, por las ventajas o beneficios que ofrece, y hoy hace uso de otra infraestructura. Esta componente se determina a través de encuestas de preferencia a usuarios y modelos de selección modal o de ruta. Tránsito generado. Es el que se origina por el proyecto mismo, debido a mejores condiciones de oferta. Generalmente se refiere al tránsito nuevo por efecto del desarrollo del área de influencia. Esta componente se determina a través del análisis socio-económico. En una carretera se debe determinar cuales de las tres componentes se van presentar una vez se ponga en operación el proyecto. Se pueden presentar muchas combinaciones, que se pueden asimilar a una de las siguientes situaciones. Situación 1: Proyecto nuevo. En esta situación las componentes que se podrían dar en el tránsito son la de tránsito atraído y la del generado. Situación 2: Proyecto de mejoramiento en zona con bajo desarrollo económico. Para esta situación se podría esperar la presencia de las tres componentes. Situación 3 Proyecto de mejoramiento en zona con alto desarrollo económico. Para esta situación se podría esperar la presencia de tránsito normal y desviado.
La magnitud y características de operación actuales de esta componentes se determinan con conteos vehiculares y estudios específicos de tránsito. Las proyecciones se pueden realizar a través de un análisis de la serie histórica de tránsito, análisis de regresión, o a través de sencillos modelos econométricos entre el PIB y los volúmenes históricos. 3.6.2.1 Análisis de series históricas de tránsito. En la mayoría de los países, las agencias encargadas de la administración de las carreteras programan conteos vehiculares durante varias épocas del año. En Colombia por ejemplo, el Instituto Nacional de Vías hace conteos vehiculares manuales en más de 800 estaciones de aforo, durante una semana al año, trabajo realizado en forma permanente desde el año 1968. Además, se cuenta con registros permanentes en las estaciones de peaje. Al disponer de una serie histórica de tránsito es posible efectuar su análisis a través de la técnica de la regresión por mínimos cuadrados, ya que el supuesto de que la tendencia histórica se sostenga en el futuro, es totalmente válida para la componente de tránsito normal. Para efectuar dicho análisis se puede utilizar cualquier paquete estadístico disponible en el mercado o utilizar el programa TRANSITO, desarrollado por el Grupo de Investigación en Ingeniería de Tránsito de la Universidad del Cauca, programa gratuito que se puede ser obtenido a través del FTP de la universidad, en la dirección: WWW. Unicauca.edu.co
Situación 4 proyecto de mantenimiento. Bajo esta situación se podría estimar el tránsito sólo con la componente normal.
TRANSITO tiene algunas características que lo hacen una herramienta atractiva para su trabajo:
3.6.2 Análisis de la componente de tránsito normal
• Contiene la serie histórica de tránsito de INVIAS. • Desarrollado en Visual Basic 6, tiene todas las
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
ventajas de manejo de los programas Windows. • Permite aplicar los cuatro tipos más, corrientes de regresión: lineal, exponencial, potencial y logarítmico, trabajando para la totalidad del TPD o por tipo de vehículo. • Realiza las proyecciones de tránsito. • Calcula ejes equivalentes. • Incorpora un manejo gráfico, mediante el cual el usuario puede eliminar algunos datos de la serie histórica. En la Figura 3.7 se presentan dos pantallas con la apariencia y opciones principales del programa TRANSITO. Cualquiera que sea la herramienta computacional o manual que se utilice para efectuar el análisis de la serie histórica de tránsito, se recomienda atender los siguientes aspectos: • Indagar sobre algunas características generales de la serie histórica: períodos en que se ha realizado, lugares de ubicación de la estación, si esta corregida por estacionalidad, etc. • Preparar un diagrama de dispersión, nube de puntos, en donde se puedan establecer que puntos están por fuera de una tendencia observable. Es posible, que en este análisis empírico, el analista considere la necesidad de efectuar los cálculos descartando datos de muchos períodos. • Efectuar los cálculos de regresión para el TPD y por tipo de vehículo y establecer los modelos de mejor ajuste. • Calcular las proyecciones de tránsito para el período de análisis correspondiente. El análisis de las series históricas de tránsito se fundamenta en la premisa de que el comportamiento futuro, crecimiento del tránsito, se da como se ha venido en el pasado. Este supuesto debe ser revisado por el analista, para las condiciones del proyecto en cuestión.
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Además, se acostumbra a utilizar los cuatro tipos de ajustes corrientes: lineal, logarítmico, potencial y exponencial. Si se requiere otro tipo de ajuste se deben determinar las ecuaciones generales, deducidas de la formulación básica del método de los mínimos cuadrados.
Año
TPDS
Autos
Buses
Camiones
1968 1969 1971 1972
4564 5561 5632 5951
2647 3336 3266 3630
594 723 788 892
1324 1502 1577 1428
1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
5956 7280 7162 8300 9104 11682 7838 7236 12495 8996 9487 10164 10154 10393 9848 10977 12301 10554 11599 15970 21718 27520 24530 26540 28945 27650 30567 29656 31234 30657
3633 4586 4297 5230 6100 7476 4703 4269 6498 5938 6546 6912 7108 7483 6992 7904 8734 7494 8584 12297 17157 22016 17907 20170 21419 19908 23842 22539 23113 22993
894 1020 1146 1162 1184 1402 1098 1013 2124 1170 1138 1220 1218 1143 1182 1208 1353 1161 1160 1278 1303 2202 1962 2389 2026 2489 3057 2372 3123 2759
1430 1674 1719 1909 1821 2804 2038 1954 3874 1889 1802 2033 1828 1767 1674 1866 2214 1900 1856 2396 3258 3302 4661 3981 5500 5254 3668 4745 4997 4905
En el Cuadro 3.3 se presenta la serie histórica de tránsito correspondiente a una estación de
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
La opción bases permite trabajar con la serie histórica de tránsito de las estaciones del Instituto Nacional de Vías de Colombia, en forma inmediata, o el usuario puede introducir la información de la serie que desee analizar. Este menú dispone de las siguientes opciones:
TRANSITO
Estaciones Mediante el código de la estación se accede a la información almacenada de conteo en la base de datos. El usuario puede solicitar la gráfica del diagrama de dispersión. Se puede eliminar un punto de la serie, utilice el clic derecho de su Mouse. Serie his- Permite editar los datos de la serie histórica, adicionar datos, modifica ro tórica eliminar. C a r g a r Estudio / Guardar Estudio
Cada aplicación se realiza según algunos parámetros: período de análisis, factores de daño de los camiones, distribución por sentido, que el usuario puede cargar o guardar para utilizar en futuras aplicaciones.
La opción resultados permite obtener cuadros y gráficos de volúmenes de tránsito proyectados, por diferentes modelos; ejes equivalentes en el carril de diseño, etc. Este menú ofrece las siguientes opcioEstaciones Indica cual o cuales son las estaciode conteo nes que se están analizando. análisis
Matriz de Muestra la información histórica que efectivamente esta utilizando para el regresión análisis.
Volúmenes de tránsito proyectados
Presenta los cuadros con volúmenes proyectados, para todo el TPD y por tipo de vehículo, para los cuatro modelos.
Ejes equi- Proporciona ejes equivalentes de 8.2 v a l e n t e s ton, según los factores de daño que carril de se suministren. diseño Gráficas
Proporciona un editor gráfico para apreciar las series históricas, las proyecciones según cuatro modelos; esto para todo el TPD o por tipo de vehículo.
Ecuaciones de regresión y correlaciones
D i s t r i b u - Presenta la composición vehicular ción prome- promedia. dio vehículos nes:
Figura 3.7 Programa TRANSITO — Opciones principales.
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Proporciona los resultados del análisis de regresión para cuatro modelos: lineal, exponencial, potencial y logarítmica.
3– Estudios de Tránsito y Transporte
Note el cambio el la Tendencia
para la serie antes de 1996 y después de 1996. Con esta división se podrían obtener resultados más razonables.
Al aplicar el análisis de regresión, modelo lineal, a la totalidad original de la serie histórica, se encuentran los resultados que se registran en Figura 3.9. Después de realizar varios intentos de búsqueda del mejor modelo de ajuste, se procede a realizar las proyecciones de tránsito. 3.6.2.2 Modelos econométricos Figura 3.8 Diagrama de dispersión conteo de una red vial. Cuadro 3.3 Serie Histórica de Tránsito Estación La Bahía Esta información se introduce al programa TRANSITO, y se obtiene el diagrama de dispersión, tal como se observa en la Figura 3.8. Al observar el diagrama de dispersión se nota que hay una variación grande en la tendencia de los datos. Se podría establecer un análisis
Existen fuertes indicios de la alta correspondencia entre el crecimiento económico y el crecimiento de los volúmenes de tránsito. En el Capítulo 1 se examina el papel y la importancia del transporte en el sistema económico. Dadas estas evidencias empíricas, se puede tratar de medir el efecto del crecimiento económico, medido a través de un indicador como el PIB, y el crecimiento de los volúmenes de tránsito. Esta técnica conocida el método de las elasticidades permite proponer diferentes escenarios de crecimiento de los volúmenes de tránsito. 3.6.3 Análisis de la componente de tránsito atraído o desviado El análisis de la componente de tránsito atraído es más dispendiosa y requiere de herramientas más refinadas para su cuantificación. Para iniciar la discusión de este tipo de análisis, se debe estar seguro que el proyecto vial si ocasionará cambios en el comportamiento de los usuarios. Es decir, se deben allegar argumentos o indicios que hagan pensar que usuarios de otras carreteras e incluso de otros modos de transporte si van a ser uso de la nueva opción. Entre las razones que podrían hacer cambiar al usuario de ruta, se tienen:
Figura 3.9 Modelo de ajuste lineal
• Condiciones de operación más atractivas. • Recorridos más cortos, y ahorros en tiempos
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3– Estudios de Tránsito y Transporte
de viaje. • Disminución en los costos globales de transporte. • Mejoras en la seguridad de circulación.
Este método presenta el inconveniente señalado para el procedimiento anterior. 3.6.3.3 Modelo de selección modal
Existen varios métodos para estimar el tránsito atraído, los cuales se reseñan a continuación.
3.6.3.1 Estudio de utilización del nuevo proyecto Este es el método más sencillo y más utilizado. Se lleva a cabo a través de una encuesta a usuarios potenciales, es las que se indaga si harían uso o no del nuevo proyecto. A partir de la respuesta de los usuarios se estimaría un porcentaje del tránsito normal como el correspondiente al la componente de tránsito atraído. Su cuantificación se podría realizar a través del análisis de las series de tránsito normal, en los términos señalados anteriormente, aplicando el porcentaje respectivo.
El gran inconveniente de este método es si las respuestas de los potenciales usuarios corresponderán a su real comportamiento futuro. 3.6.3.2 Estudio de origen y destino Este método complementario al anterior, consiste en la aplicación de un estudio de origen y destino que permita establecer los flujos entre pares origen—destino, flujos básicos, que en forma potencial podrían utilizar el proyecto en el futuro. Los flujos básicos constituyen la demanda potencial para el proyecto, y con la aplicación de un porcentaje de desvío, se calcula la magnitud de la componente de tránsito desviado. Una variante interesante, es aplicar un pequeño modelo de elección, por costos mínimos de transporte, que permita determinar los porcentajes de tráfico por cada una de las rutas..
Este método es más refinado que los anteriores, pero no necesariamente más preciso. Se basa en la realización de una encuesta de preferencia de usuarios y la calibración de un modelo de elección discreta, tipo LOGIT. Encuesta de Preferencia declaradas de usuarios Cuando se indaga a un usuario de un sistema de transporte el uso de uno de otra opción disponible en el momento, o simplemente por observación directa se detecta la decisión tomada por el usuario, se habla de una preferencia revelada. Es decir, es una decisión que toma el usuario de opciones disponibles en el momento. El usuario tiene una apreciación de ciertos atributos, que le permiten realizar la elección.
La situación se complica, cuando entre las. opciones disponibles en el momento, se pregunta por otras que podrían darse en el futuro. Seguramente, un usuario bien informado, solicitaría información relativa a las nuevas opciones, para a partir de allí, entrar a considerar las nuevas opciones. En esta situación se trata de determinar preferencias declaradas. Ortúzar12 define en forma más precisa las preferencias declaradas, señalando que se trata de un conjunto de metodologías que se basan en juicios (datos) declarados por individuos acerca de cómo actuarían frente a diferentes situaciones hipotéticas que le son presentadas. Estas técnicas, originadas en la sicología matemática, tienen en común el uso de diseños experimentales para construir las alternativas hipotéticas. Modelo de Elección Directa
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Estos modelos tratan de estimar el grado de participación de los atributos o variables en la elección del usuario. Es la parte complementaria a la encuesta de preferencias declaradas. Estos modelos se basan en métodos probabilísticos del tipo LOGIT.
3.6.3.4 Aplicación de modelos de transporte El último de los métodos reseñados es el de los modelos de transporte, en los términos mostrados anteriormente en este capítulo. Es conveniente hacer varias observaciones al respecto:
Metodología general para aplicar métodos de elección discreta
• Es poco probable que se dan las facilidades de hacer el montaje de un modelo de transporte para la aplicación de un proyecto específico. Dados sus costos y tiempos requeridos en su montaje.
Se recuerda que la situación que se esta analizando es la de determinar la componente de tránsito atraído en un proyecto vial. A continuación se lista una serie de pasos para su cuantificación. Determinar la demanda potencial del proyecto. Es el punto de partida, y ello se logra a través de conteos vehiculares y estudio de origen destino, determinando los flujos básicos. Aplicación de una encuesta de preferencias declaradas. A partir de un diseño experimental, se aplican encuestas a numerosos usuarios a cerca de la elección de las rutas posibles.
• Por el contrario, las autoridades que administran las redes viales en nuestros países deberían hacer un esfuerzo inicial importante, en el montaje y calibración de modelos de transporte, y estos, en el futuro van a permitir realizar los estudios de demanda y oferta de todos los programas y proyectos. • Una vez con el modelo debidamente calibrado se debe realizar una labor permanente, para mantener actualizadas las bases de datos de demanda, infraestructura, etc, pero a costos muy inferiores, que si se examinan los proyectos en formas asilada.
En cada una de las opciones deben quedar claramente marcadas las variables de decisión.
3.6 ESTUDIO DE VOLUMENES ACTUALES Y FUTUROS EN VIAS URBANAS
Calibración de un modelo de elección discreta. Utilizando un paquete estadístico apropiado, tal como NLOGIT, se realiza la calibración de un modelo de elección discreta.
3.6.1 Consideraciones generales
Estimar las captaciones de tránsito. Aplicar el modelo a las condiciones esperadas en el proyecto y determinar los porcentajes de captación de la demanda potencial. Pronósticos de tránsito Efectuar los pronósticos de tránsito. Para mayores detalles se invita al interesado a consultar la obra del profesor Ortúzar, que se reseña en la bibliografía.
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• A diferencia de las carreteras, en la vialidad urbana es bastante difícil disponer de series históricas de tránsito. • En la mayoría de los proyectos urbanos, la unidad de Auto 1.00 diseño de tránsito Bus 2.25 es el voluCamión 1.75 m e n máximo Moto 0.33 horario,
3– Estudios de Tránsito y Transporte
en vehículos equivalentes. • El volumen o tránsito equivalente se obtiene de aplicar factores de equivalencia a los diferentes tipos de vehículos. En Colombia se acostumbra a utilizar los siguientes factores de equivalencia:
cia, debido a que: • Permite dimensionar la infraestructura requerida. Asunto este que en carreteras generalmente es pasado por alto, pero que en corredores urbanos es de gran trascendencia. • Permite definir una estrategia general para el manejo de las intersecciones, con lo que se controla el acceso de y hacia el corredor en estudio.
• El volumen horario máximo puede corresponder a: (1) el máximo volumen de cuatro períodos consecutivos de 15 minutos; (2) el volumen máximo de 15 minutos multiplicado por 4. • Es frecuente plantear al menos tres escenarios de proyección: alto, medio y bajo ( optimista, normal y pesimista). Basados en el crecimiento del parque automotor o crecimiento del PIB regional, se pueden asociar unas tasas de crecimiento de los volúmenes de tránsito. 3.6.2 Modelo Exponencial Es un modelo bastante utilizado para los análisis de volúmenes de tránsito de vías urbanas. El volumen horario para el año de diseño se calcula:
vd = vo * (1+r)n En donde: vd: vo: r: n:
Volumen horario de diseño Volumen horario actual Tasa de crecimiento anual Periodo de análisis.
3.6.3 Modelos de Transporte Dentro de los estudios técnicos en proyectos urbanos, ante todo de corredores importantes, el estudio de demanda adquiere una importan-
• Permite establecer la viabilidad económica del proyecto. • Permite establecer la importancia del proyecto en conjunto con la red vial urbana. Sin embargo, los estudios de tránsito de corredores urbanos generalmente son realizados en forma aislada, sin consideraciones de la red vial e ignorando los patrones de uso del suelo de la ciudad. El enfoque tradicional se centra básicamente alrededor del área de influencia inmediata al proyecto. Mientras, que con el uso de los modelos de transporte se efectúa un análisis del proyecto en conjunto con toda la red vial y los desarrollos urbanos de la ciudad. Al incorporar un corredor vial de gran importancia a la malla vial de una ciudad se deben analizar cuidadosamente con cuales vías de las existentes se debe conectar y realizar un planeamiento integral de las intersecciones. El siguiente paso, bajo la premisa de que ya el modelo esta debidamente calibrado, es incorporarlo a la red vial básica de análisis. Para ello, el analista debe suministrar una información del proyecto: sección transversal, manejo de intersecciones, etc. Al hacer las aplicaciones con el modelo, el analista empieza a ser ajustes y modificaciones: en el número de carriles, en las intersecciones y los movimientos que se permiten, en las velocidades de operación. Hasta llegar a tener una situación aceptable de operación.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Rivas y Arboleda han desarrollado una metodología al respecto, y mayores detalles pueden ser consultados en la bibliografía reseñada al final del capítulo.
Cuadro 3.4 Servicios a prestar en una central de carga Subsistema 1. Estacionamiento
2. Bodegaje y almacenaje
3. Oficinas
En muchas ciudades, el manejo de la carga se realiza en lugares no apropiados para ello, generalmente en áreas centrales y de gran congestión. Ocasionando numerosos malestares: • A la circulación de vehículos. • A degradar ciertas áreas de la ciudad. • A producir daños en el pavimento.
4. Actividades comerciales 5. Servicios complementarios
En Colombia, la Central de Carga de Cali se ha convertido en un proyecto piloto para América Latina. En el Cuadro 3.4 se presentan los subsistemas y principales servicios que ofrece un complejo especializado en manejo de carga.
Las tareas mínimas a desarrollar en un estu-
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• • • •
• • • • • • • • • • • • •
En algunas ciudades, tratando de darle un manejo integral al manejo de la carga, se han construido complejos especializados en la atención a conductores, vehículos y carga, e incluso, se han impulsado parques o zonas industriales aledañas al complejo.
3.7.2 Estudio de demanda de una central de carga
•
• • • •
3.7 ESTUDIO DE MERCADO EN PROYECTOS DE CENTRALES DE CARGA 3.7.1 Naturaleza del proyecto
Elemento
6. Infraestructura urbanística
• • • • • • • • • • • •
Vehículos de carga Vehículos en tránsito Vehículos livianos Buses urbanos Empresas de transporte Industria y comercio Almacenes de depósito Instalaciones aduaneras Contenedores y equipo de manejo de carga Empresas de transporte Administración de la central Aduana interna Bolsa de carga Entidades oficiales Servicios profesionales Servicios de comu-nicación Areas comerciales, bancos. Cafeterías Hotel Estación de servicio Centro de diagnóstico Talleres de reparación y mantenimiento Carga y descarga Estación de bomberos Puesto de control Báscula Policía Primeros auxilios Vigilancia y aseo Servicios sanitarios Sala de reuniones Vías de acceso e internas Zonas verdes Subestaciones eléctrica, telefónica, etc.
3– Estudios de Tránsito y Transporte
dio de mercado para un proyecto de estas características son: 3.7.2.1 Caracterización del área en estudio Se debe cuantificar el movimiento de carga dentro del área, por grupos de productos homogéneos. Es importante anotar, que si el área se caracteriza por un alto manejo de perecederos, se podría proponer la construcción de una central de abastos.
3.7.2.2 Estudio de transporte Es el soporte en la toma de decisiones técnicas del proyecto, permite determinar las variaciones de la demanda de cada uno de los subsistemas del complejo a través del tiempo. Debe proporcionar como resultados los siguientes: • Volúmenes de carga movilizados, volúmenes totales con origen, destino o de paso. • Tipos de productos movilizados. • Estacionalidad de la carga. • Volúmenes de tránsito y patrones de las unidades transportadoras. • Tiempo de permanencia de la carga en bodegas y de las unidades transportadoras en la región. • Obtención de la red vial primaria de vehículos comerciales. • Determinación de las velocidades promedias de operación en cada uno de los tramos de la red vial primaria. • Reasignación de volúmenes de tránsito producido por efecto del proyecto de la central de carga. El estudio de transporte cubre las siguientes tareas: • Encuesta de origen y destino. • Aforos vehiculares y determinación de patrones de tránsito. • Influencia de la operación diaria de los vehículos de carga.
El mínimo resultado esperado, es que con la suma de la información secundaria recolectada y la primaria obtenida a través del estudio de la demanda, se encuentren los insumos básicos para determinar la demanda de cada uno de los subsistemas integrantes de una central de carga. Otro elemento importante, es que los volúmenes de carga y de vehículos comerciales deben proyectarse para cada año de operación de la central. Las proyecciones de los volúmenes de carga, se recomienda se hagan por grupo de productos y aplicando factores de crecimiento convenientes para cada grupo de productos considerados. Otra alternativa para llevar a cabo las proyecciones de carga, es la de utilizar las tasas de crecimiento del producto interno bruto (PIB), para los volúmenes de carga con destino a la región y del producto interno regional (PIR), para las cargas con origen en la región, U otro procedimiento de proyección más preciso. Las proyecciones de los volúmenes de vehículos comerciales se deben realizar independientemente para cada una de las estaciones o accesos considerados en la encuesta de origen y destino. Si se dispone de series históricas de volúmenes de tránsito, se podrá realizar análisis de regresión para encontrar el tipo de tendencia que se acomode en mejor forma a la evolución de los volúmenes por esa vía. 3.7.2.3 Estudio de identificación de Usuarios Para determinar las características físicas y de funcionalidad de la central de carga, resulta indispensable conocer en qué forma intervienen los agentes del sistema de transporte de carga en el proceso de distribución y almacenaje y qué funciones intermedias aparecen en el mismo. De esta forma se identifican los servicios que debe prestar la central y se
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
determinan el tipo y tamaño de las instalaciones que deben construirse. Los principales usuarios de la central son: • • • •
Empresas de transporte de carga. Empresas industriales y comerciales. Entidades oficiales del sector transporte. Profesionales, comerciantes, bancos, compañías de seguros.
Sobre cada uno de estos grupos, se deben realizar investigaciones acerca de su papel dentro del proceso de comercialización y determinar sus deficiencias y deseos; además de exponerles las conveniencias de ubicarse en una central de carga. Las tareas a realizar en el estudio de identificación de usuarios son: • Inventario de Empresas Este inventario se llevará a cabo utilizando un Anuario Empresarial. Complementado con información de las Cámaras de Comercio existentes en el área. Se clasifican las empresas en las siguientes categorías de usuario: empresas industriales, empresas comerciales al por mayor, empresas comerciales al detal, almacenes de depósito, empresas de transporte y empresas oficiales. • Aplicación de Encuestas A cada una de las categorías de usuarios definida se le aplicará una encuesta que trate de cuantificar las necesidades, servicios solicitados, condiciones de ubicación, etc. El tamaño de muestra para cada categoría debe ser representativo estadísticamente. A continuación se hace una presentación rápida de los principales aspectos que deben ser considerados para cada tipo de usuario. Empresas de transporte de carga
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En el país tiene lugar un acelerado proceso de renovación urbana en las zonas centrales de las ciudades, por lo que normalmente se contempla el traslado de ciertas actividades hacia lugares periféricos. Dentro de estas actividades se encuentran las del sector transporte. Muchas empresas de transporte de pasajeros han sido trasladadas a centrales de transportes. En forma análoga, las empresas de transporte de carga deben ser trasladadas a lugares convenientes, donde se les brinde toda una serie de servicios complementarios que requieren. Esos lugares son las centrales de carga o cualquier solución de menor rango que se adapte mejor a las condiciones reinantes. Por lo tanto, empresas de transporte de carga cuyo traslado es seguro, se convierten en usuarias de la central de carga. Si este proceso es complementado con un plan más ambicioso a mediano y largo plazo, cuyo objetivo básico sea la ubicación de la totalidad de las empresas de transporte en la central, se logrará una centralización del sistema, con beneficios económicos y sociales apreciables. Otro mecanismo que puede ser empleado para el traslado de las empresas a la central, es hacer que el proyecto sea atractivo para ellas, creando facilidades de tipo operativo, económico y financiero. De otra parte, la ubicación de las empresas de transporte de carga en la central, origina la necesidad de una serie de servicios básicos y complementarios, que deben ser satisfechos de una manera eficiente. Con fines de planeación, es necesario conocer para cada una de las etapas de construcción de la central, el número de ellas que se ubicarán, clasificándolas en categorías, de acuerdo con su tamaño, ya que sus necesidades de instalaciones son diferentes. Empresas industriales y comerciales.
3– Estudios de Tránsito y Transporte
Este grupo de usuarios de la central, reviste ciertas características, que deben ser consideradas en el momento de planear el estudio. Las principales son: • Conforman un grupo de "usuarios probables". • Su decisión de contar con áreas en la central depende en gran medida en la ubicación de ésta. • La demanda de áreas de la central es incierta y difícil de determinar, debido a que este grupo de usuarios dispone de mayor cantidad de opciones que las empresas de transporte.
El estudio sobre este grupo de usuarios, debe contemplar: • Inventario de las empresas industriales y comerciales de la región, incluidos los almacenes de depósito • Clasificación de las empresas industriales y comerciales, de acuerdo con su nivel de activos brutos. Esa clasificación puede cubrir las siguientes categorías: grandes, medianas y pequeñas. Con el fin de seleccionar empresas importantes, se eliminarán las empresas comerciales al detal con activos brutos inferiores a cincuenta millones de pesos y las industriales con activos brutos inferiores a cien millones de pesos. • Realización de una encuesta sobre una muestra representativa, que abarque todas las categorías estipuladas anteriormente. Esta encuesta debe generar los siguientes resultados: • Disponibilidad de espacio en bodegas y almacenaje en el sector industrial y comercial. • Propiedad de las bodegas. • Factor de utilización de las bodegas. • Ubicación de las bodegas. • Zonas de carga y descarga en el centro de la ciudad. • Déficit de áreas de almacenaje. Areas para futuras ampliaciones dentro de las instalaciones existentes. Se deben fijar criterios sobre:
• Formulación de las alternativas de solución al déficit de áreas de almacenaje. • Cuantificar las demandas de área para almacenaje de empresas industriales y comerciales para cada una de las etapas de construcción del proyecto. Entidades oficiales del sector transporte Las entidades oficiales encargadas de la regulación y control del sistema de transporte de carga encuentran en la central de carga un lugar conveniente para desarrollar sus funciones. El estudio sobre este grupo de usuarios se debe realizar a partir de entrevistas formales, con el propósito de conocer su disposición de contar con instalaciones en la central y con el de cuantificar sus necesidades funcionales y físicas. Profesionales, comerciantes, bancos comerciales, etc. Como consecuencia de la ubicación en la central de las empresas de transporte y de espacios de almacenaje de empresas industriales y comerciales, aparecen una serie de actividades básicas y complementarias que deben ser satisfechas. Para ello la central tendrá que disponer de espacios adecuados y lograr una integración física y funcional con los otros elementos. Si bien el tamaño de las dependencias para este grupo de usuarios se rige más por criterios urbanísticos y códigos de construcción, su número sí debe obedecer a la satisfacción de la demanda de estos servicios. 3.7.2.4 Definición de servicios a prestar Es necesario definir qué servicios debe prestar la central de carga. Algunos servicios a prestar son los grupos de la actividad transportadora, otros por el contrario pueden prestarse a partir de las expectativas de los usuarios potenciales de la central.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
MENDEZ LOZANO Rafael Armando. Formulación y Evaluación de proyectos. Universidad Surcolombiana. P.63. Obra cit p.70, 71. BANGUERO Harold. Gerencia Integral de Proyectos. P.66. RIVAS Nelson. ARBOLEDA Carlos. Conferencias de Ingeniería de Tránsito. Universidad del Cauca. 2001.p.23. RADELAT Guido. Principios de Ingeniería de Tránsito. Instituto de Ingenieros de Transporte, ITE. 2003. Pág 85. RIVAS Nelson. Obra cit.,p.34. Ibid p.45. Ibid p.47. Ibid p.48. RADELAT Guido. Metodología de la investigación para ingenieros de vias. El Autor, 2001. p.133 Ibid p.134. ORTUZAR Juan de Dios. Modelos de Demanda de Transporte. Alfaomega, 2000. Pág 44. Ibid p.89. ORTÚZAR, Juan de Dios, y WILLUMSEN, Luis G., "Modelling. Transport", Chichester, Inglaterra: John Wiley & Sons, 1994, p. 16. ARBOLEDA Germán. Formulación y evaluación de proyectos de transporte. Universidad del Cauca. 1993. p 14. ORTUZAR Juan de Dios. Modelos de demanda de Transporte. Alfaomega. 2000. p 56.
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4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
4. EL TAMAÑO EN LOS PROYECTOS VIALES Y DE TRANSPORTE En este capítulo se hace un recuento de los análisis de capacidad y niveles de servicio, como soporte en la definición del tamaño de los proyectos viales: tipos de vías, sección transversal, número de carriles, etc. Si bien la herramienta básica de dichos análisis es el Manual de Capacidad de E.U, se presentan algunos esfuerzos y resultados obtenidos en la investigación de capacidad en Colombia. Por último, se examinan la definición del tamaño de las centrales de autobuses y centrales de carga y se hace una introducción al dimensionamiento de los sistemas de transporte público.
4-1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
4.1 EL TAMAÑO DEL PROYECTO Y LA MAGNITUD Y CARACTERISTICAS DE LA DEMANDA
U
na vez realizado el análisis de la demanda, y cuantificado el tamaño y características del mercado, se debe estimar el dimensionamiento del proyecto, concepto que recoge tres decisiones fundamentales: • Estimar las necesidades de espacios y áreas. • Selección de la tecnología. • Calidad de la operación. Las tres decisiones están altamente relacionadas, y normalmente se realiza un proceso iterativo en las cuales el analista se da dos de las tres variables : la tecnología y la calidad de la operación, y se determina la otra variable. En los proyectos viales, estas tres variables corresponden a: • Las necesidades de espacio están relacionadas con el diseño de la sección transversal y la determinación del número de carriles.
ño en los proyectos de infraestructura vial y de transporte con los análisis de capacidad y niveles de servicio. Al respecto, el Manual de Capacidad de E.U 1 señala que existen cuatro actividades de ingeniería vial fundamentales que dependen del análisis de la capacidad y del nivel de servicio: • Cuando se planifican nuevas infraestructuras o se amplían las existentes, se debe determinar sus dimensiones en términos de anchos o de número de carriles. • Cuando se consideran instalaciones para su mejora, bien mediante el ensanchamiento o mediante cambios de sus operaciones de tráfico, se deben evaluar sus características operativas y sus niveles de servicio. • Cuando se planifican nuevos desarrollos territoriales, se necesitan análisis de capacidad y nivel de servicio para identificar los cambios necesarios de la circulación y de infraestructura y para ayudar a estimar los costos.
• La tecnología tiene que ver con el tipo de infraestructura: autopista, vía multicarril, artería, vía peatonal, ciclo ruta, etc.
• Los estudios de las condiciones operativas y de los niveles de servicio proporcionan valores base para determinar los cambios a los usuarios de la infraestructura, en los costos del consumo de combustible, de las emisiones de gases, ruido, etc.
• La calidad de la operación esta relacionada con la determinación de los niveles de servicio en diferentes tipos de infraestructura.
4.2 CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO
En el dimensionamiento de los sistemas de transporte, normalmente se selecciona la tecnología, de acuerdo con los niveles de demanda, se dimensiona la flota de vehículos de transporte requeridos, se hace una programación de los mismos y se determina la capacidad del sistema y la relación volumen/capacidad. Excepto, para algunos sistemas de transporte público (férreos y de buses), no se determina el nivel de servicio Una conclusión importante de lo señalado anteriormente, es la de identificar el análisis del tama-
4-2
En el mundo, existen algunos manuales de capacidad y niveles de servicio, casi todos ellos han sido creados bajo la orientación del Manual de Capacidad de E.U.(HCM), siendo este el más utilizado en América Latina. En Colombia se ha trabajado en lo referente a las carreteras de dos carriles y se han efectuado algunas calibraciones del HCM para Santafé de Bogotá.
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
4.2.1 Versiones del HCM, 1950, 1985, 1994 Y 2000.2
4.2.2 Principios básicos 4.2.2.1 Definiciones
Antes de 1950, existían diversos procedimientos teóricos que estimaban la capacidad vial basados en principios racionales, pero el fenómeno comprendía tantas variables desconocidas (especialmente en lo tocante a las reacciones humanas) que se pensó que lo más práctico sería elaborar un procedimiento basado mayormente en datos tomados en el terreno que establecieran relaciones empíricas entre las características del tránsito y las vías, y la capacidad de éstas. En los Estados Unidos, la tarea de crear ese procedimiento fue acometida por el “Bureau of Public Roads” (que hoy se llama “Federal Highway Administration”) y fue dirigida por el ingeniero Olav Koch Normann. El fruto de esa labor fue el primer “Manual de Capacidad Vial” norteamericano (“Highway Capacity Manual” o “HCM”) que vio la luz en 1950. Su precio: un dólar. El HCM fue un éxito de librería y se tradujo a los principales idiomas del mundo, inclusive el castellano. Luego, en 1965 la “Highway Research Board” de los Estados Unidos (que hoy se llama “Transportation Research Board” o “TRB”), con el apoyo del “Bureau of Public Road”, preparó una segunda edición del Manual de Capacidad Vial. Esta versión del manual introdujo el concepto de nivel de servicio. Veinte años después, en 1985, la TRB publicó la tercera edición, y en 1994 editó una actualización de ocho capítulos del HCM. La Cuarta Edición del Manual se publico en el año 2000. Paralelamente a la preparación del HCM se han ido elaborando programas informáticos que realizan automáticamente los procedimientos que se van plasmando en el HCM. Estos programas proceden de distintas fuentes, pero los más populares son los llamados HCS (“Highway Capacity Software”) que difunde el Centro McTrans de la Universidad de Florida en los Estados Unidos.
Para entender adecuadamente las técnicas de cálculo de la capacidad y el nivel de servicio de la infraestructura vial, es conveniente tener presente las siguientes definiciones y conceptos: Circulación continua. Cuando el flujo vehicular se da con interrupciones esporádicas, a este régimen de flujo se le denomina circulación ininterrumpida o continua. Es el caso de la circulación en autopistas, carreteras multicarril y carreteras de dos carriles. Circulación discontinua. En este régimen por el contrario, las interrupciones son numerosas y la distancia entre una y otra interrupción es corta, 80 a 100 metros. Esta clase de flujo se da en las arterias con semáforos, vías controlados con señal de pare o ceda el paso. Los procedimientos de cálculo de la capacidad y el nivel de servicio difieren bastante del tipo de circulación que se de en la infraestructura. Volumen. Número de vehículos que circulan por una sección de una vía en un período de tiempo dado. Flujo o intensidad. Es la tasa horaria equivalente a un volumen contabilizado para un período de menos de una hora, normalmente 15 o 5 minutos. Estos dos conceptos son fundamentales en la aplicación de los procedimientos de capacidad, por ello, a través de un pequeño ejemplo se pueda mostrar mejor su diferencia. En un pequeño conteo vehicular realizado durante una hora, en períodos de 15 minutos se obtiene:
4-3
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Período, minutos
No de Vehículos
0—15
200
15 –30
150
30-45
300
45-60
180
Las tres variables: volumen, densidad y velocidad se les denomina las variables primarias del tránsito y se relacionan a través de le ecuación fundamental, así: Si bien estas tres variables representan cual-
El volumen corresponde a los vehículos contados efectivamente en el aforo. El volumen horario del ejemplo es de 200 + 150 + 300 + 180, es decir, 830 veh/h. El flujo o intensidad se refiere a convertir el volumen de 15 minutos a la tasa horaria. Para el período 0 –15 se tendría: 200*4 = 800, es decir que en los primeros 15 minutos la intensidad fue de 800 veh/h. Para los períodos restantes la intensidad es de 600, 1200 y 720 veh/h, respectivamente. Factor de la hora punta o pico. Este factor de corrección, se denomina en la formulación FHP, y permite convertir volúmenes a intensidades o viceversa. El FHP se calcula como el cociente entre el volumen y la intensidad. Normalmente se calcula para el volumen de los 15 minutos más altos de la hora. En el ejemplo anterior, el FPH sería:
FHP =
Volumen Intensidad
=
830
= 0.69
1200
Densidad. Es el número de vehículos que se encuentran en cierto momento, en un tramo de una vía, calzada o carril. Se expresa en vehículos por kilómetro. La medición de la densidad es bastante dispendiosa, se requiere utilizar métodos de filmación o fotografías aéreas. La densidad es una variable que da cuenta de la interacción entre vehículos. Velocidad. Se define como la distancia recorrida por un vehículo en la unidad de tiempo. Parámetro por excelencia de la calificación de la operación. Interesa para efectos del análisis
4-4
de niveles de servicio la velocidad media de recorrido.
Volumen
= Densidad
* Velocidad
quier régimen de flujo, su utilización esta más dirigida a la circulación continua. Caracterización de la circulación continua Radelat3 presenta un ejemplo de la curva densidad — volumen de un tramo uniforme de un carril de autopista, que representa las condiciones típicas de la circulación continua en autopistas, vías multicarril y carreteras de dos carriles. En la Figura 4.1 se da la representación del ejemplo citado. De su análisis se pueden traer los siguientes comentarios. • Existe un volumen máximo, finito, que representa la capacidad de la vía. • A medida que la densidad aumenta, el flujo vehicular pasa por diferentes regimenes, así: flujo libre, flujo restringido, flujo forzado y congestión, que representa cambios en las condiciones de operación, y que permiten asociarle un nivel de servicio. • El lado derecho de la curva, que corresponde al estado de congestión, es totalmente incierto. Curvas como las reseñadas son la base de las técnicas de cálculo que se consignan en el Manual de Capacidad. A las variables primarias: volumen, densidad y velocidad se le superponen otras variables derivadas, denominadas microscópicas, que explican muchas otras partes del fenómeno de la circulación vehicular. Entre ellas se tienen:
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Figura 4.1—Curva Densidad—Velocidad tipica — Vías de circulación continua. Fuente: Radelat Guido. Principios de Ingeniería de Tránsito. 2002. p 248.
Intervalo: tiempo que transcurre entre el paso por un punto de una vía del parachoque delantero de un vehículo y el mismo parachoque del siguiente. Brecha: tiempo que transcurre entre el paso por un punto de una vía del extremo trasero de un vehículo y el delantero del siguiente. Paso: tiempo que tarda un vehículo en recorrer su propia longitud. Espaciamiento: distancia entre dos vehículos sucesivos que se mide del extremo trasero de un vehículo al mismo extremo del siguiente. Separación: distancia entre el extremo trasero de un vehículo y el delantero del siguiente. Longitud: distancia entre los extremos delantero y trasero de un vehículo.
En la Figura 4.2 se muestra la representación gráfica entre estas variables microscópicas. Caracterización de la circulación discontinua El análisis de la circulación discontinua es más complejo, ya que además de las variables relacionadas con la geometría de las vías y el tránsito, se deben considerar las asociadas con el sistema de control. En la Figura 4.3 se presenta el modelo básico de funcionamiento de una intersección semaforizada, tal vez, el sistema de control más estudiado del mundo. En él, se trata de determinar una tasa de descarga de la cola equivalente, flujo de saturación, y la aparición de un tiempo perdido al inicio y otro al final. A partir de un modelo tan simple, se pueden realizar las programación de los semáforos y verificar condiciones de operación.
4-5
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Figura 4.2—Variables microscópicas y sus relaciones básicas. Fuente: Radelat Guido. Apuntes de clase, 1996.
Figura 4.3 Modelo de funcionamiento de una intersección semaforizada. Fuente: Cal y Mayor — Cárdenas. Ingeniería de Tránsito. Pág 404.
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4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
capacidad y el nivel de servicio En las intersecciones sin semáforo, los modelos utilizados se basan en las predicciones de paso de los vehículos de la vía secundaria, en función de brechas mínimas. En las glorietas los ingleses y chilenos han realizado ajustes a modelos lineales con una buena aproximación. 4.2.2.2 Concepto de capacidad y niveles de servicio
La herramienta más utilizada en el mundo para realizar los análisis de capacidad y niveles de servicio es el Manual de Capacidad de E.U. En los Cuadro 4.1 y 4.2 se presenta una breve reseña de los métodos utilizados para analizar la capacidad y niveles de servicio. En el Cuadro 4.1 se presenta la infraestructura básica de circulación continua: autopistas, carreteras multicarril y carreteras de dos carriles.
Capacidad La capacidad se define como la tasa máxima de flujo que puede soportar una carretera o calle. De manera particular, la capacidad de una infraestructura vial es el máximo número de vehículos que pueden pasar por un punto o sección uniforme de un carril o calzada durante un intervalo de tiempo dado, bajo las condiciones prevalecientes de la infraestructura vial, del tránsito y de los dispositivos de control.
Nivel de Servicio Es una medida cualitativa que describe las condiciones de operación de un flujo vehicular y de su percepción por los motoristas y/o pasajeros. Estas condiciones se describen en términos de factores tales como la velocidad y el tiempo de recorrido, la libertad de maniobras, la comodidad, la conveniencia, y la seguridad vial El nivel de servicio se denota por una letra entre la A y la F, a cada nivel corresponde un régimen de flujo. Los Niveles A y B corresponden al régimen de flujo libre; el régimen de flujo restringido empieza en el Nivel C y continúa a través del Nivel D. Los flujos forzados y congestionados ocurren respectivamente en los Niveles E y F.
4.2.3 Métodos generales para estimar la
En el Cuadro 4.2 se presenta la infraestructura que opera bajo tránsito discontinuo: intersecciones de pare, de semáforos, vías arterias. Además, se presenta lo relacionado con el sistema de transporte público, peatones y bicicletas. 4.2.3.1 Cálculo de la capacidad en vías de circulación continua Para la infraestructura que opera a circulación continua el método de cálculo de la capacidad y de los niveles de servicio se realiza en forma conjunta. Para cada nivel de servicio se específica una relación volumen/ capacidad, (i/c)*, que permite determinar una intensidad de servicio máxima, que se calcula:
IMS i = C J * ( I / c ) i En donde:
IMSi
Máxima intensidad de servicio por carril para el nivel de servicio i, en condiciones ideales
cj
Capacidad ideal por carril, según tipo de infraestructura
( I / c )i
Máxima relación volumen a capacidad asociada con el nivel de servicio i
Virtualmente todos los análisis de capacidad
* Se adopta la misma nomenclatura con la que trabaja el HCM.
4-7
4-8 Para la infraestructura que opera a circulación continua el método de cálculo de la capacidad y de los niveles de servicio se realiza en forma conjunta. Para cada nivel de servicio se específica una relación volumen/ capacidad, (i/c), que permite determinar una intensidad de servicio máxima, esta se convierte a una intensidad de servicio representando las condiciones reales de la infraestructura. En el Manual se especifican intensidades máximas para diferentes velocidades libres. (Ver ejemplo 4.1).
La capacidad ideal de una carretera es de 2800 veh/h, este valor se reduce por efecto de la relación volumen/capacidad, especificado para cada nivel de servicio y se realizan los ajustes por distribución por sentido, ancho de carril y berma y presencia de vehículos pesados.
En esta infraestructura se debe corregir la velocidad libre, luego se determina la intensidad máxima para un nivel de servicio dado y la intensidad de servicio para condiciones imperantes en la vía. (Ver ejemplo 4.2)
Se define como una calzada que tiene un carril para cada sentido de circulación, el adelantamiento se realiza invadiendo el carril opuesto, siempre que la visibilidad y las brechas en el sentido contrario lo permitan.
Carreteras de dos carriles
Carreteras multicarril Las carreteras multicarril están emplazadas en entornos suburbanos, pueden existir semáforos pero espaciados más de 3.2 km, no cuenta con un total control de accesos. Puede tener separador o no.
Capacidad Niveles de servicio
Procedimiento de Cálculo
La autopista es una carretera de calzadas separadas con control total de accesos y dos o más carriles por sentido, para uso exclusivo de la circulación.
Descripción
Autopistas — Tramos básicos
Tipo de Infraestructura
•
•
• • •
• •
Igual que en autopista tramos básicos más: Desarrollo del entorno..
Pendiente.
Ancho de berma.
Porcentaje de prohibición de adelantamiento. Ancho de carril.
Velocidad de proyecto.
Número de carriles.
Pendiente.
Despeje lateral.
• • •
Vehículos pesados.
Factor de hora punta.
Reparto por sentidos.
Velocidad libre.
Tipo de conductor.
Vehículos pesados.
Factor de hora punta.
• • • •
• • • • Ancho de carril.
Relativos al tránsito
Relativos a la vía
Factores de ajuste
Cuadro 4.1 Descripción de tipos de infraestructura, flujo contínuo, y cálculo de capacidad y niveles de servicio
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ancho efectivo.
Número de carriles.
•
•
El nivel de servicio esta expresado por espacio por peatón y por las velocidades de circulación. A su vez, se especifican relaciones volumen / capacidad para un nivel dado.
Calles semaforizadas, con separación entre semáforos de entre 80 – 120 metros a menos de 3.2 kilómetros. A su largo, presentan un desarrollo comercial alto. El capítulo contiene las directrices para estudiar sistemas de transporte de buses y en ferrocarril. Presenta la experiencia en Estados Unidos de América y Cánada. Los procedimientos son aplicables a andenes, pasos peatonales y esquinas. Se utiliza también, para el análisis de circulación en estaciones de autobús, etc.
Capitulo muy corto dedicado a las bicicletas y Se centra básicamente en determinar la ciclopistas. capacidad.
Arterias urbanas.
Transporte colectivo
Peatones—Aceras.
Bicicletas — Ciclo pistas
Tipo de control.
Movimiento de giro.
Vehículos pesados.
Factor de hora punta.
El HCM proporciona ecuaciones para el cálculo de la capacidad y el nivel de servicio. El nivel de servicio lo expresa por espacio disponible por usuario.
• • •
Diseño de la estación y parada.
Número de carriles.
Espacio por pasajero.
• •
•
• •
•
Porcentaje de vehículos pesados.
Tráfico de giro.
Demanda en horas punta.
Sistema de recaudo.
Demanda en horas punta. Longitud de la parada.
Solamente se determina el nivel de ser- Igual que en interseccio- Igual que en intersecciovicio, a través de la velocidad media. La nes con semáforos más: nes con semáforos más: capacidad se determina para las inter- • Tipo de la artería. • Velocidad libre. secciones con semáforos.
Distancia de visibilidad.
Tipo de carriles.
Número de carriles.
Pendiente.
• • • • • • • •
El HCM estudia las intersecciones controla- Para la capacidad se utilizan modelos das con señales de pare. Estas son las más lineales, ajustados por regresión lineal. numerosas en una vialidad. El nivel de servicio se determina a través de la demora media.
Paradas de autobús.
Estacionamientos.
Actividad peatonal.
Giros a la izquierda.
Giros a la derecha.
Vehículos pesados.
Factor de hora punta.
Intersecciones sin semáforos.
Del sistema de control: Plan de fases, tiempo de verde, duración del ciclo y coordinación.
Radio de giro.
Tipo de carriles.
Número de carriles.
Pendiente.
Tipo de zona.
Ancho de carril.
• • • • • • •
Intersecciones regu- Este es uno de los capítulos más extensos y ladas con semáforos. complejos del HCM. Reúne los procedimientos para el análisis de las intersecciones con semáforos.
• • • • • • •
Factores de ajuste
La capacidad depende de la geometría y de las características del sistema de control del tránsito. Para la capacidad se parte de un flujo de saturación ajustado y se multiplica por relación de verde a ciclo. El nivel de servicio se calcula por separado, y la medida de efectivas son las demoras promedias por vehículo.
Capacidad Niveles de servicio
Procedimiento de Cálculo
Relativos al tránsito
Descripción Relativos a la vía
Tipo de Infraestructura
Cuadro 4.2 Descripción de tipos de infraestructura, flujo discontinuo, y cálculo de capacidad y niveles de servicio
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
4-9
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
implican la conversión de una intensidad máxima de servicio en condiciones ideales a una intensidad de servicio representando las condiciones reales de la infraestructura. Para ello se utiliza la ecuación::
ISi = IMSi*N
* f 1 * f 2 * L fn
Donde: Para determinar el número de carriles que
ISi
Intensidad de servicio correspondiente al nivel de servicio i, bajo las condiciones reales.
IMSi
Máxima intensidad de servicio por carril para el nivel de servicio i, en condiciones ideales
N
Número de carriles.
f 1, f 2,.. fn Factores de corrección, los cuales, en número y tipo dependen del tipo de vía.
requiere una infraestructura, se utiliza la ecuación:
N =
Q FHP * CJ * ( I / c ) i * f 1 * f 2 * .. fn
En donde Q es el volumen de la hora de máxima demanda y FHP es el factor de la hora pico. El problema 4.1 ilustra el cálculo del número de carriles requerido en una sección de autopista. El problema 4.2 ilustra el mismo cálculo para carretera multicarril. El HCM, en su capítulo 8 trata el tema de las carreteras de dos carriles, en términos muy similares a los señalados para autopistas y carreteras multicarril. Ya que en Colombia se utiliza una adaptación a esta metodología, se
4 - 10
opta por presentar una reseña de la misma. 4.2.3.2 Manual colombiano de carretera de dos carriles La metodología utilizada en la preparación del manual Colombiano de Capacidad y Niveles de Servicio se soporta en tres tesis de Maestría en Ingeniería de Tránsito y Transporte de la Universidad del Cauca, las cuales son: • Capacidad y Niveles de Servicio en Carreteras de dos carriles en Colombia Fase I, preparado por los ingenieros Luis Moreno, Pedro Guardela y Jorge Nieves, año de 1987. • Capacidad y Niveles de Servicio en Carreteras de dos carriles en Colombia Fase II, preparado por las ingenieras Flor Angela Cerquera E y María Consuelo López Archila, año de 1990. • Equivalencias vehiculares y efectos de camiones en carreteras de dos carriles en Colombia, preparado por el ingeniero Juan Carlos Herrera, año de 1990. Los dos primeros trabajos constituyen el soporte teórico del manual, el tercer trabajo, incluye la aplicación de programas de simulación bastante elaborados, y es en sí, un trabajo más particular. En los trabajos señalados, se describe la capacidad de una vía en términos de intervalos, pasos y brechas. Mientras el nivel de servicio se asocia con un indicador de efectividad, que para el caso de Colombia, es la velocidad de operación. En la preparación del Manual de Capacidad y Niveles de Servicio en Carreteras de dos carriles se han fijado unos criterios generales, que deben ser atendidos en la inclusión de nuevos elementos, como lo es el de la circulación de Vehículos Especiales por éstas vías. A continuación se señalan los principales aspectos teóricos, recopilados de los documen-
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Ejemplo 4.1 — Determinación del número de carriles en un tramo de autopista. El estudio de una autopista, proporciona la siguiente información: • • • • • • • •
Volumen horario en la hora de máxima demanda, 3150 veh/h. Factor de la hora pico, 0.90. La composición vehicular es 80 — 5 — 15 Los conductores son habituales. Velocidad de proyecto es de 112.6 km/h. Los carriles tendrán un ancho de 3.60 m y no existen obstrucciones laterales. El proyecto se desarrolla en terreno ondulado. El nivel de servicio en el año de proyecto es C.
Determinación de la Intensidad Máxima de Servicio para un nivel de servicio i Utilizando las tablas proporcionadas por el Manual de Capacidad, se obtienen las capacidades ideales por carril y las relaciones volumen a capacidad máximas para cada nivel de servicio. A continuación se presenta la Tabla con la información correspondiente a las autopistas con velocidad libre de 112.6 km/h. Nivel de servicio
Densidad máxima
Velocidad míni- Intensidad máxima ma de servicio
Relación I/c máxima
A
6.2
112.6
700
0.318/0.304
B
10.0
112.6
1120
0.509/0.487
C
15.0
110.2
1644
0.747/0.715
D
20.0
101.4
2015
0.916/0.876
E
22.8/24.7
96.5/93.3
2200/2300
1.00
F
Variable
Variable
Variable
Variable
Nota: Cuando aparecen dos valores, el primero es para autopistas de cuatro carriles y el segundo es para autopistas de seis y ocho carriles. Fuente: Manual de Capacidad de E.U. Tabla 3.1.
Si se examina el contenido de la tabla anterior, llama la atención la calidad de la información que contiene, que permite extraer algunas conclusiones: • El nivel de servicio se establece para unas condiciones de operación tal, que la relación volumen a capacidad no se exceda de un valor máximo. En términos más precisos, se podría hablar de la existencia de un factor de seguridad. • Con la información de la tabla y las ecuaciones 4.1 a 4.3 se podría predimensionar una sección relativamente larga de autopista.
4 - 11
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 4.1 (Continuación) — Determinación del número de carriles en un tramo de autopista Como la autopista deberá gozar de un nivel de servicio C en el año de proyecto, se calcula la Intensidad Máxima para ese nivel de servicio. De la tabla se obtiene que la máxima relación volumen a capacidad es de 0.747. (suponiendo una autopista de cuatro carriles). Utilizando la ecuación 4.1
IMS i = C J * ( I / c ) i Y recordando que la capacidad ideal por carril es de 2200 veh/h/c, se obtiene una intensidad máxima de:
= 2200
IMSi
* 0 . 747
= 1494 veh/h/c
Hablando en términos precisos, se ha determinado la capacidad ideal por carril para operar bajo nivel de servicio C, con un factor de seguridad de 1.34 (El inverso de la relación máxima de volumen a capacidad, 0.747). Determinación de la Intensidad de servicio bajo condiciones reales. La intensidad máxima para el nivel de servicio C, debe ser ajustada o corregida por tres factores: • fA, factor de ajuste por efecto de ancho de carril y/o distancia a obstáculos laterales Las condiciones reales son ancho de carril de 3.60 metros y sin obstáculos laterales. Al consultar en la Tabla se encuentra que el factor de ajuste es de 1.00, lo que indica que las condiciones reales coinciden con las condiciones ideales y no se debe reducir la intensidad máxima de servicio por estas variables. Tabla — Factor de ajuste por ancho de carril y obstáculos laterales Distancia de la calzada al obstáculo, en metros
Factor de ajuste Obstáculos en un lado
Obstáculo en ambos lados
Ancho de carril en metros >=3.60
3.30
3.00
>=3.60
3.30
3.00
>=1.80
1.00
0.95
0.90
1.00
0.95
0.90
1.20
0.99
0.94
0.89
0.98
0.93
0.88
0.60
0.97
0.92
0.88
0.95
0.90
0.86
0.00
0.92
0.88
0.84
0.86
0.82
0.78
Fuente: Manual de Capacidad de E.U. Tabla 3.2.
4 - 12
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Ejemplo 4.1 (Continuación) — Determinación del número de carriles en un tramo de autopista
fvp
• factor de ajuste por el efecto de los vehículos pesados, se calcula:.
f vp =
1 1 + P C ( E C − 1) + P R ( E R − 1)
En donde:
EC , ER
Equivalentes en vehículos ligeros para los camiones / autobuses y vehículos de recreo, respectivamente.
PC , PR
Proporción de camiones/autobuses y vehículos de recreo, respectivamente.
Para obtener los factores de equivalencia se pueden utilizar dos procedimientos: • Utilizar los factores de equivalencia en segmentos generales. (Tabla 3.3 del HCM). • Utilizar los factores de equivalencia en rampas especiales (Tablas 3.4 y 3.5 del HCM). Para efectos de predimensionamiento, es suficiente con trabajar las equivalencias para segmentos generales, cuya tabla es: Factores de equivalencia en segmentos generales de autopista Tipo de terreno Categoría
Plano
Ondulado
Montañoso
EC para camiones y autobuses
1.5
3.0
6.0
ER para vehículos de recreo
1.2
2.0
4.0
Fuente: Manual de Capacidad de E.U. Tabla 3.3.
Así, este factor será:
f vp =
1 1 + 0 . 20 ( 3 .00 − 1 )
= 0 .714
• fc, factor de ajuste por el efecto del tipo de conductores. Que se determina de la siguiente tabla. Factor de ajuste por tipo de conductores. Tipo de conductores
Factor de ajuste
Habituales
1.00
Recreo y otros
0.75— 0.99
Fuente: Manual de Capacidad de E.U. Tabla 3.7.
4 - 13
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 4.1 (Continuación) — Determinación del número de carriles en un tramo de autopista La Intensidad de servicio para condiciones reales se calcula con la ecuación 4.2, que para el caso de las autopistas toma la forma: IS i = IMS i * fA * f VP * f C
Reemplazando por los valores encontrados, se tiene:
ISi = 1494 * 1.00 * 0.714 * 1.00 = 1067 veh/h/c En términos precisos, el valor de 1067 veh/h/c corresponden a la capacidad real que ofrece un carril de autopista, afectado ya de un factor de seguridad y de las condiciones reales de operación. Cálculo de la demanda de tránsito El volumen de la hora de máxima demanda debe ser corregido por el factor de la hora pico, para obtener la intensidad. Q
I =
=
FHP
3150
= 3500 veh/h/c
0 . 90
Determinación del número de carriles
Para determinar el número de carriles se aplica:
N =
Demanda Oferta
=
Intensidad Capacidad
=
3500
= 3 .3 ≅ 4 carriles
1067
Comentarios: • El ejemplo muestra claramente las relaciones básicas para llevar a cabo el proceso de dimensionamiento de una infraestructura vial. Como en su proceso se introduce un factor de seguridad, que por un lado trata de tener en cuenta las incertidumbres en la estimación de las variables y por el otro lado trata de garantizar una calidad de servicio dado. • En algunos libros e incluso normas técnicas se asume una capacidad por carril genérica, aplicable a cualquier situación, y con este valor se determina el número de carriles. El ejemplo ilustra procedimiento bastante ágil, que en unas primeras etapas de prediseño de la vía será suficiente. Para etapas posteriores, se recomienda siempre adelantar un cálculo de la capacidad y el nivel de servicio utilizando un manual o un programa de simulación, para verificar las condiciones de operación.
4 - 14
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Ejemplo 4.2 Determinación del número de carriles en vía multicarril • • • • • • •
Volumen horario en la hora de máxima demanda, 3150 veh/h. Factor de la hora pico, 0.90. La composición vehicular es 80 — 5 — 15 Los conductores son habituales. Los carriles tendrán un ancho de 3.60 m y no existen obstrucciones laterales. El proyecto se desarrolla en terreno ondulado. El nivel de servicio en el año de proyecto es C.
Velocidad Libre El procedimiento de cálculo para las carreteras multicarril se inicia con la velocidad a flujo libre. Esta puede ser medida en el campo o estimada. Si la velocidad libre es medida en el campo no se debe corregir, pero debe corresponder a la velocidad de automóviles cuando el flujo sea un poco inferior a 1400 veh/h/c. Para efectos de predimensionamiento, esta velocidad libre se asume por el comportamiento de una vía con características similares. En el ejemplo se asume una velocidad libre de 88.5 km/h. esta velocidad, dado el grado de precisión del trabajo no se corrige. Determinación de la Intensidad Máxima de Servicio para un nivel de servicio i Utilizando las tablas proporcionadas por el Manual de Capacidad, se obtienen las capacidades ideales por carril y las relaciones volumen a capacidad máximas para cada nivel de servicio. A continuación se presenta la Tabla con la información correspondiente a la tabla 7.1 del HCM de E.U.. Velocidad Libre 96.5 km/h
88.5 km/h
Nivel de servicio
Densida d máx. vl/h/c
Veloc. Media km/h
I/c máxi ma
A
7.5
96.5
0.33
720
B
12.4
86.5
0.55
C
17.4
95.0
D
21.1
E
24.9
InDentensi sida dad d Máxi- máx. ma vl/h/c
80.5 km/h
Veloc. Media km/h
I/c máxi ma
InDentensi sida dad d Máxi- máx. ma vl/h/c
7.5
88.5
0.31
660
1200
12.4
88.5
0.52
0.75
1650
17.4
86.9
91.7
0.89
1940
21.1
88.5
1.00
2200
25.5
72.5 km/h
Veloc. Media km/h
I/c máxi ma
InDentensi sida dad d Máxi- máx. ma vl/h/c
Veloc. Media km/h
I/c máxi ma
Intensi dad Máxima
7.5
80.5
0.30
600
7.5
72.5
0.28
540
1100
12.4
80.5
0.50
1000
12.4
72.5
0.47
900
0.72
1510
17.4
80.5
0.70
1400
17.4
72.5
0.66
1260
85.3
0.86
1800
21.1
78.8
0.84
1670
21.1
70.8
0.79
1500
82.1
1.00
2100
26.7
75.6
1.00
2000
28.0
57.6
1.00
1900
Dada la velocidad libre de 88.5 km/h y un nivel de servicio deseado de C, la Intensidad Máxima de servicio es de 1510 vl/h/c.
4 - 15
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 4.2 (Continuación) Determinación del número de carriles en vía multicarril Ajuste del volumen de demanda Este volumen se obtiene generalmente en vehículos mixtos que pasan en una hora para un sentido del tránsito, y el procedimiento necesita el volumen del cuarto de hora de máxima demanda en automóviles equivalentes por sentido. Para obtener el volumen de demanda en la forma deseada se aplica la Ecuación :
vp =
Q ( FPH )( fvp )
En donde: vp Q FPH fvp
= = = =
volumen de demanda en autos equivalentes (autos/h/carril) volumen de demanda en vehículos mixtos (veh/h) factor de pico horario factor por vehículos pesados
Llama la atención un cambio sutil pero importante, en el manejo de los factores de ajuste: • En las autopistas los ajustes de tipo geométrico se realizan directamente a la capacidad, corrigiendo la intensidad máxima de servicio. • En las vías multicarriles, las correcciones se realizan a la velocidad libre y a los volúmenes de demanda. Para hallar el factor fvp se utilizan los valores de: Tipo de terreno Categoría
Plano
Ondulado
Montañoso
EC para camiones y autobuses
1.5
3.0
6.0
ER para vehículos de recreo
1.2
2.0
4.0
Y la ecuación:
f vp =
1 1 + P C ( E C − 1) + P R ( E R − 1)
Reemplazando por los valores apropiados:
4 - 16
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Ejemplo 4.2 (Continuación) Determinación del número de carriles en vía multicarril
f vp =
1 1 + 0 . 20 ( 3 .00 − 1 )
= 0 .714
Y el vp , será: vp =
3150
= 4901 vl / h / c
0 . 90 * 0 . 714
Determinación del número de carriles
Para determinar el número de carriles se aplica:
N =
Demanda Oferta
=
Intensidad Capacidad
=
4901
= 3 .3 ≅ 4 carriles
1510
Tanto la intensidad como la capacidad se encuentran en vl/h/c.
Comentarios: Los datos del ejemplo 4.1 y 4.2 son iguales, y se ha realizado para efectuar comparaciones, así: • El número de carriles requeridos es de 4. • La diferencia están las condiciones de operación que se espera brinde cada una de las vías. En las autopistas se espera una velocidad media de 110 km/h, en las vías multicarril de 87 km/h. • Los factores de seguridad son 1.34 para autopistas y 1.39 para las vías multicarril. • De nuevo se insiste que estos procedimientos son válidos para un prediseño, en etapas que se disponga de información más precisa se debe recurrir a las técnicas de operación que dispone el Manual de Capacidad.
4 - 17
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
tos del mencionado manual:4 Separación del cálculo de capacidad y nivel de servicio. Uno de los cambios más sobresalientes del manual con respecto al método del capítulo 8 del Highway Capacity Manual ( HCM), es el cálculo separado de la capacidad y el nivel de servicio, principio que rige la formulación del método colombiano.
minar el nivel de servicio se realiza en forma consecutiva. En este caso, en cualquier orden que se realicen las correcciones siempre habrá pequeños errores, pero éstos son muchos menores que si se aplican todos los factores simultáneamente. Se trata de encontrar una secuencia de aplicación de los factores que introduzcan las menores variaciones. Cálculo de la capacidad
Los parámetros para el cálculo de la capacidad y el nivel de servicio son distintos. Para la capacidad se usa el volumen, cuyo inverso es el intervalo medio; para el nivel de servicio se utiliza la velocidad media de recorrido. la secuencia de cálculo debe considerar primero la determinación de la capacidad y en segundo lugar el del nivel de servicio. Preponderancia de los factores geométricos sobre los de tránsito. Los factores geométricos ejercen una gran influencia en los resultados de capacidad y niveles de servicio, y su efecto es superior a los ocasionados por las variables relacionadas con el tránsito. Velocidad media de recorrido como medida de efectividad para el nivel de servicio. No es posible definir el nivel de servicio teniendo en cuenta todas las variables que lo caracterizan. Para ello, en la práctica, se selecciona uno o dos parámetros que estén relacionados con esas variables y se establecen valores que delimitan cada nivel de servicio. Observando los datos tomados en las diferentes carreteras del país se notó que la velocidad media de recorrido reflejaba mejor la calidad del servicio que ofrecían las condiciones de la vía y las de tránsito. Por ello se seleccionó este parámetro como el indicador de efectividad para los niveles de servicio, teniendo en cuenta además, de que es posible traducirlo a valores monetarios. Aplicación de los factores de corrección. Para el cálculo de la capacidad la aplicación de los factores de corrección se realiza en forma simultánea. Por el contrario, la aplicación de los factores de corrección para deter-
4 - 18
Con base en observaciones de campo, se considera que la capacidad de una carretera d e C 60 = 3200 * F pe * F d * Fcb * F p d o s carriles en Colombia, en condiciones ideales, Ci, es de 3200 automóviles por hora en ambos sentidos.
En el método propuesto, la capacidad para condiciones ideales, Ci, se multiplica por varios factores de corrección, que reflejan el grado en que no se cumplen los requisitos que
Fpe
Factor de corrección por pendiente y distribución por sentidos.
Fd
Factor de corrección por distribución por sentidos y porcentaje de no paso.
Fcb
Factor de corrección por ancho de carril y berma.
Fp
Factor de corrección por presencia de vehículos pesados.
definen esas condiciones. Los factores transforman esa capacidad ideal en capacidad para las condiciones estudiadas. Los factores de corrección se obtienen, en la mayoría de los casos, con datos colombianos. Los factores de corrección que se aplican son: Cálculo del nivel de servicio El indicador de efectividad principal que se ha
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
escogido para determinar el nivel de servicio, es la velocidad media de recorrido de los vehículos que integran la corriente vehicular, que comprende vehículos ligeros y pesados. Otro indicador que se debe observar es el grado de saturación o utilización de la capacidad, que se halla dividiendo el volumen horario de demanda entre la capacidad C5, a fin de conocer si la vía está próxima a saturarse o si ya está saturada. No se incluye en el método el porcentaje de tiempo demorado, pues no se ha establecido su relación con otros parámetros conocidos, pero este indicador puede ser útil para determinar la interferencia del tránsito independientemente de la influencia de la condiciones de la vía. Si hay interés en conocerlo, habría que medirlo directamente en vías existentes. El procedimiento se inicia con la estimación de una velocidad ideal para automóviles, que depende de la pendiente y la longitud de la cuesta. Esta velocidad se corrige por un factor de utilización de la capacidad, la conocida relación volumen a capacidad.
Después se aplica un factor de corrección por presencia de vehículos pesados.
V3 = V2 * fp Se Halla la velocidad máxima que permite la curva más cerrada del sector en estudio, Vc. Para ello, se estudiaron más de 500 curvas a lo largo y ancho de la geografía de Colombia. Se Compara V3 con Vc. Si Vc resulta menor que V3, habrá que calcular la velocidad media de recorrido V con la Hoja de Trabajo No. 2. Si Vc resulta mayor o igual que V3 se deja V3 = V. Esta velocidad V, corresponde a la velocidad media del tránsito mixto, a flujo restringido, en condiciones estudiadas, en todo el sector de análisis. Con el valor de la velocidad media V, se entra a una tabla que permite establecer el nivel de servicio, que depende del tipo de terreno..
Donde:
Como en la mayoría de los procedimientos expuestos, los cálculos son bastante sencillos. El Manual Colombiano proporciona un programa de computador para efectuar los cálculos.
V1: Velocidad de automóviles a flujo restringi-
Modelos de Simulación
V1 = Vi * fu
do. Vi: velocidad ideal. fu: factor de corrección por utilización. Se calcula esta velocidad dada la necesidad de aplicar un factor de corrección por estado de la superficie. Como este factor depende de la velocidad, se debe disponer de un estimativo de ella para proceder a realizar el respectivo ajuste.
El Grupo de Investigación en Tránsito de la Universidad del Cauca ha implementado un modelo de simulación de la operación en carreteras de dos carriles, denominado SIMCAR. En el Recuadro 4.1 se hace una breve presentación del mismo. Este programa es de uso libre y se puede obtener en la página WEB de la Universidad: www.unicauca.edu.co.
Además, se debe efectuar un ajuste por ancho de carril y berma. De esta forma se procede a calcular una velocidad V2:
V2= V1 * fsr * fcb
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Recuadro 4.1 Modelo de Simulación SIMCAR Modelos de simulación Los flujos de tráfico en carreteras rurales de dos carriles y dos direcciones dependen de numerosas variables asociadas con la geometría de la vía, los controles de tráfico, el número de vehículos y el tipo de conductores. Para estudiar estas variables son esenciales datos de campo. Sin embargo, la recolección de datos de campo es costosa, usualmente incompleta con respecto a algunas variables, al tiempo que no ofrece oportunidades para examinar los efectos en la operación de tráfico de las variaciones sistemáticas en controles de tráfico, geometría, tasas de flujo, composición y características de los vehículos. Un modelo de simulación microscópica que tenga en cuenta de manera realista la geometría, los controles de tráfico, el comportamiento del conductor y las características de los vehículos, puede usarse para estudiar el impacto de dichas variables bajo condiciones controladas y sin arriesgar inversiones de capital. Los modelos microscópicos pueden ser muy exactos y realistas ya que permiten observar para cada instante de tiempo los movimientos de vehículos individuales y las decisiones de conductores individuales. Suministrar este realismo requiere lógica y cálculos intensivos. Las técnicas de simulación han ganado un espacio importante en la evaluación y análisis de la operación de la infraestructura vial y de transporte, por varias razones, entre otras: • Ofrecen una respuesta adecuada al estudio de sistemas complejos, que permite analizar situaciones que en la vida real son supremamente difíciles de observar y medir. • Al desarrollo y capacidad de los computadores. • Ahorro en la toma de información de campo. A nivel mundial existen dos modelos de simulación de carreteras de dos carriles: TWOPAS y TRARR. El primero de ellos desarrollado en E.U, el segundo en Australia. Ellos requieren de muchísima información, sofisticados procesos de calibración y escasa información sobre la lógica misma de los modelos. Elementos generales de un modelo de simulación de la operación en carreteras Cualquier modelo de simulación de tránsito debe cumplir con los siguientes requisitos: • Debe considerar explícitamente las características aleatorias y determinísticas para cada unidad vehículo - conductor simulada. • Debe poseer un método de asignación de las características de los vehículos semejante a la distribución correspondiente al tráfico real. Para tal efecto, la técnica que aplica la mayoría de los modelos de simulación es el llamado muestreo de MONTECARLO, el cual involucra dos procesos: ⇒ Generación de un número aleatorio para una distribución uniforme entre cero y uno. ⇒ Utilización del número aleatorio anterior como muestra de una distribución específica. • Debe poseer un conjunto de reglas lógicas de decisión, que representen el comportamiento del conductor en la carretera en el momento de decidir alternativas. En carreteras de dos carriles, debe disponer de reglas lógicas de seguimiento y de adelantamiento.
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4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Recuadro 4.1 (Continuación) Modelo de Simulación SIMCAR • Debe estar dotado de un sistema de actualización en lo que corresponde a estados y eventos, entendiéndose por estado aquella situación en la que se encuentra un vehículo en un momento determinado, y evento, el instante de cambio de un estado a otro. • Debe poseer un sistema de almacenamiento de los valores numéricos correspondientes a cada vehículo, es decir, se deben definir vectores donde la posición del vehículo es guardada en cada evento. • Debe estar provisto de rutinas de observación para poder detallar y grabar los datos de tráfico. Mecanismos básicos El modelo esta soportado en dos mecanismos básicos: • El mecanismo o maniobra de adelantamiento. • El proceso de seguimiento. Diseño conceptual del modelo El proceso se inicia con la captura de información relacionada con: la geometría básica de la vía (planta y perfil), definición de zonas de restricción del adelantamiento (sistema de control), volúmenes de tránsito, información detallada de los tipos de vehículos, distribución de tipo de conductores, factores de corrección a la velocidad, y otros. Con esta información básica el modelo genera una maqueta virtual de la carretera, bastante detallada, y prepara un esquema para ser presentado en la pantalla del simulador. Antes de iniciar propiamente la simulación, se realiza un proceso de calentamiento, el cual consiste en cargar el tramo de análisis con vehículos. El modelo utiliza un poderoso mecanismo de calentamiento que genera vehículos y los distribuye longitudinalmente en la vía, y efectúa una pre-simulación por el tiempo que lo desee el analista, se recomienda que no sea inferior a 60 segundos. Cumplida estas dos primeras fases, se esta preparado para iniciar la simulación de la operación, es donde entran a operar los dos modelos básicos: de seguimiento y de adelantamiento. Para cada vehículo se lleva un registro segundo a segundo de su velocidad, ubicación, situación en la que se encuentra ( a flujo libre, adelantando o siendo adelantado), y en cada sector de la vía se lleva el registro de su geometría, las restricciones de paso: por visibilidad o por estar ocupado el carril opuesto por otros vehículos. Al final, con toda la información recogida en la simulación, se preparan las estadísticas. Debido al carácter aleatorio del modelo, los resultados obtenidos de una aplicación a otra cambian, razón por la cual es necesario efectuar varias aplicaciones para una situación dada y obtener el promedio de las diferentes variables como el resultado de la simulación. Programa de computador
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
SIMCAR se ha cifrado en Lenguaje Visual Basic 6.0, y contiene todas las ayudas usuales de los programas de Windows, adicionando una ventana de simulación, donde el analista puede apreciar las características del tramo, tipo de aplicación y otros asuntos de interés. Recuadro 4.1 (Continuación) Modelo de Simulación SIMCAR Al iniciar el programa SIMCAR aparece en la pantalla del computador la siguiente imagen:
Opción del Menú
Descripción
Información solicitada
Código Tramo
Código de identificación del tramo y de los archivos generados en la aplicación. Nombre descriptivo del proyecto o situación simulada.
Cadena de caracteres alfanuméricos que identifican el tramo a analizar. Cadena de caracteres alfanuméricos que describen el tramo en estudio. • Abscisa Inicial
Descripción
Vía
Opción que permite incluir la geometría básica de la vía.
• Abscisa Final • Ancho de Calzada • Ancho de Bermas • Velocidad de Diseño
•
Estado
•
Rugosidad
Descripción de la información solicitada
• Abscisa en la cual inicia el tramo en metros • Abscisa en la cual finaliza el tramo en metros • Ancho promedio de calzada en metros • Anchos promedios de bermas en metros • Velocidad en km/h con la cual se realizó en diseño geométrico de la vía • Factor que califica el estado actual de la vía, oscila entre 0 y 5 (muy malo a muy bueno respectivamente) • Indice Internacional de rugosidad.
ciones del menú y la información requerida se presenta a continuación:
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Las o p -
de
Tipos Vehículos
Tránsito
y No
Curvatura Zonas de Sobrepaso
Opción del Menú
Opción que permite incluir el tránsito promedio diario TPD del tramo analizado, el factor de distribución direccional y la distribución horaria porcentual.
Opción que permite especificar las características de cada uno de los vehículos que transitarán sobre el tramo de vía.
Opción que permite incluir la curvatura (curvas horizontales y curvas verticales) y las zonas de no sobrepaso a izquierda y derecha de la vía.
Descripción
CH CH CH CH
Longitud Delta Radio Sentido
Brecha Mínima
y
Desviación
• Transito Promedio Diario Semanal • Porcentaje de Distribución Direccional • %TPD
•
• Aceleración Media (KPH)
• Largo, Ancho, Alto • Velocidad y Desviación Media (KPH)
• Descripción
• Código
• CV Longitud • CV Pendientes de Entrada y Salida • CV Cota PCV • Longitudes de No Sobrepaso Derecha e Izquierda
• • • •
• Abscisa Inicial
Información solicitada • Abscisa donde inicia la curva horizontal (PC), donde inicia la curva vertical (PCV) ò donde inicia una zona de no sobrepaso en metros • Longitud de la curva horizontal en metros • Delta de la curva horizontal en grados decimales • Radio de la curva horizontal en metros • Sentido de la curva horizontal (0-Derecha, 1-Izquierda) • Longitud de la curva vertical en metros • Pendientes de entrada y salida de la curva vertical en %. • Cota PCV en metros • Longitud de no sobrepaso en la parte derecha y en la izquierda de la vía • Cadena de caracteres alfanuméricos que identifica cada tipo de vehículo. Se pueden definir hasta 32 tipos de vehículos diferentes. • Cadena de caracteres alfanuméricos que describe cada tipo de vehículo. • Características geométricas de cada tipo de vehículo • Velocidad promedio y desviación estándar de la velocidad de tránsito por la vía de cada tipo de vehículo. Se calculan tomando una muestra representativa en campo de cada tipo de vehículo. • Aceleración promedio y desviación estándar de la aceleración del tránsito por la vía de cada tipo de vehículo. Se calculan tomando una muestra representativa en campo de cada tipo de vehículo. • Separación mínima que se debe dejar detrás de un vehículo. • Valor del tránsito promedio calculado estadísticamente. • Porcentaje del TPD que se incluirá en el carril derecho de la vía. • Porcentaje de distribución del TPD hora a hora
Descripción de la información solicitada
Opciones del Programa SIMCAR e información solicitada
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
En el Cuadro siguiente se presentan las otra opciones del menú principal. Recuadro 4.1 (Continuación) Modelo de Simulación SIMCAR
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4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Sobrepasos por Tipo de Vehículo Tramo : [IPIC-01] Ye Villarica - Jamundi Codigo Simulacion : 1 Con Trenes Cañeros Longitud Total Via (Km) : 12.599 Segundos Simulados Intervalo Horario Transito Promedio Diario Transito Simulacion % Distribucion Direccional Tipo Tipo Vehiculo que Vehiculo Sobrepasa Sobrepasado A
B
C2P
C2G
C3-C4
: : : : :
900 18:00 a 18:15 6120 98 50
****** SOBREPASOS ***** ****** SOBREPASOS ***** ****** FORZADOS ***** # % Distancia # % Distancia
A B C2P C2G C3-C4 C5 T2 T3 T5
102 33 65 49 32 55 21 30 33
47.9% 15.5% 30.5% 23.0% 15.0% 25.8% 9.9% 14.1% 15.5%
176.3 229.3 151.6 160.9 152.6 225.2 165.5 183.3 120.5
4 0 1 1 0 0 0 0 0
66.7% 0.0% 16.7% 16.7% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%
221.9 0.0 504.4 139.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
TODOS
213 100.0%
255.2
147.9
6 100.0%
A B C2P C2G C3-C4 C5 T2 T3 T5
14 7 5 2 3 12 5 4 6
58.3% 29.2% 20.8% 8.3% 12.5% 50.0% 20.8% 16.7% 25.0%
153.5 256.8 167.1 167.1 130.1 211.1 165.9 189.5 106.8
0 0 0 0 0 0 0 0 0
TODOS
24 100.0%
183.9
0 100.0%
0.0
A B C2P C2G C3-C4 C5 T2 T3 T5
15 6 11 10 11 10 5 8 5
50.0% 20.0% 36.7% 33.3% 36.7% 33.3% 16.7% 26.7% 16.7%
253.4 237.7 273.0 241.0 191.4 315.6 180.0 209.9 159.6
1 100.0% 0 0.0% 1 100.0% 0 0.0% 0 0.0% 0 0.0% 0 0.0% 0 0.0% 0 0.0%
262.6 0.0 262.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
TODOS
30 100.0%
187.7
1 100.0%
262.6
A B
19 9
86.4% 40.9%
246.5 256.3
0 0
0.0% 0.0%
0.0 0.0
C2P C2G C3-C4 C5 T2 T3 T5
6 5 6 14 4 8 4
27.3% 22.7% 27.3% 63.6% 18.2% 36.4% 18.2%
279.6 225.3 178.0 298.7 166.2 233.9 122.1
0 0 0 0 0 0 0
0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
TODOS
22 100.0%
182.2
0 100.0%
0.0
0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
A B C2P C2G C5 T3
4 1 3 1 3 1
400.0% 100.0% 300.0% 100.0% 300.0% 100.0%
415.3 415.3 415.3 415.3 415.3 415.3
0 0 0 0 0 0
0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
TODOS
1 100.0%
415.3
0 100.0%
0.0
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
⎛ ⎝
ci = si ⎜ 4.2.3.3 Intersecciones semaforizadas A diferencia de los sistemas viales de circulación continua, en las intersecciones semaforizadas, la capacidad no está totalmente correlacionada con determinado nivel de servicio, por lo que ambos conceptos deben estudiarse separadamente. El análisis de capacidad implica el cálculo de la relación volumen a capacidad para movimientos críticos en carriles simples o agrupados, mientras que el análisis de nivel de servicio se basa en la demora media de los vehículos detenidos y demorados por la acción de los semáforos.4 La capacidad de un grupo de carriles es la máxima tasa de flujo para el grupo que puede pasar a través de la intersección bajo condiciones prevalecientes del tránsito, la vía y el semáforo, tales como: Condiciones del Tránsito: • • • • • •
Volúmenes en cada acceso. Distribución de vehículos por movimiento. Composición vehicular (A, B, C). Uso de paraderos de buses y su ubicación. Flujos de peatones que cruzan. Parqueo cerca de la intersección.
Condiciones de la Vía: • • • • • • • •
Geometría básica de la intersección. Pendientes de los accesos. Número, ancho y utilización de carriles. Condiciones de la Semaforización: Definición de fases. Reparto de tiempos. Tipos de control. Calidad de la progresión (coordinación).
La capacidad de un grupo de carriles se expresa como:
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gi C
⎞ ⎟ ⎠
En donde:
ci
capacidad del grupo de carriles i, (veh/ hr).
si
tasa de flujo de saturación del grupo de carriles i, (veh/hr verde)
gi C
relación de verde efectivo para el grupo de carriles i.
El nivel de servicio esta dado por la demora promedia por vehículo, según el Cuadro siguiente. Nivel de Servicio A
Demora por controles (s/veh)
B
> 10 y ≤ 20
C
> 20 y ≤ 35
D
> 35 y ≤ 55
E
> 55 y ≤ 80
F
≥ 80
≤10
El Capitulo de intersecciones semaforizadas es el más denso, largo y engorroso de todos los que conforman el HCM. Más que el problema de determinar el número de carriles en un acceso de una intersección semaforizada, que depende en gran medida del sistema de control y los tiempos del semáforo; se trata de normalizar en una regla o reglas cuándo se debe semaforizar una intersección. En el Recuadro 4.2 se relaciona una excelente recopilación llevada a cabo por el Ingeniero Víctor Valencia Alaix de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional Medellín.
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Recuadro 4.1— Requisitos para instalar semáforos en una intersección (Tomado del libro Semáforos del Ingeniero Víctor Gabriel Valencia Alaix). De acuerdo a las recomendaciones que plantea la U.S. BUREAU OF PUBLIC ROADS, 1988, no deben instalarse semáforos en una intersección a menos que satisfagan dos o más de los requisitos que se mencionan a continuación: a) Si se iguala o sobrepasa el volumen mínimo de vehículos. b) Cuando es necesaria la interrupción de tránsito continuo. c) Si se iguala o sobrepasa el volumen mínimo de peatones. d) Para facilitar el movimiento progresivo de los vehículos. e) Si existen antecedentes sobre accidentes. f) Por la combinación de requisitos anteriores. Requisito 1. Volumen mínimo de vehículos. Este requisito se basa en los volúmenes vehiculares que usa la intersección y supone que es posible identificar una vía principal y una secundaria. Los volúmenes se miden en vehículos por hora (y no automóviles equivalentes). N° de carriles por cada acceso Vía PrinciVía Secundaria pal
Volumen mínimo veh/h Vía Principal en ambos accesos
Vía Secundaria en acceso de mayor ingreso
100%
80%
100%
80%
1
1
500
400
150
120
2 o más
1
600
480
150
120
2 o más
2 o más
600
480
200
160
1
2 o más
600
480
200
160
Los volúmenes de la tabla anterior se deben identificar en cada una de las 8 horas de mayor demanda de un día promedio. Para el día promedio se deben tener en cuenta los días feriados o sus contiguos, días en períodos de vacaciones escolares u otros que se aparten de lo normal. Si existen razones para estimar que interesan las condiciones en otros días críticos (por ejemplo: sábados en calles comerciales), también deben tomarse aforos en esos períodos. Requisito 2. Interrupción del tránsito continuo. Este requisito se aplica cuando las condiciones de circulación en la vía principal sean tales que el tránsito de la vía secundaria sufra demoras inusitadamente largas al entrar en la vía principal o al cruzarla. Este requisito se satisface cuando durante en cada una de cualquiera de las 8 horas de un día promedio, en la calle secundaria se tiene los volúmenes mínimos indicados en la tabla siguiente, y si la instalación de semáforos no trastorna el movimiento progresivo del tránsito.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
N° de carriles por cada acceso Vía Principal 1 2 o más 2 o más 1
Vía Secundaria 1 1 2 o más 2 o más
Vía Principal, total ambos accesos 100% 80% 750 900 900 750
600 720 720 600
Vía Secundaria, en acceso de mayor volumen 100% 80% 75 75 100 100
60 60 80 80
Los volúmenes en las vías principal y secundaria corresponden a las mismas ocho horas. Durante esas ocho horas, el sentido de circulación del volumen mayor de la vía secundaria, puede ser en otro acceso durante las demás horas. Si la velocidad media dentro de la cual está comprendido el 85% del tránsito de la vía principal excede de 60 km/h, o si la intersección queda dentro de la zona urbana de una población con 10.000 habitantes o menos, el requisito de interrupción de tránsito continuo se reduce al 70% de los volúmenes indicados en la tabla. Requisito 3. Volumen mínimo de peatones. Los peatones pueden sufrir demoras considerables aún cuando no exista un volumen vehicular suficiente para justificar la instalación de un semáforo. Si el número de peatones es suficientemente elevado, la reducción de sus demoras mediante un semáforo puede llegar a compensar el aumento de las demoras de los vehículos debido al mismo. Se requiere bajo este criterio un mínimo de 150 peatones por hora, por el paso peatonal de mayor uso y que cruce con un flujo vehicular de 600 vehículos por hora mínimo. Si existe un refugio peatonal central los peatones pueden cruzar con mayor facilidad. Si existe refugio central se requiere que el flujo sea de 1000 vehículos por hora. Todo esto, como siempre, en las 8 horas de mayor demanda de un día promedio. Requisito 4. Movimiento progresivo. Para favorecer el movimiento progresivo de los vehículos, a veces hay que instalar semáforos en intersecciones que en otras condiciones no serían necesarios. Esto depende de la necesidad de regular eficientemente las velocidades de los grupos compactos de vehículos. Se satisface el requisito correspondiente en los siguientes casos: • En intersecciones aisladas de vías con circulación en un sentido, o en vías en las que prevalece la circulación en un solo sentido, y en las que los semáforos inmediatos están demasiado distantes para conservar el agrupamiento compacto y las velocidades de los vehículos. • Si los semáforos inmediatos en una vía con doble circulación no permiten el grado necesario de control.
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4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Requisito 5. Accidentes. La opinión común del público en general de que los semáforos reducen materialmente el número de accidentes raras veces es sustentada por la experiencia. Con frecuencia ocurre que se producen más accidentes cuando se instalan semáforos que cuando no existían. Los semáforos no deben instalarse con base en un solo accidente espectacular ni a demandas irrazonables o predicciones de accidentes que puedan ocurrir. El requisito de accidentes se satisface cuando: No se ha reducido la frecuencia de accidentes después de realizar mejoras geométricas y aplicar una señalización que se haya experimentado satisfactoriamente en otros casos. Se han producido en los últimos doce meses, cinco o más accidentes, susceptibles de evitarse con semáforos, en los que hubo heridos o daños a la propiedad. Cuando exista un volumen de tránsito de vehículos y peatones no menor del 80% de los especificados en el requisito de volumen mínimo de vehículos (Tabla 1), en la interrupción del tránsito continuo, o en el requisito del volumen mínimo de peatones. La instalación no interrumpa considerablemente el movimiento progresivo del tránsito. Requisito 6. Combinación de requisitos. Los semáforos pueden justificarse a veces cuando ningún requisito es satisfecho, pero dos o más se cumplen en un 80% o más de los valores indicados. Estos casos excepcionales deben ser decididos con base en un análisis exhaustivo de los factores pertinentes. Una prueba adecuada de otras medidas correctivas que causen menos demoras e inconvenientes al tránsito que el semáforo debe preceder a la instalación de semáforos bajo este requisito. Consideraciones especiales. Es importante tener en cuenta que en ciertas ocasiones la instalación de un semáforo puede ser innecesaria, aún cuando alguno de los requisitos anteriores se cumpla. Esto puede darse en alguno de los siguientes casos: La presencia de semáforos en intersecciones cercanas causa interrupciones en el tránsito que permiten el cruce de los vehículos en la vía secundaria. Vehículos lentos pueden producir también interrupciones en el tránsito prioritario. Un alto porcentaje de giros a la izquierda puede ser atendido mejor si se instala una glorieta de diámetro pequeño, una isla o bahías para giro, siempre que el terreno disponible lo permita.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
4.3 CENTRALES DE CARGA5 El dimensionamiento de una central de manejo de carga requiere de unas técnicas más complejas que involucra profesionales de varias profesiones:arquitectura, ingeniería civil, industrial y mecánica. Si bien muchos de los elementos que se presentan en un complejo de carga tienen que ver con los elementos relacionados con la vialidad, en donde se aplican los criterios de capacidad y niveles de servicio. Otros por el contrario, obedecen a unos criterios de diseño más elaborados, dónde la parte urbanística, la funcionalidad y la estética deben tenerse en cuenta. 4.3.1 Estudio funcional El estudio parte de los requisitos generales, ante todo de: las funciones que se deben atender, las relaciones entre las diferentes partes y conveniencias de ubicación, para formular propuestas de distribución física concretas del complejo. Estas alternativas consideran aspectos de incidencia histórica de comportamiento urbano, de funcionalidad, de operatividad, de sistemas de construcción por etapas y de normas de ordenamiento. El estudio funcional debe cubrir:
4.3.1.1Características generales del asentamiento Dado el sitio de ubicación de la central de carga, se plantean una serie de determinantes de carácter físico, de función y de ambientes enmarcados a nivel de: • Región. La configuración y aspecto estético de la central de carga debe estar enmarcado en el ambiente regional; las condiciones climáticas serán deter-
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minantes para la adopción de formas arquitectónicas. Además de los aspectos meramente estéticos, se debe buscar: • Una estratégica distribución de accesos viales. • Una integración de modos de transporte. • Una Integración con la idiosincrasia de los usuarios de la central. • Urbano Se debe tener en cuenta su integración dentro de los principios de conservación del paisaje urbano, teniendo como punto de partida lo existente, los usos del suelo y las perspectivas de desarrollo urbano. • Sector Es el condicionante más próximo para la determinación de su forma física. Es evidente que una central de carga posee ciertos ingredientes que son de difícil integración con las características del sector, y se impondrán las fuertes restricciones de tipo operacional. • Emplazamiento Para un planeamiento general del complejo por etapas y con miras a lograr una zonificación ordenada a lo largo de la vida del proyecto, es indispensable dividir el complejo en sectores y subsectores. 4.3.1.2 Aspectos funcionales Como se indicó en lo referente a las restricciones a nivel de emplazamiento, el complejo se debe dividir en sectores y subsectores, su distribución en el terreno debe responder a un comportamiento de función-relación y debe brindar flexibilidad En la Figura 4.4 se presenta una disposición funcional de los diferentes elementos integrantes de un complejo de manejo de carga.
4– El tamaùo en los proyectos viales y de transporte
Figura 4.4 Diagrama funcional de una central de carga Fuente: Bazante, p 550.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Algunas de las consideraciones funcionales que se deben tener presente son: Accesos al complejo y red vial interna. Los accesos al complejo se deben diseñar acordes con el carácter de las carreteras afectadas. Las vías internas deben ser jerarquizadas, con el propósito de especializarlas de acuerdo al volumen de tránsito que circule por ellas; su clasificación podría ser en vías primarias y secundarias. Esquema de sectorización interno. Las instalaciones dentro de la central de carga deben ser sectorizadas. Esta división en sectores obedece a aspectos funcionales y no de propiedad. Los sectores contemplados son el común y el privado. • Sector común. El sector común cubre las instalaciones para pequeñas empresas o sucursales de bajos recursos económicos o de baja demanda de espacio. Su diseño debe ser modular, de tal forma que permita: • El crecimiento funcional de una sola empresa en una sola unidad modular. • La disposición y agrupación de un conglomerado de módulos incluye la disposición de servicios de apoyo. • Un ordenamiento urbanístico y un control por parte de la entidad administradora, en cuanto al uso dado a cada módulo. • Sector privado. El sector privado debe cubrir una oferta de lotes modulares, destinados a la construcción de bodegas por parte de las empresas industriales y comerciales y terminales para las empresas de transporte de carga de gran tamaño. Su diseño debe ser tal que permita:
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• Una fácil selección por parte de las empresas interesadas en cuanto a la cuantificación de módulos demandados para sus instalaciones, incluidas sus futuras expansiones • El establecimiento de un reglamento de urbanismo y construcción. • Sector administrativo El sector administrativo comprende las áreas para el funcionamiento de la entidad administradora, de la central de información, del centro de comunicaciones y de toda la infraestructura logística del complejo. Este sector es el "polo de atracción del complejo, y por tanto, debe disponer de pasillos de circulación amplios y servicios sanitarios ubicados en sitios de gran concentración de personas. • Sector de apoyo a la operación Este sector esta compuesto por un subsector comercial, de servicios de mantenimiento, cafeterías, hospedaje, etc. No se debe olvidar considerar esta serie de servicios, pues en últimas, se constituye en un factor de atractibilidad de la central. Su ubicación dentro de la central se debe basar en criterios usodistancia y en gran parte le deben dar a la central la apariencia de un "gran centro comercial". • Previsión de áreas de expansión Dentro del desarrollo por etapas del proyecto de central de carga, se plantea la necesidad de definir criterios de ordenamiento físico y funcional. Por estas razones se debe plantear dentro del diseño urbanístico unas áreas de expansión que ocuparán su lugar y uso paulatinamente al desarrollo del proyecto, evitando así la duplicación de servicios, la heterogeneidad y miscelánea de actividades dentro de la central.
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
• Flujo de circulación de carga.
4.3.2 Criterios de diseño
El flujo de circulación de la carga se debe analizar de dos maneras:
El propósito fundamental es definir criterios de diseño de cada uno de los elementos integrantes de la central de carga, con miras a llevar a cabo el predimensionamiento de las instalaciones.
• Flujo de movilidad vial. • Flujo de movilidad operacional. • Flujo peatonal En algunas áreas se prevén flujos peatonales intensos que deben ser conducidos adecuadamente, función que se logra con la distribución de los espacios al interior del complejo.
Es por tanto, que pretender presentar en este numeral todos los aspectos a considerar es tarea difícil, razón por la cual se adopta un procedimiento de recomendaciones de tipo general. Diseño urbanístico
• Estacionamientos y patios La central de carga debe disponer de estacionamiento para los vehículos de carga, en tránsito y livianos, separados físicamente ya que presentan tareas funcionales diferentes. La central de carga debe disponer de dos tipos de patios: • Patios para el almacenaje de contenedores, equipo extra pesado y mercancías que no requieran estar bajo cubierta.
El diseño urbanístico debe estar enmarcado en el estudio funcional y en propender en todo momento por una integración con el contexto general de la zona. Como recomendaciones generales para adelantar el diseño urbanístico se tienen: • Buscar un equilibrio entre el espacio construido, el espacio vial y el espacio libre. • Limitar el uso de construcciones en altura.
• Patios para equipo de manipulación de carga que requieran protección climática.
• Utilizar materiales de fácil consecución en la región.
Etapas de implementación de servicios.
Este diseño debe contemplar la formulación de un código de urbanismo, donde se describan para cada área el uso de suelo, paramentos y configuración de fachadas, de tal manera que todo el complejo armonice.
En lo posible, la entidad administradora debe buscar que todos los servicios básicos y complementarios descritos sean implementados desde la primera etapa de construcción y luego en las etapas posteriores, la evolución de la demanda y del proyecto mismo indicarán qué servicios deben ser ampliados, respetando en todo momento los aspectos funcionales y los reglamentos de urbanismo y construcción. Es decir, esta situación plantea que las etapas siguientes a la primera sean simples acomodos a la evolución de la demanda.
Diseño de vías El diseño de vías comprende: • Diseño de los accesos a la central. El diseño de los accesos a la central de carga debe estar soportado por un estudio completo de ingeniería de tránsito, donde se determine el tipo de intersección más recomendado.
4 - 33
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Como recomendación general, se presenta que en las primeras etapas estas intersecciones deben ser a nivel, pero se deben prever áreas para acomodar intercambiadores a desnivel cuando las condiciones de tránsito así lo exijan.
• Para las empresas de transporte.
• Diseño de la red vial interna.
⇒
Como se mencionó anteriormente, es necesario realizar una jerarquización de la red vial. Las vías se clasificarán en función del tránsito promedio diario, TPD, que se espera circulen por ellas.
⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Las vías internas pueden ser clasificadas en: • Vías principales, V-1. • Vías secundarias, V-2. Para cada tipo de vía se deben definir los criterios de diseño en planta, perfil y sección transversal. Diseño de estacionamientos. • Vehículos de carga. La altura y el ancho de los vehículos presenta una gran variedad. Los estacionamientos por tanto, deben diseñarse para alojar a los camiones de mayores dimensiones. • Vehículos livianos La disposición de pasillos y espacios para el estacionamiento de vehículos livianos presenta una gran gama de posibilidades, se deben seleccionar las que optimicen el espacio disponible.
⇒ ⇒
⇒
4 - 34
Número: determinados a partir del estudio de la demanda. Localización: interior. Tipo de almacenaje: público. Tipo de mercancía: carga común. Tipo de construcción: modular. Lote mínimo: 100 m2. Lote máximo: 1000 m2 (Incluye áreas para oficina, bodegas y andenes para carga y descarga). Porcentaje máximo de utilización: 70%.
• Para las bodegas de almacenaje común. ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Número: determinados a partir del estudio de la demanda. Localización: interior. Tipo de almacenaje: público. Tipo de mercancía: carga común. Tipo de construcción: modular. Lote mínimo: 50 m2. Lote máximo:100m2. Porcentaje máximo de utilización: 70%.
• Para las empresas industriales y comerciales ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Diseño de bodegas. Se dan algunos criterios generales.
Pueden ser bodegas independientes o comunes. Para las bodegas independientes las principales características son:
⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Número: determinados a partir del estudio de la demanda. Localización: interior. Tipo de almacenaje: privado. Tipo de mercancía: productos terminados y/o en proceso, materias primas y bodegas de acopio. Tipo de construcción: modular. Lote mínimo: 250 m2. Lote máximo: 2000 m2. Porcentaje máximo de utilización: 70%.
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
• Instalaciones aduaneras ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Número: determinados a partir del estudio de la demanda. Localización: interior. Tipo de almacenaje: público. Tipo de mercancía: aduana y/o carga común. Tipo de construcción: modular. Lote mínimo: 6000 m2. Lote máximo: 10000 m2. Porcentaje máximo de utilización: 70%.
• Instalaciones para contenedores, equipo extrapesado especializado ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Número: determinado a partir del estudio de la demanda. Espacio por contenedor: Tiempo promedio de permanencia del contenedor: determinado a partir de un estudio de demanda. Número de contenedores por día: determinado a partir del estudio de demanda.
• Areas de carga y descarga de mercancías Las instalaciones de bodegas de empresas de transporte, industriales y comerciales y las bodegas comunes, deben disponer de áreas para carga y descarga, en número suficiente para agilizar dichas operaciones. 4.3.3 Predimensionamiento de la central de carga El predimensionamiento de instalaciones requiere de dos fuentes de información: • Determinación de la demanda por los servicios a ofrecer. • Definición de los criterios de diseño. A partir de parámetros generales de diseño, se redimensionarán las instalaciones, oficinas, bodegas, vías, zonas de estacionamiento,
áreas de cargue y descargue, áreas oficiales, de servicios complementarios, etc. En planos en escala apropiada se presentan las instalaciones, su distribución, etc. A manera de ejemplo, en la Figura 4.5 se presenta un esquema de distribución de espacios de un complejo de manejo de carga.
4.4 TERMINALES DE BUSES 4.4.1 Tipos de terminales Según Bazante6 se deben distinguir tres tipos básicos, cada uno de los cuales requiere de ciertos espacios y facilidades: Central. Es el punto final o inicial en recorridos largos. En ella se almacenan y se da mantenimiento y combustible a las unidades de transporte. Cada empresa de autobuses tiene instalaciones propias; cuenta con una plaza de acceso, paraderos del transporte colectivo, control de entrada y salida de autobuses, sala de espera, taquillas, comercio, sanitarios, patio de maniobras, talleres mecánicos. Estaciones de servicio, etc. De paso: Punto donde la unidad se detiene para recoger pasajeros y para una atención básica de conductores, usuarios y vehículos. Consta de cobertizo para estacionamiento de autobuses, vestíbulo general, sala de espera, comercios, taquilla, sanitarios, andenes, patios de maniobras y áreas de administración. Local. Punto donde se establecen rutas que dan servicio a una determinada zona, los recorridos no son largos. Consta de estacionamiento de autobuses, parada, taquilla y sanitarios. En México, los terminales de autobuses se clasifican en cuatro categorías, según el número de usuarios, en el Cuadro 4.3 se dan indicaciones básicas de cada tipo y sus características generales.
4 - 35
4 - 36
Fuente: Bazante, p 586.
Figura 4.5 Modelo de una central de carga.
Formulaciรณn y Evaluaciรณn de Proyectos Viales y de Transporte
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte Cuadro 4.3 Clasificación de terminales de autobuses Tipo
Población a transportar
Número de cajones
m2 de construcción por cajón
m2 de terreno
TP –1
Hasta 5000
Hasta 15
50—150
Hasta 10000
TP –2
5000—18000
16—30
150-250
10000 a 25000
TP—3
18000—30000
25 –60
250-350
25000 a 50000
TP –4
Más de 30000
Más de 60
350-450
Más de 50000
Fuente: Bazante. P 16.
Por su parte, la experiencia en Colombia en el diseño, construcción y operatividad de las terminales de transporte Intermunicipal obtenida en las dos (2) últimas décadas, y las normas técnicas preparadas por la Corporación Financiera del Transporte, permiten establecer las áreas y servicios básicos7: Dentro de las áreas mínimas se contemplan las zonas de servicios complementarios, las zonas estructurales que debe tener la Terminal, con sus propias zonas de servicios, y el entorno comercial comunitario y financiero. En el Cuadro 4.4 se presenta la distribución de áreas de tres terminales en servicio en Colombia, en Popayán, Cali y Medellín. 4.4.2 Esquemas funcionales Para obtener un panorama de todos los servicios que se deben ofrecer, los sectores básicos y las relaciones entre ellos, se prepara un diagrama funcional como el que se presenta en la Figura 4.6. Los diagramas funcionales son la base para la realización del diseño urbanístico y arquitectónico, el cual incorpora otros elementos y criterios propios de esta disciplina: la estética, el paisaje, la incorporación al espacio existente, el volumen, la iluminación, el simbolismo y el sello personal del arquitecto.
4.4.3 Criterios de diseño 4.4.3.1 Esquema general Las distribuciones típicas de las plataforma de ascenso y descenso de pasajeros son: • Disposición Lineal ⇒
Andén a una sola de las aceras de la calle, esta disposición es típica de terminales pequeños.
⇒
Los andenes de disponen en ambas aceras con un carril de circulación en medio.
• Disposición con vestíbulo central Los andenes se disponen en forma perpendicular a lo largo de toda la edificación, que tiene forma de herradura. • Disposición en múltiples andenes lineales Se disponen andenes paralelos a la edificación, con calles de ancho mínimo de 6 metros y 1.80 metros de acera. Toda el área puede ser cubierta. • Disposición con accesos y salidas en marcha atrás (dentadas) En esta disposición los autobuses maniobran en reversa a la entrada o a la salida. El cajón
4 - 37
4 - 38 48.921
9.143 11.200 7.809 3.108
Area lote, M2 17.661
54.252
100,00
Area construida M2 % 22.992 42,38 4.560 6.926 2.411 9.095 9.143 16,85 11.200 20,64 7.809 14,40 3.108 5,73
44.372
14.067 3.309 2.726 4.627 14.435
Area lote,M2 5.208
29.937
100,00
Area construida M2 % 5.208 17,40 2.022 786 186 2.214 14.067 47,00 3.309 11,04 2.726 9,10 4.627 15,46
Terminal de Popayán
Fuente: MUNICIPIO DE CALI. VERGARA Cesar. Estudio Terminal Sur de Cali, 1996.
** Area edificada en primer piso
Construcción edificada: Empresas de transporte Locales comerciales Servicios complementarios Areas comunes Vías vehiculares y peatonales Estacionamiento operacional Parqueaderos Zonas verdes Lote de reserva Total área construida Area no construida Total área del terreno
Concepto
Terminal de Cali
Cuadro 4.4 Distribución de áreas de tres terminales de buses de Colombia
57.897
12.859 6.165 6.645 8.493 12.150
Area lote,M2 11.585
45.747
100,00
Area construida M2 % 11.585** 25,30 1.991 1.764** 3.128 4.700** 12.859 28,10 6.165 13,50 6.645 14,50 8.493 18,6
Terminal Norte de Medellín
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Figura 4.6 Diagramas funcionales servicios básicos en una terminal de autobuses Fuente: Bazante, p 20
4 - 39
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
se dispone a 60 grados y sus dimensiones deben ser de 4 metros de ancho por 14 metros de largo. 4.4.3.2 Areas requeridas Los criterios para fijar áreas requeridas varían de país a país, a continuación se señalan algunas de las consideraciones que se han ido consolidando para Colombia8. • Plataformas longitudinales Una plataforma longitudinal es un andén recto que se usa para el ascenso o descenso de pasajeros y cargue o descargue de encomiendas. La longitud por unidad de plataforma para descenso es 15 metros, los cuales incluyen la longitud del vehículo más su distancia de operación. La capacidad promedio de absorción por unidad de plataforma para descenso es de 15 buses por hora, para un tiempo de permanencia de 4 minutos. • Plataformas longitudinales para ascenso de pasajeros La longitud por unidad de plataforma para descenso es 20 metros, los cuales incluyen la longitud del vehículo más su distancia de operación. La capacidad promedio de absorción por unidad de plataforma para ascenso es de 12 buses por hora, es decir, 5 minutos de permanencia. • Plataformas dentadas Es una acera dentada en la cual los dientes forman un determinado ángulo con el eje longitudinal del andén, normalmente 60 o 30 grados. Generalmente se emplean para el ascenso de pasajeros cuando la frecuencia es me-
4 - 40
dia y baja. El cajón o bahía debe ser de 14 metros de longitud por 4 metros de ancho. La capacidad promedio por bahía es de : 3 buses por hora • Estacionamiento operacional La zona de estacionamiento operacional es fundamental para la operación de la Terminal de Pasajeros y para alimentar las plataformas de ascenso de la zona de baja frecuencia. Debe quedar lo más cerca posible de éstas y de los puntos de despacho. El estacionamiento de reserva doble a 90° es el preferido por razones de economía y funcionalidad y permite la utilización del área de maniobra por parte de los vehículos estacionados de lado y lado del área de operación común. En un área de mil metros cuadrados (1.000 M2) se pueden estacionar aproximadamente 15 buses. • Areas de uso publico Areas de circulación Están determinadas por el volumen de pasajeros entrando y saliendo en hora pico, la frecuencia de entrada y salida de pasajeros, la velocidad de circulación de las personas y las áreas comerciales. Los criterios adoptados son los siguientes: • Se diseña para operar a un nivel de servicio D,. en el cual se restringe la libertad de selección individual de la velocidad de caminado y la de sobrepasar a otros. En donde existen movimientos de cruce o de flujos en sentido contrario existe una probabilidad alta de conflictos y el tratar de evitarlos exigen cambios frecuentes en la velocidad y en la posición. Este nivel de servicio proporciona un flujo razonablemente fluído, sin embargo, es probable que se presenten fricciones e interacciones entre los peatones
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
• Ancho mínimo de los andenes: cuatro metros (4 M). • Espacio peatonal: 1,4 metros cuadrados • Rata de flujo: 49 peatones/minuto/metro de ancho
Cuadro 4.5 Areas requeridas para algunos servicios de la terminal de autobuses
.Areas de espera
Cubículo de información
3.00
Taquillas
6.00
El tamaño de las áreas de espera esta determinado por el volumen de pasajeros que se acumulen en un momento dado, de los ciclos de movimientos de usuarios en un lapso considerado, y del grado de comodidad que se quiera dar. Los criterios adoptados son los siguientes:
Destinación
Area, m2
Sala de espera
2.00 por pasajero
Andén de abordaje
44.00 por cajón
Guarda equipaje
12.00
Lo más conveniente es separar las áreas de espera correspondientes a los flujos de alta frecuencia y a los flujos de baja frecuencia
Sanitarios
16.00
Caseta de control
4.00
Area bruta necesaria por pasajero: 2,4 metros cuadrados.
Taller mecánico
50.00
Oficinas
12.00
Tiempo de espera de los pasajeros de baja frecuencia: 30 minutos. Tiempo de espera de los pasajeros de alta frecuencia: 10 minutos.
4.5 SISTEMAS DE TRANSPORTE PUBLICO
• Plataforma longitudinal para los taxis de llegada y salida
4.5.1 Capacidades típicas de opciones de transporte público
La longitud por unidad de plataforma para descenso: 6 metros.
El HCM de EU dedica un capítulo a los sistemas de transporte público, en relación a la capacidad y niveles de servicio. Si bien, la operación y la estructura empresarial es diferente a las condiciones de las ciudades de América Latina, siguen siendo un referente importante, y tal vez el único disponible.
• Bahía para paradero de buses urbanos La longitud por unidad de plataforma para buses urbanos es de 12 metros, y su capacidad, es de 15 buses/hora. • Otras áreas Bazante9 fija algunos criterios de áreas, que se reseñan en el Cuadro 4.5. En las Figuras 4.7 y 4.8 se presentan ejemplos de esquemas de terminales de autobuses en funcionamiento.
En el Cuadro 4.6 se presenta la capacidad de diferentes tipos de vehículos. En el Cuadro 4.7 se presenta las capacidades típicas de los sistemas de transporte, cifras que dan idea de su magnitud, siendo necesario aplicar criterios más específicos para cada situación en particular.
4 - 41
4 - 42
Fuente: Bazante, p 34.
Figura 4.7 Esquema de un terminal de autobuses
Formulaciรณn y Evaluaciรณn de Proyectos Viales y de Transporte
4– El tamaùo en los proyectos viales y de transporte
Figura 4.8 Esquema de un terminal de autobuses Fuente: Bazante, p 35.
4 - 43
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro 4.6 Capacidades tipos de diferentes vehículos de transporte público Tipo de Vehículo o tren
Minibús de recorrido corto
Capacidad típica a
Longitud,
Anchura,
m
M
Asientos
Pers. Paradas
Total
5,5 – 7,6
2,0 - 2,4
15 – 25
0 – 15
15 – 40
9,1
2,4
36
19
55
10,7
2,4
45
25
70
12,2
2,6
53
32
85
16,8
2,6
66
34
100
18,2
2,6
73
37
110
Tranvía
14,2
2,7
59
40 – 80
99- 139
Tren ligero
46,1
2,7
128
248 – 272
376 – 400
43,3
2,7
104
250 – 356
354 – 460
184,4
3,0
500
1.300 – 1.700
1.800 – 2.200
182,9
3,0
576
1.224 – 1.664
1.800 – 2.240
136,7
3,1
504
876 – 1.356
1.380 – 1.860
Autobús de transporte público
Autobús articulado
Tren rápido de transporte pùblico de pasajeros
Fuente HCM, página 656.
Cuadro 4.7 Capacidades típicas de sistemas de transporte público
Tecnología
Capacidad Referencia Sin Adelantamiento [Pas/hr]
Largo [m]
Capacidad Referencia Con Adelantantamiento [Pas/hr]
Cap.Min.
Frec. Max.
Cap. Max
Frec. Max
Cap. Max
10 a <12
1.400
120
10.200
180
15.300
12 a 15
2.000
120
13.200
180
19.800
Bus Doble Cabina ( 2 pisos)
12 a 13
1.600
120
12.000
180
18.000
Bus Articulado
16 a 18
2.600
120
18.600
180
27.900
Bus Bi-Articulado
24
3.800
80
17.600
120
26.400
Trolebús
11 a 13
1.400
120
10.800
N/A
N/A
Bus Convencional 1 piso
Trolebús Articulado
Vehículo Guiado Lateral
Vehículo Guiado por Riel
Tranvía y Tren Liviano
4 - 44
18
2.600
120
18.600
N/A
N/A
10 a <12
1.400
120
10.200
180
15.300
12 a 15
2.000
120
13.200
180
19.800
16 a 18
2.600
120
18.600
150
23.250
25
2.900
60
11.100
N/A
N/A
<25
2.600
60
11.080
N/A
N/A
25 a 36
3.200
60
15.360
N/A
N/A
>36
5.000
60
22.520
N/A
N/A
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
4.5.2 Capacidad y niveles de servicio10 4.5.2.1 Factores y variables Los cuatro factores básicos que determinan la máxima capacidad de pasajeros son: • El máximo número de vehículos por unidad de transporte público. • La capacidad de pasajeros de los vehículos de transporte público. • El tiempo correspondiente al espaciamiento mínimo entre los vehículos individuales. • El número de canales de movimiento o bahías de ascenso en paraderos.
Características de las paradas • • • • •
Espaciamiento (frecuencia) y duración. Proyecto. Altura de las plataformas. Número y longitud de las bahías de ascenso. Método de recolección y forma de pago de las tarifas. • Zonas comunes o separadas para el ascenso y descenso de pasajeros. • Accesibilidad del pasajero a las paradas. Características de operación
Las principales variables que influyen en los cuatro factores básicos y en las capacidades de los sistemas de transporte público son las indicadas a continuación:
• Operaciones interurbanas contra suburbanas en terminales. • Prácticas de ajuste de escalas y horarios. • Pérdidas de tiempo para obtener los intervalos programados o para relevo de chóferes. • Regularidad de las llegadas a una parada dada.
Características del vehículo
Características del tránsito de pasajeros
• Número permisible de vehículos por unidad de transporte público. • Dimensiones del vehículo. • Anchura del pasillo. • Configuración de asientos y capacidad. • Número, ubicación y anchura de las puertas. • Tipo de control para accionar las puertas. • Número y altura de los escalones. • Velocidad máxima. • Magnitud de la aceleración y desaceleración.
• Cantidad de equipaje o paquetes transportados por los pasajeros. • Procedimientos y tiempo requerido para el servicio de pasajeros. • Concentraciones y distribución de los pasajeros en las paradas principales. • Mezcla de los pasajeros que ascienden y descienden. • Factor de hora de máxima demanda. Características del tránsito en la vialidad
Características del derecho de vía
• Condición y configuración del pavimento, del sardinel y de la zona de la parada. • Número de carriles o vías. • Grado de separación con otro tipo de tránsito. • Proyecto de intersecciones. • Alineamientos vertical y horizontal.
• Volumen y naturaleza de otro tipo de tránsito en el derecho de vía compartido. • Tránsito transversal en las intersecciones a nivel. Métodos de control del intervalo vehicular • Automático o definido por el conductor. • Política de espaciamiento entre vehículos.
4 - 45
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
4.5.2.2 Cálculo de la capacidad de una línea de transporte
C
= duración del ciclo, s.
4.5.2.3 Niveles de servicio La capacidad de una línea de transporte público puede estimarse con las ecuaciones siguientes: Cv =
3 .600 R 3 .600 R = h D + tc
C p = n S Cv =
3.600 S R D + tc
En donde: Cv :
vehículos por hora por canal o bahías de ascenso (máximo); factor de reducción para compensar los efectos del tiempo de ascenso y descenso de pasajeros y las variaciones en la llegada (R aproximadamente 1 para trenes; R < 1, se recomienda 0,833, para buses para la capacidad máxima); intervalo de paso entre unidades sucesivas, s; tiempo de ascenso y/o descenso de pasajeros en una parada importante en estudio, s; tiempo de despeje entre vehículos sucesivos, s; personas por hora por canal o bahías de ascenso (valor máximo); vehículos por unidad ( n=1 para los buses; n=1 a 11 para los trenes); pasajeros por vehículo.
R:
h: D:
Tc:: Cp: n: S:
Si se consideran los efectos de reducción en la capacidad de los semáforos, la ecuación básica se transforma en la expresión siguiente: C p = n S Cv =
(g C )3.600 n S R ( g C ) D + tc
en donde: g
= tiempo de luz verde, s;
4 - 46
Para los sistemas de transporte público, el nivel de servicio incluye la valoración de factores como el confort, la velocidad, la confiabilidad, así como la incorporación al sistema de las principales zonas residenciales y de actividad laboral. Los horarios cómodos, la velocidad y el servicio frecuente, rápido y confiable contribuyen a mejorar el nivel de servicio. La velocidad es afectada por aspectos tales como el número de pasajeros que utilizan la línea, la frecuencia de paradas, los tiempos de ascenso y descenso de pasajeros, las interferencias de tránsito y el proyecto del derecho de vía. En el Cuadro 4.8, se presentan los niveles de servicio recomendados para los pasajeros y que son relacionados con el confort ofrecido. Los valores indicados corresponden a un autobús de 12,2 m de longitud, considerando 53 pasajeros por autobús y un área bruta de 31,6 m2 por vehículo; se basan en la operación de buses locales, donde se permiten pasajeros de pie en viajes cortos, a una velocidad relativamente baja. Para buses rápidos en autopistas y carriles exclusivos no se deberán permitir pasajeros parados, por lo tanto, sus itinerarios deberán estar en función del nivel de servicio B o C. En el Cuadro 4.9 se recomiendan los niveles de servicio para los vagones de los trenes urbanos. El nivel de servicio D, en el que se permiten hasta 2 personas por asiento y un área mínima de 0,46 m2 por persona, proporciona un equilibrio razonable entre la economía de operación y el confort del pasajero. Este criterio es congruente con la utilización de 0,50 m2 por persona, valor que representa una medida realista de la capacidad de pasajeros de las líneas rápidas de transporte público.
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
Cuadro 4.8 Niveles de servicio en sistemas de buses
Nivel de servicio en la hora de máxima
Número de pasajeros
m2 / pasajero
Pasajeros / asiento
(aprox.)
(aprox.)
demanda
A
0 a 26
1,22 o más
0,00 a 0,50
B
27 a 40
1,21 a 0,79
0,51 a 0,75
C
41 a 53
0,78 a 0,60
0,76 a 1,00
D
54 a 66
0,59 a 0,48
1,01 a 1,25
E (carga máxima programada)
67 a 80
0,47 a 0,40
1,26 a 1,50
F (carga de aglomeración)
81 a 85
< 0,40
1,51 a 1,60
Fuente: HCM
Cuadro 4.9 Niveles de servicio en sistemas de trenes urbanos
Nivel de servicio en la hora de máxima demanda
m2 / pasajero (aprox.)
Pasajeros / asiento (aprox.)
A
1,42 o más
0,00 a 0,65
B
1,41 a 0,93
0,66 a 1,00
C
0,92 a 0,62
1,00 a 1,50
D
0,61 a 0,46
1,51 a 2,00
E–1
0,45 a 0,37
2,01 a 2,50
E – 2 (carga máxima programada)
0,36 a 0,31
2,51 a 3,00
F (carga de aglomeración)
0,30 a 0,24 a
3,01 a 3,80
Fuente: HCM
4 - 47
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
un período determinado de tiempo, por lo general una hora. Es el inverso del intervalo. El nivel de servicio E corresponde al límite superior para efectos de programación y está ubicado normalmente entre un 65 y 75% de las cargas de aglomeración. El nivel de servicio F define las condiciones de capacidad de aglomeración, en las que los pasajeros están sujetos a una incomodidad irrazonable. Aunque este nivel representa la capacidad teórica ofrecida, ésta no puede ser sostenida en todos los vehículos durante un período dado, ya que excede el valor de la capacidad máxima y de la capacidad máxima “utilizada”. Por lo tanto, no se debe utilizar el nivel de servicio F en los cálculos de capacidad. 4.5.3 Diseño de la operación de una ruta11 Los elementos básicos para el diseño de la operación de una ruta de transporte público son: • • • • • • • • • • • • • • •
Intervalo, i Frecuencia, f Capacidad vehicular, Cv Volumen de pasajeros, p Sección de máxima demanda, SMD Volumen de diseño, P Capacidad de línea ofrecida, C Capacidad de línea máxima, Cmax Tiempo de recorrido, tr Velocidad de operación, Vo Tiempo de terminal, tt Tiempo de ciclo o vuelta, tc Velocidad comercial, Vc Tamaño del parque vehicular, Np Parámetros de eficiencia
Intervalo, i. Es el tiempo, por lo general en minutos, entre dos salidas sucesivas de vehículos de transporte público en una ruta. Frecuencia, f. Es el número de vehículos que pasan por un punto dado en la ruta, durante
4 - 48
f= 60/i f: frecuencia, en vehículos por hora i: intervalo, en minutos Capacidad vehicular, Cv. Es el número total de espacios en el vehículo. Es igual al número de asientos más los espacios de pie. Volumen de pasajeros, p. Es el número de usuarios que pasa por un punto durante un período determinado de tiempo, por lo general una hora. Sección de máxima demanda, SMD. Es el punto dentro de la ruta donde se presenta la máxima demanda de pasajeros a bordo de los vehículos. Es la base para establecer el volumen de diseño de la ruta. Volumen de diseño, P. Es el número de pasajeros que presenta la sección de máxima demanda de una ruta. Capacidad de línea ofrecida, C. Es el número total de espacios ofrecidos en un punto fijo de una ruta durante una hora. C = fCv C: capacidad de línea, en pasajeros / hora f: frecuencia, en vehículos /hora Cv: capacidad del vehículo, en pasajeros / vehículo Capacidad de línea máxima, Cmax. Es el número máximo de pasajeros por hora que una línea puede llevar con el intervalo mínimo posible. Cmax = fmax Cv = 60Cv/imin fmax: frecuencia máxima imin: intervalo mínimo Tiempo de recorrido, tr. Es el intervalo de
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
tiempo programado entre salida de un vehículo de un terminal y su llegada al terminal opuesto en la ruta, o al mismo terminal de partida. Por lo general se expresa en minutos. Velocidad de operación, Vo. Es la velocidad promedio de un vehículo de transporte, la cual incluye tiempo de detención en paraderos y demoras por motivo del tránsito.
i: intervalo, en minutos En la Figura 4.9 se presenta el polígono de carga típico que se presenta en una ruta de transporte público. Este se obtiene a través del estudio de ascensos y descensos o es el re-
Vo= 60L/tr Vo: velocidad de operación, en kilómetros / hora L: longitud de la ruta, en kilómetros tr: tiempo de recorrido, en minutos Tiempo de terminal, tt. Es el tiempo adicional que un vehículo espera en la terminal. Tiempo de ciclo o vuelta, tc. Es el tiempo total de viaje redondo para un vehículo de transporte. Es decir, el tiempo que tarda en pasar el mismo vehículo por un punto determinado. Si es el tiempo de ida y regreso entre terminales es el mismo:
sultado de un modelo de asignación de transporte público.
tc = 2(tr + tt) Velocidad comercial, Vc. Es la velocidad promedio que un vehículo de transporte mantiene para dar una vuelta. Vc = 120L/ tc Vc: velocidad comercial, en kilómetros por hora L: longitud ida o regreso, en kilómetros tc : tiempo de ciclo o vuelta, en minutos Tamaño del parque vehicular, Np. Es el número total de vehículos que operan en una ruta. El tamaño del parque vehicular es igual al número de vehículos requeridos para el servicio durante la hora de máxima demanda. Np = tc /i Np: tamaño del parque automotor, en número de vehículos tc : tiempo de ciclo o vuelta, en minutos
Figura 4.9 Polígono de carga de una ruta de transporte público
En el Cuadro 4.10 se presenta los resultados que se obtienen del dimensionamiento de un sistema de transporte público. Cada ruta se diseña a partir de las expresiones reseñadas anteriormente.
4 - 49
4 - 50
Longitud Ruta (km)
20.22 13.16 21.42 12.24 13.18 14.01 15.77 17.67 19.33 21.57 24.46 28.57 23.74 24.46 18.83 14.69 22.03 23.07 24.55 21.31 24.46 23.01
441.74
Ruta
1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 20 21 23 24 25 3 4 5 7 8 9
Total
680.106
25.27 23.036 26.775 21.418 23.064 17.512 27.59 30.917 33.825 26.959 42.796 50.001 41.552 30.575 32.957 18.367 27.535 40.368 42.967 37.287 30.576 28.758
Velocidad TiempoPromedio(K Paso (h) m/h)
39
48 34.3 48 34.3 34.3 48 34.3 34.3 34.3 48 34.3 34.3 34.3 48 34.3 48 48 34.3 34.3 34.3 48 48 0
3.2 13.7 5.1 7.4 4.2 11.1 10.9 6.3 13.2 20.8 4.3 10.5 16 11.7 20.4 7 13.3 9.4 2.7 17.8 34 19.9
Frecuencia Veh/h
0
18.5 4.4 11.8 8.1 14.4 5.4 5.5 9.6 4.5 2.9 13.9 5.7 3.8 5.1 2.9 8.5 4.5 6.4 22 3.4 1.8 3 176.7
8.09 5.27 8.57 4.9 5.27 5.6 6.31 7.07 7.73 8.63 9.78 11.43 9.5 9.78 7.53 5.88 8.81 9.23 9.82 8.52 9.78 9.2 84
0 6 0 3 2 0 5 3 8 0 3 9 12 0 12 0 0 7 2 12 0 0 60 1E+06
1 10086 0 29942 2 9740 0 16919 0 14027 3 21661 0 32862 0 23846 0 61077 10 53853 0 20658 0 82852 0 90634 6 31338 0 1E+05 2 8564 7 47708 0 62902 0 13853 0 98684 19 93931 10 39424
Inter- CoberPasaFlota Flota valo tura jerosB C (min) (Km2) Km
0
731.2 5919.6 1145.5 3189.6 1800.8 2502 4688.3 2698.5 5699.7 4701.3 1858 4546.2 6889.6 2637.4 8820.4 1586 3011.8 4073.3 1179.7 7697.1 7669.3 4497 6.41
7.61 3.77 5.28 4.02 5.42 4.7 4.5 5.48 6.24 6.51 6.52 13.12 5.7 5.08 6.37 4.04 8.9 7.75 7.66 7.05 7.84 5.2 1.5
1.62 1.28 1.32 1.39 1.29 1.38 1.05 1.39 1.65 1.86 1.63 1.52 1.43 1.53 1.58 1.14 1.72 1.61 1.55 1.63 1.67 1.63 5448.9
65.5 180.5 108.7 90.4 55 155.3 171.2 110.4 255.2 449.3 105.2 300.9 378.9 285.9 384.8 103.3 294 217.6 67.1 379.9 831.3 458.4
Distancia Maxima Densi-dad ConecMedia deman(Veh-Kmviaje tividad da h) (Km)
Cuadro 4.10 Ejemplo de dimensionamiento de un sistema de transporte público
152326
1325 7952 1844 4207 2587 4611 7297 4348 9794 8270 3168 6313 15890 6169 17586 2121 5358 8120 1808 14006 11973 7579
Pasajeros Movilizados
44.4
0.3 1.2 0.6 0.6 0.45 0.6 1.2 0.75 2.25 2.85 1.05 3.9 4.2 1.95 3.45 0.45 2.1 2.4 0.75 3.9 6.3 3.15
Costo Total (millones de pesos)
98.8
1 4.8 1.4 2.5 1.6 3.5 4.4 2.6 5.9 6.2 1.9 3.8 9.5 4.6 10.6 1.6 4 4.9 1.1 8.4 9 5.7
IngresoTotal (millones de pesos)
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
4– El tamaño en los proyectos viales y de transporte
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
TRANSPORTATION RESEARCH BOARD. Highway Capacity Manual, Tercera Edición. 1994. De la traducción al Español por la Asociación Técnica de Carreteras de España. 1995. p 3. RADELAT Guido. Charlas sobre capacidad vial. Universidad del Cauca, 1996. (Notas de clase). RADELAT Guido. Principios de Ingeniería de Tránsito. P.248. INSTITUTO NACIONAL DE VIAS—UNIVERSIDAD DEL CAUCA. Manual de Capacidad y Niveles de servico en carreteras de dos carriles. Universidad del Cauca. 1997. ARBOLEDA Vélez Carlos Alberto. Análisis de demanda y ubicación de centrales de carga. Universidad del Cauca. 1998. BAZANTE. Material Mimeógrafo. MUNICIPIO DE CALI. VERGARA Cesar. Estudio del Terminal Sur de Cali. 1996. Obra cit, p 123. BAZANTE, Obra cit, p. 26. TRANSPORTATION RESEARCH BOARD. Capítulo 12. MOLINERO Angel. SANCHEZ Ignacio. Transporte Público. Secretaria de Transporte y Vialidad del Departamento del Distrito Federal de M{exico. 1996.
4 - 51
5– Localización de proyectos viales y de transporte
5. LOCALIZACION DE PROYECTOS VIALES Y DE TRANSPORTE La localización llega a ser sin lugar a dudas el aspecto que más influye en el éxito de muchos proyectos. En el Capítulo se describe una breve síntesis de la teoría de la localización y de las etapas propias de un estudio de localización: la macrolocalización y la microlocalización. Se hace una presentación de la localización de proyectos viales y de transporte, entre ellos: la ubicación de una estación de peaje, el diseño de rutas de transporte público, la ubicación de una central de carga y de un corredor de transporte férreo. Por último, se incluye un ejemplo del análisis de ubicación de una central de carga.
5-1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
5.1 LA LOCALIZACION DE PROYECTOS
E
ste capítulo reviste una doble importancia:
• La localización es un factor básico en la formulación de un proyecto cualquiera, ya que para muchos proyectos la selección de la ubicación es un aspecto que esta altamente relacionado con el éxito del mismo, debido a la dificultad de su reubicación. Méndez Lozano1 cita una frase de Stuckeman, “... elegir el lugar para una planta es como elegir mujer, si bien es posible cambiar más tarde, la modificación podrá ser costosa y desagradable...”. • Uno de los aspectos básicos en el análisis de la localización tiene que ver con la facilidades de transporte, su disponibilidad y sus costos. En este sentido, es importante examinar las características de los diferentes modos de transporte, en relación con la ubicación de los proyectos. 5.1.1 Teorías de la localización2 5.1.1.1 Escuela Alemana Las teorías de ubicación tienen su origen en los trabajos que hizo en Alemania en 1820 Johann Heinrich von Thiunen. Reconoce que el hombre trata de resolver sus necesidades económicas en el entorno inmediato, reduciendo sus desplazamientos al mínimo. Se pregunta por qué los lotes de tierra, con las mismas características tenían diferentes usos. Concluyó que se explicaba por la distancia al mercado. En estas condiciones, emplea la variable única: distancia desde la granja hasta el pueblo
central de comercio. Si la actividad agrícola se pudiera concentrar, como la producción industrial, se situaría cerca del mercado y la distancia sería un coste insignificante en el precio del producto. Pero como la agricultura requiere grandes cantidades de superficie para cada granja es necesario que se sitúen a diferentes distancias. Por lo tanto, los productos se transportarán desde diferentes distancias, lo que provoca un aumento del coste para los productos más lejanos. Es decir, la renta de ubicación U, es igual al rendimiento (r) multiplicado por el precio (p) menos el coste (c), menos el rendimiento por la tasa de embarque (t) y la distancia(d).
U=r (p-c)- rtd En esta ecuación existe una sola variable, la renta, que depende de un solo factor que puede variar, la distancia; el resto de los parámetros varían para cada tipo de mercancías pero son constantes en todas partes para un mismo tipo de mercancía. El modelo explica los usos del suelo en la agricultura tradicional, como en el sistema europeo. En los alrededores inmediatos del pueblo se encontraban las huertas de frutas y hortalizas, las mejor regadas y abonadas, que se cultivaban de forma intensiva. Luego se situaban las tierras dedicadas a las leguminosas y los cultivos de regadío, más lejos estaba el cereal de secano, trigo y escanda, más allá los pastos y baldíos, y por último el bosque, que proporcionaba leña y caza*. Será el alemán Alfred Weber quien en 1909 desarrolle una teoría pura sobre la localización industrial en el espacio.
* Hoy en día los usos agrícolas tienen un fuerte comportamiento industrial. La agricultura sin tierra, los invernaderos y sobre todo las granjas se sitúan cerca de los mercados, como si fueran plantas industriales.
5-2
5– Localización de proyectos viales y de transporte
Para su teoría Weber supone un espacio isotrópico (con características similares en todas las direcciones), pero, con recursos localizados en un punto y con un mercado en otro punto. En general su teoría se aplica a la industria pesada, aunque puede aplicarse a la industria ligera. El factor fundamental del que trata la teoría es la distancia: de la planta de producción a los recursos y al mercado. Lo que se localiza es la planta de producción, que es el lugar de fabricación. También considera que los costes de producción son los mismos en todas partes. Con estos supuestos, lo ideal es que la planta se ubique en el lugar donde los costos de transporte estén minimizados. Weber representará su teoría en un triángulo, en el cual, dos vértices corresponden a los productos que necesita en su elaboración y otro vértice es el lugar de mercado. Lo normal es que, en la elaboración de cualquier bien, se necesite más de un producto. Incluso productos elaborados por otras empresas. Weber distingue entre: materiales puros que se venden tal y como se encuentran en la naturaleza, como los tomates; y los materiales brutos, que han sufrido algún tipo de elaboración y han perdido peso, como la madera para muebles. Según Weber la ubicación de una planta industrial está relacionada con cuatro factores fundamentales: • • • •
La distancia a los recursos naturales. La distancia al mercado. Los costos de la mano de obra. Las economías de aglomeración.
Weber no considera en su teoría las fuentes de energía, aunque pueden incluirse como materia prima, ya que es posible considerarlas como un costo más de producción, y tiene características muy similares a las materias primas. En la teoría se consideran dos tipos de mate-
riales de producción: los ubicuos, como el agua, la arena o cualquiera que pueda encontrarse en cualquier parte; y los recursos localizados, que sólo se encuentran en un determinado punto y son esenciales para la elaboración. Estos últimos son los que tendrán más peso en la localización de la planta, aunque existen regiones en las que, lo que Weber considera materiales ubicuos, no lo son tanto. En el primer supuesto Weber considera que los costos de producción son iguales en todas partes, por lo que sólo es posible una variación del precio unitario debido a los costos de transporte. La ubicación de la planta será allí donde los precios de transporte sean mínimos. Estos precios están en función de la pérdida de peso en el proceso de elaboración, de la fragilidad o del aumento del valor añadido. Weber elabora un índice de materiales, en el que se divide el peso de los recursos utilizados entre el peso del producto elaborado. El resultado indicará la dependencia de la planta para localizarse cerca de los recursos o cerca de los mercados. En los materiales puros el resultado es 1, en los materiales brutos serán mayor que 1; cuanto más alto sea el índice material más dependencia tendrá la planta de la localización de los recursos, ya que el producto elaborado pierde más peso, y por lo tanto cuesta más transportar la materia prima que el producto elaborado; cuanto más bajo sea el índice material más cerca del mercado se situará la planta. Weber consideraba como peso de ubicación al índice de materiales más uno (PU=IM+1). En este modelo no se tienen en cuenta ni la energía empleada ni el valor añadido del producto. En el segundo modelo Weber introduce cambios en función del costo de la mano de obra y de las economías de aglomeración. Estos factores pueden hacer que el costo de produc-
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
ción descienda en algún otro punto; y la planta tendería a instalarse allí donde producir le saliera más barato, siempre y cuando el ahorro en los costos de producción superen el aumento de los costos de transporte; a los que se ha de hacer frente, ya que la nueva localización no es el óptimo de reducción de los costes de transporte. El triángulo que Weber utilizó en el primer modelo aparece ahora rodeado de círculos concéntricos que representan el costo del transporte en una área, cada círculo se llama isodapán. Si situamos un punto en el que los costos de la mano de obra son menores que los costos del transporte, dentro del isodapán, la planta se ubicará en ese punto, pero si los costos de la mano de obra quedan fuera del isodapán la planta no se trasladará. El límite entre los costos de transporte y el ahorro en la fuerza de trabajo es el isodapán crítico. Weber también tuvo en cuenta el efecto de las economías de aglomeración. Por el hecho de estar situada en una región industrial, una planta puede beneficiarse de ahorros en cuestiones como el acceso a los mercados, a las vías de comunicación, a la mano de obra especializada, a los servicios comunes y a los proveedores. Sin embargo, estos ahorros pueden desencadenar una competencia por la tierra y dispararse el precio del suelo, anulando los posibles ahorros. Como ocurre en todos los modelos la teoría es más simple que la realidad, pero es muy útil para comprender muchos fenómenos de localización industrial. La crítica más grave que se le puede hacer a este modelo es que no tiene en cuenta ni los costos de extracción del recurso, ni las limitaciones y costos del almacenamiento; dos factores que pueden hacer subir mucho el precio unitario del producto. Tampoco tiene en cuenta que cuanto mayor sea el valor añadido a un producto menos depende del transporte para generar beneficios.
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Losch3 parte de un análisis opuesto al de Weber; para él lo más importante para la localización de la firma es el mayor cubrimiento de los consumidores potenciales, es decir, la maximización de la ganancia. A partir del lugar de producción, se conforman unas áreas de mercado (circulares) que dependen, tanto de la demanda por el producto, como de los costos de transporte, los cuales, añadidos a los costos de producción, determinan el precio de venta. Este precio aumenta con la distancia al lugar de producción. Mientras menores sean los costos de transporte, mayor es la probabilidad de vender los productos más lejos del lugar de producción y a precios accesibles para la población. 5.1.1.2 Escuela Norteamericana4 Así como la escuela alemana apeló a la geometría para construir sus modelos, algunos geógrafos estadounidenses recurrieron a la física para estudiar problemas como la jerarquía de tamaño de las ciudades y sus interacciones, encontrando regularidades empíricas muy interesantes. Así por ejemplo, Zipf estableció una ley que lleva su nombre para explicar la distribución del tamaño de las ciudades. También encontró una regularidad matemática, similar a la ley de la gravedad, que relaciona las interacciones entre ciudades, viajes, transporte de mercancías, etc; con el tamaño de sus poblaciones y la distancia entre ellas. En los años cincuenta y sesenta la academia norteamericana elaboró otras teorías como el multiplicador de base-exportación (Friedmann, 1966) y el potencial de mercado (Harris, 1954) que tienen como rasgo común el papel de la demanda en la determinación del nivel de la actividad económica, por tanto de ingreso, de la región, un claro énfasis Keynesiano. La primera de ellas prioriza la demanda externa, exportaciones, y la segunda, prioriza la demanda interna.
5– Localización de proyectos viales y de transporte
5.1.1.3 Las teorías económicas Son numerosas las teorías de la localización y del desarrollo económico. En el Capítulo 1 se ha presentado algunas de ellas, ante toda las planteadas por la CEPAL. Otras, más recientes, tratan de examinar el crecimiento con variables de orden regional, cultural. En el Cuadro 5.1 se presenta, a manera de resumen, un panorama de las teorías de la localización, tanto espaciales como económicas. 5.1.2 Estudio de la localización 5.1.2.1 Etapas típicas El estudio de localización5 comprende niveles progresivos de aproximación, que van desde una integración al medio nacional o regional (macrolocalización), hasta identificar una zona urbana o rural (microlocalización), para finalmente determinar un sitio preciso. En este proceso se van identificando varias alternativas de ubicación, que cumplen parcialmente con los objetivos del proyecto. Al final, utilizando una técnica de evaluación apropiada se selecciona la que en mejor medida se acomode a las particularidades específicas. Es importante hacer notar que si bien metodológicamente se han establecido los análisis de demanda, el tamaño y la localización como actividades secuenciales, es conveniente ubicarlas dentro de un triángulo, cada una en uno de sus vértices. El nivel de demanda exigirá un tamaño del proyecto, la su vez, a localización influye en la demanda y así sucesivamente. Por ello, en proyectos reales, muchas veces se aborda un estudio preliminar de la ubicación, antes de examinar otros asuntos. Miranda6 formula la siguiente recomendación para atender este círculo vicioso: Por esta razón es aconsejable lograr lo más
pronto posible una visión global del proyecto, que permita conocer, así sea en forma preliminar, los diferentes aspectos y adelantar algunos supuestos básicos sobre su comportamiento. Si, en principio, establecemos como resultado de algún estudio preliminar el comportamiento del mercado (exportación, consumo nacional, consumo regional o local); si conocemos qué insumos se necesitan y dónde están ubicados y si, además, tenemos una buena información sobre la geografía sectorial o local, podemos identificar opciones alternas de ubicación que cumplan ciertos requisitos mínimos. 5.1.2.2 Fuerzas locacionales Las variables que se relacionan en los modelos teóricos, ante todo en los modelos de Weber, se conocen como los determinantes o fuerzas locacionales, que se agrupan en tres grupos: • Los costos de transporte tanto de insumos como de productos. • La disponibilidad de insumos y sus condiciones de precio. • Otros factores, tales como: ⇒ ⇒ ⇒
⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Existencia de mano de obra calificada. Condiciones de orden fiscal y tributario. Existencia suficiente y adecuada de infraestructura (vías,energía, comunicaciones, educación, salud, etc.) Políticas de desarrollo urbano o rural. Condiciones generales de vida. Condiciones meteriológicas : (temperatura, humedad, etc.) Precio de la tierra. Condiciones ambientales.
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Cuadro 5.1 Resumen de las teorías de la localización Teoría/Autores
Factores determinantes
1. TEORÍA ESPACIAL a. Escuela Alemana: Von Thunen
• Valor y calidad de la tierra • Transporte
b. Multiplicador de Base-Exportación: Friedman Potencial de Mercado: Harris
• Demanda externa e interna
c. Ciencia Regional: Isard
• Modelo general
2. TEORÍAS DE CRECIMIENTO ECONÓMICO a. Centro-Periferia: Friedman, Frank, CEPAL
• Desarrollo asimétrico y desigual
b. Causación Circular y Acumulativa: Myrdal, Kaldor
• Retroalimentación de la expansión del mercado
c. Polos de Crecimiento: Perroux, Boudeville
• Interdependencias del tipo inputoutput en torno a una industria líder
d. Etapas de Crecimiento: Clark, Fisher, Rostow
• Dinámica intersectorial interna
e. Teorías de Crecimiento Endógeno: Romer, Lucas
• Capital físico y conocimiento, con rendimientos crecientes a escala y competencia imperfecta
f. Acumulación Flexible: Piore Sabel, Scott, Storper, Lipietz, Benco y los regulacionistas italianos y franceses
• Las economías flexibles, las pymes, el capital social y la innovación
g. La Nueva Geografía Económica: Krugman, Fujita, Venables, Henderson, Quah
• Efectos de aglomeración a la Marshall, con rendimientos crecientes a escala
h.
• Relaciones sociales territoriales
Geografía Socio-Económica e Industrial: Martín y los teóricos del post-fordismo
i. Crecimiento y convergencia
j. Geografía Física y Natural: Sachs, Gallup, Mellinger
• La convergencia neoclásica puede desvirtuarse a causa de los efectos acumulativos de aglomeración en los territorios más ricos • Entorno físico
Fuente:Moncayo Jiménez Edgard.Modelos de desarrollo regional: Teorías y factores determinantes. P 25.
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5.2 ANALISIS DE CORREDORES DE RUTA EN PROYECTOS VIALES El diseño de una vía7 se inicia con el reconocimiento o establecimiento de los corredores favorables que conecten los extremos del proyecto y unan puntos de paso obligado intermedios. Con la ayuda de imágenes de satélite, fotografías aéreas o cartografía existente, bien sea procedente de restituciones aerofotogramétricas o de topografía terrestre, se trazan las mejores rutas posibles a lo largo de la región o área afectada, teniendo en cuenta los factores externos más destacados, como las características geológicas, geotécnicas del terreno y ambientales del entorno, la climatología y el desarrollo urbanístico. Es imprescindible el recorrido visual in situ de las diferentes soluciones alternativas para su mejor evaluación. Respetando al máximo las condiciones externas, en esta primera etapa del diseño primarán los criterios económicos vinculados a los alargamientos de las soluciones y el costo de las obras de explanación, de arte (puentes, viaductos, muros) y túneles, quedando el resto de los objetivos supeditados en gran medida al perfeccionamiento de la solución definitiva. Seleccionado el corredor más favorable se inicia propiamente la fase de diseño geométrico para darle la forma física a la carretera más apropiada o adaptada a todos los requisitos intentando satisfacer al máximo los distintos objetivos del diseño. En casi todos los diseños se realizan dos análisis bidimensionales complementarios del mismo eje, prescindiendo en cada caso de una de las tres dimensiones. Así, si no se toma en cuenta la dimensión vertical (cota), resulta el alineamiento en planta, que es la proyección del eje de la vía sobre un plano horizontal.
La forma del alineamiento en planta es percibida por el conductor fundamentalmente como una sucesión continua y cambiante de rumbos o acimuts a lo largo del camino recorrido. Las formas geométricas planas (o alineaciones) que se utilizan para la definición del trazado en planta responden a modelos polinómicos, pudiendo ser rectas, curvas circulares o curvas de transición entre rectas y círculos, o entre distintas curvaturas del mismo sentido. Habitualmente los alineamientos se establecen de tal forma que se garantice, además de la continuidad de acimuts, la continuidad absoluta de curvaturas, obteniendo así una variación gradual de las fuerzas transversales que afectan la comodidad de los usuarios y la seguridad de los vehículos. Se requiere por tanto el uso de las curvas de transición. Si no se toma en cuenta más que la dimensión horizontal (la proyección del eje del camino recorrido, definido ya el alineamiento en planta del mismo) y, junto con ella, se considera la cota, resultará el alineamiento vertical o perfil longitudinal, que es percibido por el conductor como una sucesión de rasantes a lo largo del camino recorrido. Las formas geométricas planas que se utilizan para la definición del perfil longitudinal responden también a modelos polinómicos, pudiendo ser rectas de pendiente uniforme y empalmes verticales parabólicos que enlacen rasantes contiguas. Esta simplificación (alineamiento en planta / alineamiento vertical / sección transversal) resulta bastante práctica, incluso en los elementos del trazado que presentan un carácter bidimensional (intersecciones a nivel) o tridimensional (intersecciones a distinto nivel); dónde su aplicación adecuada permita también buenos resultados en el análisis. Sin embargo, no se debe olvidar que se trata de un modelo, y que si se quiere evitar la aparición de efectos no deseados, relacionados especialmente con la perspectiva apreciable por el conductor, el diseñador debe conseguir una coordinación adecuada entre el alineamiento en planta y el alineamiento vertical, de
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forma que queden satisfechas las exigencias correspondientes a los objetivos o criterios del diseño. Las actividades típicas que se adelantan para definir las alternativas de ruta son: Estudio sobre cartografía existente. Sobre cartas Geográficas a escalas de 1:50000 a 1:100000 se forma una idea general sobre el área de estudio: topografía, hidrografía, usos del suelo, ubicación de poblaciones. Esta información se complementa con mapas geológicos donde se ubican fallas geológicas, capas de formación de los suelos. Se fijan puntos obligados principales y secundarios y se divide la ruta en tramos y subtramos. Fijando pendientes de control se trazan las diferentes rutas. Cada ruta se define por sus puntos de control y los nombres de tramos y subtramos, longitudes, rumbos, desniveles, etc. Reconocimientos.8 Una vez se disponga de un conjunto de rutas se inicia las labores de reconocimiento del terreno, que pueden ser aéreos, terrestres o una combinación de ambos. Normalmente se realizan dos o tres reconocimientos, cada uno de ellos va proporcionando información más detallada. En ellos se van dejando puntos de control para el posterior reconocimiento y trabajo de campo. El primer reconocimiento, siempre que sea posible, se debe efectuar en un avión, a baja velocidad y lo realizan un especialista en geotecnia y geología, en localización y en planeación. Cada uno de ellos van verificando las condiciones iniciales y descartando rutas, que por efecto de la geología, recorridos largos, la hacen no apropiada. Un resultado importante de este reconocimiento es logar delimitar el área de interés, para lograr posteriormente fotografías aéreas o señales satelitales en una escala mayor.
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El segundo reconocimiento se realiza una vez se hayan ajustado las rutas seleccionadas, su propósito es verificar las condiciones generales y ubicar puntos de control terrestre. El tercer reconocimiento, terrestre, se realiza por un grupo de ingenieros de trazado, topógrafos y expertos en hidráulica y en evaluación ambiental. Se hace recorriendo las líneas antepreliminares. La elección de la mejor rutas entre varias posibles es un problema de cuya solución depende el futuro de la carretera. Al comparar las ventajas que ofrezcan las rutas posibles, es preciso realizar un análisis económico beneficio — costo y utilizar una mitología multicriterio apropiada.
5.3 ANALISIS DE LA UBICACIÓN EN ALGUNOS PROYECTOS DE TRANSPORTE 5.3.1 Análisis de ubicación de una estación de peaje La ubicación de una estación de cobro de peaje es un ejemplo que ilustra adecuadamente las etapas en el estudio de su localización y la influencia que ella tiene en los ingresos y rentabilidad misma del proyecto. 5.3.1.1 Marco legal Por tratarse de infraestructura pública, el cobro de peaje esta sujeto a la normatividad que se expida en cada país. En Colombia, la ley marco del transporte es la Ley 105 de 1993, en su artículo 12, expresa que se entiende por infraestructura del transporte a cargo de la Nación, aquella de su propiedad que cumple la función básica de integración de las principales zonas de producción y de consumo del país, y de este con los demás países. Esta infraestructura está constitui-
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da por entre otras, las carreteras con dirección predominantemente sur- norte, denominadas Troncales, que inician sus recorridos en las fronteras internacionales y terminan en los puertos del Atlántico o en fronteras internacionales. Además, establece que los recursos para la construcción y conservación de la infraestructura de transporte se pueden allegar de varias fuentes, entre ellas el cobro de peaje. Esto se expresa en9: ARTICULO 21. Para la construcción y conservación de la infraestructura de transporte a cargo de la Nación, ésta contará con los recursos que se apropien en el presupuesto nacional y además cobrará el uso de las obras de infraestructura de transporte a los usuarios, buscando garantizar su adecuado mantenimiento, operación y desarrollo. Para estos efectos, la nación establecerá peajes, tarifas y tasas sobre el uso de la infraestructura nacional de transporte y los recursos provenientes de su cobro se usarán exclusivamente para ese modo de transporte. Todos los servicios que la Nación o sus entidades descentralizadas presten a los usuarios accesoriamente a la utilización de la infraestructura nacional de transporte, estarán sujetos al cobro de tasas o tarifas. Para la fijación y cobro de tasas, tarifas y peajes, se observarán los siguientes principios: • Los ingresos provenientes de la utilización de la infraestructura de transporte, deberán garantizar su adecuado mantenimiento, operación y desarrollo. • Deberá cobrarse a todos los usuarios, con ex-
cepción de las motocicletas y bicicletas. • El valor de las tasas o tarifas será determinada por la autoridad competente; su recaudo estará a cargo de las entidades públicas o privadas, responsables de la prestación del servicio. • Las tasas de peajes serán diferenciales, es decir, se fijarán en proporción a las distancias recorridas, las características vehiculares y sus respectivos costos de operación. Para la determinación del valor del peaje* y de las tasas de valorización, en las vías nacionales, se tendrá en cuenta un criterio de equidad fiscal. PARAGRAFO: La Nación podrá en caso de necesidad y previo concepto del Ministerio de Transporte, apropiar recursos del presupuesto Nacional para el mantenimiento, operación y desarrollo de la infraestructura de transporte. ARTICULO 22. En la asignación de los recursos del Instituto Nacional de Vías, recaudados por peajes, como mínimo será invertido el 50% para construcción, rehabilitación y conservación de vías, en el respectivo departamento donde se recaude y el excedente en la respectiva zona de influencia. 5.3.1.2 Macrolocalización Los factores o variables que se deben atender en la selección macro son: Por Funcionamiento de la Red La ubicación macro de la estación de peaje debe iniciarse con un análisis de las distancias entre peajes, lo cual determina un área de influencia. Si el proyecto es de concesión, esta área esta dada por el tramo de respon-
* El nivel de tarifas que se cobre en las estaciones de peaje puede ser un aspecto de mucho interés cuando el usuario dispone de varias rutas alternas, y deberá ser considerado en la determinación de la demanda del proyecto. Al respecto, el Instituto Mexicano del Transporte ha realizado una interesante investigación, que puede ser consultada en su Publicación No 28. Propone una metodología que incluye un modelo de selección modal tipo Logit.
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sabilidad del concesionario. Si bien no hay un estudio técnico profundo sobre la distancia entre estaciones de peaje, en Colombia, normalmente se recomienda que sea de unos 70 a 80 kilómetros. Si este fuera el único factor a considerar, la determinación del sitio más conveniente sería una tarea trivial. Pero inmediatamente, aparece que la ubicación debe maximizar los ingresos con principios de equidad. En palabras más sencillas, es que se debe tratar de efectuar el cobro al tránsito de largo recorrido, y en lo posible, no afectar al tránsito local de cortos recorridos. Además, se debe examinar que no se presente posibilidades de evasión del cobro, por rutas alternas. Por Intensidad del Tráfico. La ubicación de la estación de peaje debe ser tal que capture el mayor número de vehículos, ante todo, los vehículos pesados y el tránsito de largo plazo. Para poder cuantificar adecuadamente estos flujos, se deberá aplicar un estudio de origen y destino en el área de influencia del proyecto. Una vez conocida la matriz de origen y destino se deberá clasificar los flujos en dos categorías: • Flujos de corto recorrido. • Flujos de largo recorrido. Al disponer de varias alternativas de ubicación, se deberá cuantificar el volumen de tránsito que pasará por cada sitio. El más conveniente, según este criterio, es aquel que maximice los ingresos. El análisis de vuelve más complejo, si existen tramos alternos, con peaje o sin peaje. Para esta situación se debe calibra un modelo de selección de ruta tipo Logit, tema ya
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reseñado en el Capítulo 3. Por efectos Sociales En algunas ocasiones, y por tratar de minimizar la evasión, se afecta fuertemente tránsito local, de corto recorrido. Una manera de aliviar esta situación es establecer tarifas especiales para estos usuarios. En Colombia, dada la situación de inseguridad en algunas áreas, las estaciones de peaje son sitios de alta vulnerabilidad e inseguridad y muchas comunidades presentan una alta resistencia que en sus localidades se ubiquen las casetas. 5.3.2.3 Microlocalización Identificado el sector más conveniente para ubicar la estación de peaje, se da paso al análisis del emplazamiento definitivo. Para su selección se utilizan otros criterios más específicos: • La caseta se debe emplazar en un tramo recto, con una adecuada visibilidad, con pendientes moderadas y zona aledaña conveniente.. • Se debe disponer de áreas aledañas a la vía para construir el número de puntos de cobro que la demanda exija. Así como el área administrativa, de equipos automáticos y de albergue para la fuerza pública. Se deben efectuar contactos iniciales para hacer las indagaciones sobre el costo de la tierra.. • • Se debe disponer de servicios públicos: agua, luz, teléfono, etc. Identificado el emplazamiento de la estación de peaje, se procederá a las labores de diseño detallado, que normalmente se inicia con un levantamiento de precisión del sector, diseño arquitectónico, diseño estructural y presupuestos.
5– Localización de proyectos viales y de transporte
5.3.2 Diseño de rutas de transporte público
• Rutas tangenciales
El diseño de rutas de transporte público, es un interesante ejemplo de cómo participan en forma conjunto los diferentes aspectos del proyecto: demanda, oferta (tamaño) y localización.
• Rutas circulares
• La demanda esta expresada por una matriz de origen y destino para el área de estudio. Para efectos de simplificar los análisis se asume una demanda fija. • La oferta esta representada por el tipo de vehículo de transporte que se asigne a la ruta, su frecuencia y la velocidad comercial. • La localización se refiere al itinerario detallado del recorrido de los vehículos. Es claro que dependiendo de la demanda potencial, el operador del sistema estimará un tipo de vehículo apropiado, con su respectiva frecuencia y velocidades. Se diseñan alternativas de ruta, siguiendo algunos de los esquemas típicos de rutas, y con estas dos variables, se determinará la captura de pasajeros, expresadas en un polígono de cargas. Si el operador, modifica el tipo de vehículo o las frecuencias, manteniendo fijo el trazado de la ruta, se lleva una sorpresa al observar que la forma y magnitud del polígono de carga cambia. Estos cambios son debidos a los niveles de servicio, de la forma como lo aprecian los usuarios: tiempos de espera en terminal, comodidad dentro del vehículo, tiempos de viaje, tiempos de conexión, etc. 5.3.2.1 Tipos de rutas Molinero y Sánchez10 agrupan los diferentes tipos de ruta, en cinco tipos fundamentales: • Rutas radiales • Rutas diametrales
• Rutas con lazo Rutas radiales. Son muy comunes en ciudades pequeñas y medias, en las cuales la mayoría de los viajes está canalizado a un centro de actividades o sector histórico. En ciudades con más de 300.00 habitantes este tipo de rutas resulta ineficiente porque concentra los movimientos e ignora las necesidades que se presentan entre otras zonas urbanas. Rutas diametrales. Cuando una ciudad crece y se desarrolla, lo típico es conectar dos rutas radiales que pasan por el centro de actividades o sector histórico para conformar una ruta que conecta dos extremos de la ciudad. Hay que tener cuidado porque exista un balance en la demanda en ambos extremos de la ruta. De lo contrario, se dificulta la operación y la asignación de la oferta, con un probable desbalance en la relación oferta – demanda. Se debe procurar que la longitud de la ruta no ocasione demoras y cargas desbalanceadas. Rutas tangenciales. Son aquellas que pasan por un lado del centro de actividades o centro histórico del área urbana de una ciudad. No se recomiendan en las ciudades grandes por la baja demanda que presentan. Rutas circulares. Sirven de rutas conectoras con las radiales, permiten una mejor distribución de los usuarios y una mejor utilización del parque vehicular. Su existencia elimina la necesidad de terminales pero genera la desventaja, desde el punto de vista operativo, de no poder recuperar tiempos perdidos. Rutas con lazo. Tiene una configuración radial con un lazo en uno de sus extremos, lo que conlleva a contar con una sola terminal. Se requiere contar con una coordinación para lograr un mismo intervalo en la porción que conforma el lazo.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
La Figura 5.1 muestra en forma esquemática los trazados de las rutas fundamentales, en la parte inferior se indica, en forma el comportamiento de la demanda, o polígono de carga, para las rutas radiales, diametrales y circulares. Las rutas de transporte público colectivo convergen en una sola línea o ruta troncal, sobretodo a medida que se está aproximando al centro de actividades o centro histórico. Lo anterior da lugar a la existencia de dos tipos de rutas: ramales y alimentadoras. Los ramales se integran al tramo troncal sin la necesidad de efectuar transbordos. Las alimentadoras permiten cubrir un área y transportar al usuario a un punto donde transborda para hacer uso de un medio de transporte de igual o mayor capacidad. 5.3.2.2 Trazado de las rutas El trazado en detalle de las rutas, dependerá de: • Identificación de sitios de alta concentración de pasajeros. • Disposición de la malla vial o del sistema de transporte en estudio. • Restricciones en la regulación: sentidos de circulación, tipos de vías, restricciones de paso, etc. Normalmente se utiliza un software especializado para llevar a cabo estas tareas. La Universidad del Cauca y la Empresa Ingeniería de Consulta Ltda. han desarrollado un programa de planeación del transporte público, denominado RUTASWIN, de uso libre y que puede ser adquirido en la página Web de la Universidad. RUTASWIN permite trazar las rutas de transporte público y examinar su operación, en conjunto, con las demás rutas del sistema.
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En la Figura 5.2 se presenta el trazo de una ruta y su correspondiente polígono de carga. Al cambiar el trazado de la ruta, el polígono de carga puede presentar una estructura diferente. 5.3.3 Centrales de carga Luego de tener una serie de alternativas de ubicación definidas al igual que una completa descripción de cada una de ellas, es necesario realizar una evaluación con el fin de escoger el emplazamiento definitivo. La evaluación definitiva se hará sujeta al método de metas y objetivos, matriz de Saaty, con el siguiente procedimiento: • Definir criterios o parámetros • Ponderar los criterios. • Calificar cada alternativa de luz de cumplimiento de cada • Seleccionar el sitio más ubicar el proyecto.
de evaluación. ubicación a la criterio. favorable para
5.3.3.1 Criterios para la selección Para realizar la evaluación se deben definir una serie de factores o criterios de evaluación, que se convierten en los referentes para determinar la ubicación más favorable. La ubicación de la central de carga debe estar enmarcada en el Plan de Ordenamiento Territorial, con una compatibilidad con los usos del suelo, en un lote apropiado con disponibilidad de servicios públicos, que fácilmente se integre a los sistemas de transporte regionales y nacionales, a unos costos razonables y que goce de la aceptación de la comunidad. Cada uno de estos criterios se deben expresar como metas y objetivos, así:
5– Localización de proyectos viales y de transporte
Figura 5.1 Tipos de rutas Fuente:Ingeniería de Consulta Ltda.
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Figura 5.2 Programa especializado para el trazado de rutas de transporte público Fuente: Universidad del Cauca—Ingeniería de Consulta Ltda., Programa RutasWin.
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
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5– Localización de proyectos viales y de transporte
• Que sea acorde con la planeación de la ciudad ⇒
Costo de adecuación
⇒
Costo de infraestructura
⇒
Impuestos y contribuciones por obras proyectadas
⇒
Alternativas de uso
Aspectos socioeconómicos -
⇒
⇒
Zonificación Densidad poblacional Estrato social Ocupación de la población
Compatibilidad con planes de desarrollo urbano
• Que permita una integración funcional ⇒
Distancias e integración con sistemas modales
⇒
Distancia e integración con complejos receptores y generadores de carga
⇒
Relación con los flujos de carga
⇒
Red vial existente
• Que minimice costos del proyecto y riesgos naturales
⇒
Red vial proyectada
⇒
⇒
Estructuras de acceso existentes y proyectadas
⇒
Uso de la red vial urbana
⇒
Facilidades de transporte
⇒
Ubicación física - Segmentación y/o aislamiento de vecindarios - Estructura del tránsito local - Impacto estético y urbano - Impacto ambiental
Caracteristicas del terreno -
⇒
Limitantes físicas y ambientales -
⇒
Area Area de expansión Forma Fraccionamiento de la propiedad Situación jurídica Utilización actual
Barreras físicas Problemas geológicos Posibilidad de inundaciones Barreras ambientales Topografía Capacidad portante del terreno
Costo del terreno
• Que sea un lugar aceptado por los usuarios ⇒
Opinión de la industria y el comercio
⇒
Opinión de las empresas transportadoras
⇒
Opinión de almacenes de depósito
⇒
Opinión de las autoridades del tránsito y transporte
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
5.3.4 Corredores férreos ⇒
Opinión de los conductores y ayudantes
⇒
Opinión de los agentes de aduana
⇒
Otras opiniones
5.3.3.2 Ponderación de criterios Cuando se tiene gran variedad de criterios de evaluación, es importante conocer que "peso" posee cada uno de ellos; es decir, generar un orden jerárquico que permita establecer qué criterios son los más significativos para el proceso de la toma de decisiones. Para establecer esta jerarquía se recomienda la aplicación de una técnica participativa, como la reseñada matriz de Saaty. En el ejemplo 5.1 se desarrolla esta técnica para el caso seleccionar la mejor alternativa de ubicación de una central de carga, pero esa metodología puede hacerse extensiva para estudiar la localización de una terminal de autobuses, una central de abastos, una estación de cabecera del sistema de transporte masivo, etc. 5.3.3.3 Calificación de alternativas Cada alternativa es sometida al examen riguroso de los factores seleccionados, en la calificación se trata de medir el grado de satisfacción que cada alternativa tiene sobre ese criterio, se asigna una calificación de 1 a 5 y se calcula la calificación ponderada, en función del peso del criterio, obteniendo una calificación final de la alternativa, aquella que presente la calificación más alta, representará la alternativa a recomendar..
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En Colombia, la reestructuración del sistema de ferrocarriles, proceso que se inicia en la década de los noventa, a llevado a que se emprendan unos estudios preliminares de nuevos corredores férreos. Esta búsqueda ha dejado en evidencia la falta de una experiencia nacional, la mayoría de los ingenieros colombianos expertos en el tema o ya no están o están retirados, y toda esa valiosa experiencia se ha perdido. En términos generales, la selección de rutas posibles sigue las mismas etapas que las reseñadas para corredores viales, lo que cambia son las especificaciones y exigencias del trazo. Togno11 señala que la ruta ideal, de un corredor férreo, se acerca (en lo físico) a vía en tangente y en lo económico a la que genere máximo tonelaje con recorridos a gran distancia. El ferrocarril es menos elástico que la carretera, se deben controlar las pendientes máximas; en líneas troncales la pendiente no debe exceder el 1.5%, en cortas líneas industriales no se debe exceder el 3.5%. La tendencia moderna12 demanda trenes de largo recorrido con tonelaje máximo y constante y por ello cada ruta precisa definir su pendiente gobernadora o limitativa del tonelaje del tren tipo de carga, así como reducir al mínimo, los tramos de ayuda donde puede usarse pendiente doble o triple de la gobernadora. 5.3.4.1 Dinámica de trenes13 Las vías férreas deben proyectarse basándose en el previsible comportamiento de los trenes de carga y pasajeros. Puede invocarse cierta similitud entre el buen diseño de un tobogán de alguna feria, con una vía férrea en terreno ondulado, aplicando aisladamente la máxima potencia disponible más la asistencia gratuita de la energías cinética en los descensos, y ello dentro de las normas de seguridad.
5– Localización de proyectos viales y de transporte
Atendiendo a la formulación matemática se puede llegar a demostrar que un carro suelto de peso W que descienda un desnivel de 20 metros (hasta el fondo de un columpio), podría subir esa misma altura, al igualarse sus energías ( la cinética y de rotación con la potencial). Sin embargo, se deben eliminar las resistencias al rodamiento: fricción, aire, pendiente y curvatura, La Figura 5.3 presenta un diagrama que permite establecer para una configuración de un tren y una velocidad en km/h, la pendiente ascendente que puede vencer. Observe como pasar de 15 carros a 45 carros reduce la pendiente del 3% al 1%.
tomar algunos puntos de control. Todo esto se puede complementar con fotografías aéreas y señales satelitales. 5.3.4.3 Selección de ruta Para cada ruta estudiada se procede a calcular los costos, capacidad de carga, mantenimiento, etc. Y utilizando una metodología multicriterio apropiada se selecciona la mejor ruta. El ejemplo 5.1 podría ser una guía preliminar para atender este problema, los criterios de evaluación deben ser seleccionados con pertinencia.
5.3.4.2 Identificación de rutas Se denomina trazo natural 14el que logra la pendiente del proyecto siguiendo al terreno en la dirección general de la ruta; trazos forzados son los artificios usados para lograr desarrollo adicional y poder vencer un determinado desnivel, cuando no se puede llevar con trazo natural. Los elementos de diseño de una línea férrea son similares a los del diseño de una carretera, sin embargo: • La adopción de la pendiente, es un problema técnico y económico de mucha envergadura en un proyecto de ferrocarril. • Las especificaciones son más generosas en el trazo férreo Sobre cartografía a escala 1:25000 a 1:100000 y curvas de nivel cada 25 metros, se inicia el trazado de la línea de pendiente, utilizando el compás o un programa de diseño. Se define una línea antepreliminar, base de la definición de la ruta, y se proyecta la planta y el perfil, de cada una de las rutas identificadas. Si se tiene la oportunidad se hacen reconocimientos aéreos. Al tener definida cada ruta se envía una comisión al terreno a recorrerla y
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Formulaciรณn y Evaluaciรณn de Proyectos Viales y de Transporte
Figura 5.3 Pendientes y velocidades el trenes Fuente: Togno.
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5– Localización de proyectos viales y de transporte
Ejemplo. 5.1 Selección de la ubicación de una central de carga* (Método de metas y objetivos — Saaty). Cuadro E.1 Metas y objetivos identificados El problema trata de seleccionar la mejor ubien una central de carga cación de una central de carga, de ocho alterQ UE SE A AC OR DE C O N L A PL ANE ACIÓN DE L A nativas identificadas. Se supone que todas las CIUDAD alternativas han sido adecuadamente descri1. Aspectos s oc io-ec onóm ic os tas y que todos los que participan del grupo • Zonific ación • D ensidad poblac ional evaluador las conocen a profundidad. El método consiste en plantear una serie de metas u objetivos, expresados en términos de requerimientos funcionales del proyecto, que sirven de base para la evaluación, y que se deben priorizar mediante aplicación del procedimiento que se explica más adelante. Después de la priorización se procede a la evaluación de las distintas alternativas de localización y a su ordenamiento preferencial. La explicación del método se presentará por pasos Primer paso. Establecimiento de las metas. La definición de las metas que se persiguen con una adecuada localización del proyecto o negocio es el primer paso en el análisis de calificación de metas u objetivos. Estas metas son los criterios generales para medir y evaluar las distintas opciones de localización. Se deben incluir todos los factores pertinentes que puedan influir la decisión. El reconocimiento de metas múltiples representa en sí mismo un avance hacia la toma de la decisión. Puede decirse, por ejemplo, que en el caso de una Central de Carga existen cuatro metas básicas que se persiguen con la selección de un lugar determinado para su ubicación. Se considera que la mejor localización es aquella que satisfaga en mayor medida dichas metas. En el Cuadro E.1 se relacionan las metas con sus aspectos o criterios correspondientes.
• Estrato s ocial • Ocupación de la poblac ión 2. C om patibilidad c on planes de des arrollo urbano 3. C om patibilidad c on la estructura urbana • S egm entación y/o aislam iento. • Estructura del tránsito loc al • Impacto estétic o y urbano • Impacto am biental Q UE M INIM ICE CO STOS DEL PR OY ECT O Y RIESG OS NAT UR ALE S 1. C aracterístic as del terreno • Área • Área de expans ión • Form a • Fraccionamiento de la propiedad • Situación jurídic a • Utilizac ión ac tual 2. Limitantes físic as y am bientales • B arreras físic as • Problem as geológic os • P osibilidades de inundaciones • B arreras am bientales • Topografía • C apac idad portante del terreno 3. C osto del terreno 4. C osto de adecuación 5. C osto de infraestructura 6. Im pues tos y c ontribuciones por obras proyectadas 7. Alternativas de us o Q UE PERM ITA UNA INT EG R ACIÓN FUNC IO NAL 1. Distanc ias e integrac ión c on sistem as m odales 2. C on otros generadores de c arga. 3. R elac ión c on los flujos de c arga 4. R ed vial existente 5. R ed vial proyectada 6. Estructuras de acc es o exis tentes y proyec tadas 7. Uso de la red vial urbana 8. F acilidades de transporte Q UE SE A UN L UG AR ACE PTADO POR LO S US UARIOS 1. O pinión de la industria y el c om ercio 2. O pinión de las em pres as trans portadoras 3. O pinión de alm ac enes de depósito 4. O pinión de las autoridades de tráns ito y transporte 5. O pinión de los c onductores y ayudantes 6. O pinión de los agentes de aduana 7.
Otras opiniones
* Este problema ha sido analizado en varios momentos. Los ingenieros Oscar Salcedo Yusti y Carlos A. Arboleda Vélez lo desarrollan en su trabajo de investigación “Factibilidad de Centrales de Carga”. Posteriormente, el ingeniero Germán Arboleda le introduce algunas modificaciones.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Siempre, en cada situación en estudio, las metas y sus aspectos o criterios deben ser el resultado de una reflexión profunda por parte de un grupo multidisciplinario, conocedor en detalle de todo lo que se persigue con el proyecto o negocio. Segundo paso. Explicación detallada del contenido de cada una de las metas y de cada uno de los aspectos o criterios relacionados con ellas. Se debe proporcionar una explicación de cada una de las metas, suficiente para que las personas involucradas en el análisis comprendan con precisión su significado y alcance. Algo similar se debe hacer con los criterios asociados con cada una de las metas. Es conveniente anotar que, normalmente, las descripciones que se hacen de las metas y criterios son muy breves, por lo que en las jornadas de calificación de metas y criterios, tercero y cuarto pasos, se debe proporcionar ilustración a los puntos que demanden los miembros del comité calificador. A manera de ejemplo, para el caso de la ubicación de una Central de Carga, se presenta la explicación de las metas ‘Que sea acorde con la planeación de la ciudad’ y ‘Que permita una integración funcional’, junto con la de sus correspondientes criterios. Que sea acorde con la planeación de la ciudad Es indudable que el crecimiento y desarrollo histórico que ha tenido una ciudad obedece a una serie de factores, entre los cuales prevalecen las condiciones económicas por las que ha atravesado la región y el país a que pertenece. Esto, en el caso que compete, se ha reflejado en la estructura espacial urbana, que obedece a una serie de tendencias de variables tales como el uso del suelo, características poblacionales, fuentes de empleo y demanda de bienes y servicios, entre otras.
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Cuando se elabora un plan de desarrollo para una ciudad, se pretende ordenar el crecimiento de ésta, al igual que mejorar las condiciones de vida de sus habitantes, objetivos que sólo podrán ser alcanzados si se logra comprender la evolución histórica que ha tenido la ciudad; es decir, si se logran descifrar las diversas y complejas interrelaciones de todas las variables que han influido en la formación de la estructura espacial urbana. Por lo tanto, la ubicación de cualquier proyecto debe estar de acuerdo con la planeación que exista en la ciudad, pues ella es un producto donde sus insumos reflejan tanto las diversas condiciones económicas que se han presentado, como la idiosincrasia de sus pobladores. Aspectos socioeconómicos. Se pretende que el proyecto no esté de espaldas a los aspectos económicos y sociales prevalecientes en la región. Zonificación. Serán deseables aquellos sitios cuyo uso del suelo sea compatible con las actividades que se desarrollan en una central de carga; es decir, industrial, comercial de tipo industrial, bodegaje y agrícola industrial, preferiblemente; totalmente indeseables los usos residencial, institucional y recreacional. Densidad poblacional. Se preferirán aquellos sitios con menor densidad. Estrato social. A medida que sube el estrato social, se incrementa igualmente la oposición al proyecto y posiblemente será mayor el impacto urbano Ocupación de la población. Aquellos sitios donde un alto porcentaje de la población está empleada en trabajos afines con el transporte, serán más atractivos. Que permita una integración funcional Para que la central de carga cumpla en forma eficiente los objetivos para los cuales sea
5– Localización de proyectos viales y de transporte
creada, es necesario que su ubicación favorezca el desarrollo, en forma ordenada, del proceso de producción, transporte, distribución y consumo de las mercancías, al igual que todas las actividades relacionadas con dicho proceso. En otras palabras, la ubicación debe ser capaz de responder a las exigencias y variaciones que presente el mercado, sin que se creen traumatismos en el desarrollo normal del proceso Es necesario, por lo tanto, que la opción en estudio ofrezca la posibilidad de que exista una adecuada integración, entre la central y los servicios que ella ofrece, con el medio exterior, lo cual depende de los modos de transporte, del movimiento de carga y de la infraestructura vial, principalmente. Distancia e integración con sistemas modales. Se debe analizar la forma como está integrada cada opción con los diferentes modos de transporte; es decir, distancia a principales carreteras, a la red férrea, a ductos y a puertos, si existe transporte marítimo o fluvial. Será mejor aquella alternativa que ofrezca la posibilidad de integrar diferentes modos de transporte. Distancia e integración con complejos generadores y atractores de carga. Con anterioridad se han localizado, en la ciudad y su zona de influencia, los principales centros donde se produce, se recibe o se tramita carga; es importante la relación espacial entre la central de carga y dichos centros; de ella depende mucho la eficiencia del proceso de distribución de mercancías. Relación con los flujos de carga. Es de importancia tener en cuenta la integración entre cada opción y los corredores de carga previamente determinados con el estudio de transporte; aquella propuesta que esté totalmente desconectada de dichos corredores, con seguridad, va a presentar serios problemas de funcionalidad.
Red vial existente. La mejor condición será aquella en la que el sitio seleccionado tenga acceso directo e inmediato a las vías intermunicipales, regionales y nacionales, y que éstas sean suficientes para atender la demanda vehicular y que su diseño estructural permita soportar el peso del número de vehículos adicionales. Red vial proyectada. Debe evaluarse el efecto que tendrán sobre el proyecto las mejoras previstas a la red existente y las futuras vías a construir. Estructuras de acceso existentes o proyectadas. Las condiciones más favorables para el proyecto son aquellas en las que es posible la integración directa de los flujos que se generan en la central de carga con la red vial existente y proyectada, sin necesidad de construir costosas obras para permitir tal relación. Uso de la red vial urbana. Restringir al máximo el paso de los vehículos pesados por la red vial urbana, es uno de los propósitos al seleccionar un lugar para el emplazamiento de la central de carga, debido a los serios inconvenientes que ésto ocasiona. Facilidades de transporte. La central de carga será un sitio donde permanecerá y donde acudirá un gran número de personas, razón por la cual las facilidades de transporte que existan para llegar a ella, tienen una alta incidencia en su funcionalidad. Tercer paso. Jerarquización de las metas. Consiste en dar un ‘peso’ a cada una de las metas, con el fin de identificar cuáles son las más significativas en el proceso de toma de decisiones. Para establecer la jerarquización se puede utilizar la técnica propuesta por el investigador holandés Saaty y que simplemente se conoce como la matriz de Saaty. Para que en la jerarquización de metas sean considerados todos los matices posibles, se aconseja constituir un grupo calificador de me-
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
tas que sea interdisciplinario, integrado por personas que conozcan en detalle las características del proyecto o negocio. Se sugiere que el grupo esté constituido por un máximo de diez personas. Para explicar la técnica se toman como ejemplos los cuatro objetivos básicos que se persiguen con la selección del sitio para la ubicación de una central de carga: ‘que sea acorde con la planeación de la ciudad’, ‘que minimice costos del proyecto y riesgos naturales’, ‘que permita una integración funcional’ y ‘que sea del gusto de los usuarios’. Se debe determinar el orden y grado de importancia de cada una de ellas.
riesgos naturales’; cada miembro del grupo interdisciplinario deberá elegir el grado de diferencia del objetivo que considera más importante; así se recogen las calificaciones de todos, por ejemplo: 5, 6, 9, 7, 6, 6, 9, 7, 7, 6 (suponiendo que diez son los participantes) se eliminan la menor y la mayor (5 y 9) y los restantes se promedian, obteniéndose, en este caso, el valor promedio 6. Para efectos de poder continuar con el ejemplo, se puede suponer que los resultados de Cuadro E.2 Calificación de objetivos por parejas Pareja
Hay bastante diferencia entre las dos metas
9
Hay mucha diferencia entre las dos metas
7
Hay algo de diferencia entre las dos metas
5
Hay poca diferencia entre las dos metas
3
No hay diferencia entre las dos metas
1
1. Planeación
Aspecto más importante
Costos y riesgos
Costos y riesgos 2. Planeación
Entre los objetivos ‘que sea acorde con la planeación de la ciudad’ y ‘que minimice los costos del proyecto y riesgos naturales’, ¿existe diferencia en cuanto a su importancia? ¿Sí o no?.
3. Planeación
Funcionalidad
5 - 22
Usuarios
6
9, 4, 7, 7, 8,
7
6, 5, 7, 4, 6,
6
7, 6, 7, 9, 6 Funcionalidad
4, 2, 2, 3, 4,
2
2, 2, 3, 2 ,1 Costos y riesgos
Usuarios 6.Funcionalidad
Si la respuesta unánime es afirmativa, se pregunta ¿cuál aspecto es más importante?, se abre la discusión y el grupo calificador debe escoger por unanimidad. Supóngase que se dice “que minimice los costos del proyecto y
Planeación
Funcionalidad 5.Costos y riesgos
5, 6, 9, 7, 6,
4, 7, 6, 8, 9
Usuarios 4. Costos y riesgos
Promedi o
6, 9, 7, 7, 6
Funcionalidad
Para el efecto se hacen comparaciones por parejas de metas, las cuales se valoran mediante aplicación de la siguiente escala: Supóngase que se compararan las metas ‘que sea acorde con la planeación de la ciudad’ y ‘que minimice los costos del proyecto y riesgos naturales’. Lo que se pregunta a cada participante es:
Calificaciones
8, 7, 7, 6, 8,
7
7, 6, 5, 7, 7 Funcionalidad
9, 9, 9, 9, 9,
9
9, 9, 9, 9, 9
las comparaciones por parejas son las que se muestran en el Cuadro E.2.
5– Localización de proyectos viales y de transporte
con usuarios Los promedios de las comparaciones se deben anotar en el arreglo matricial de Saaty, que se muestra en el Cuadro E.3, el cual se llena con la siguiente regla: cuando la columna es más importante que la fila se coloca en la celda de cruce el inverso del promedio, en caso contrario el número entero (promedio). Se recomienda que el proceso siempre sea el de analizar en el sentido columna a fila; es decir, cada criterio listado en columna se compara con cada uno de los criterios listados en fila. Así por ejemplo:
Costos y riesgos con planeación con funcionalidad con usuarios Funcionalidad con planeación con costos y riesgos con usuarios Usuarios con planeación con costos y riesgos con funcionalidad
Planeación La diagonal de la matriz se forma con unos, tal como se puede apreciar en el Cuadro E.3
con costos y riesgos con funcionalidad
Cuadro E.3 Ponderación de criterios — Matriz de Saaty Criterios
Planeación
Costos y riesgos
Funcionalidad
Usuarios
Planeación
1
1/6
1/7
6
Costos y riesgos
6
1
1/2
7
Funcionalidad
7
2
1
9
1/6
1/7
1/9
1
Sumatoria
14,167
3,310
1,754
23,000
1/Sumatoria
0,071
0,302
0,570
0,043
Jerarquía
(3)
(2)
(1)
(4)
Porcentaje (%)
7,2
30,6
57,8
4,4
Usuarios
5 - 23
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Para calcular el porcentaje (%) o ‘peso’ se di0.071 0.071 (0.071+ 0.302+ 0.57 + 0.043)
=
0.986
= 0.072 = 7.2%
vide cada valor del renglón (1/Sumatoria) entre la suma de los valores de dicho renglón. Así: Meta
Peso
Que sea acorde con la planeación de la ciudad
7,2 %
Que minimice costos del proyecto y riesgos naturales
30,6 %
Que permita una integración funcional
57,8 %
Que sea un lugar aceptado por los usuarios
4,4 % 100 %
En resumen, la aplicación de la técnica de la matriz de Saaty arroja los siguientes resultados: Cuarto paso. Jerarquización de los criterios asociados con cada una de las metas. Criterios relacionados con la meta ‘Que permita una integración funcional’
Peso
Distancia e integración con sistemas modales
12 %
Distancia e integración con generadores y receptores de carga
20 %
Relación con los flujos de carga
22 %
Red vial existente
18 %
Red vial proyectada
9%
Estructuras de acceso existentes y proyectadas
5%
Uso de la red vial urbana
10 %
Facilidades de transporte
4%
5 - 24
Al igual que en el paso anterior, mediante la técnica de la matriz de Saaty se asigna un ‘peso’ a cada uno de los criterios relacionados con cada una de las metas. Como resultado se obtiene algo similar a lo siguiente: Quinto paso. Calificación de opciones, en relación con los criterios. Esta labor debe ser realizada por el grupo multidisciplinario que estudia el proyecto. ConNo responde a las exigencias del criterio
0,0
Responde muy mal
0,2
Responde parcialmente
0,4
Responde aceptablemente
0,6
Responde adecuadamente
0,8
Responde de una manera favorable
1,0
siste en proponer que cada participante analice cada una de las opciones de localización, en relación con cada uno de los criterios asociados con las distintas metas, y asigne un valor de cero a uno (0 a 1) dependiendo de si la opción: Cada participante le coloca al criterio, para la opción en consideración, el valor que crea más adecuado y luego se calcula el valor promedio. Por ejemplo, si son diez participantes y están analizando la opción A1 en relación con la distancia e integración con sistemas modales, se hace la siguiente pregunta, sabiendo que la mejor opción es la que ofrezca la posibilidad de integrar diferentes modos de transporte: ¿cómo responde la opción A1 al criterio de permitir la integración con diferentes sistemas modales? Las respuestas pueden dar lugar a las siguientes calificaciones: 0,4; 0,4; 0,95; 0,4; 0,3; 0,4; 0,5; 0,3; 0,4; 0,4; se calcula el promedio, igual a 0,4, valor que se emplea para ponderar la opción en relación con dicho criterio. Sexto paso. Cálculo de la calificación correspondiente a cada opción, en relación con cada una de las metas.
5– Localización de proyectos viales y de transporte
Como resultado de la ejecución del paso anterior, para cada opción, y en relación con cada una de las metas, se obtiene algo similar a lo siguiente:
Valor porcentual de la meta: es el peso asignado a cada una de las metas, como producto de la realización del tercer paso, jerarquización de las metas.
Alternativa A1 Meta: ‘Que permita una integración funcional’ Criterio
Distancia e integración con sistemas modales
Valor asignado
0,40
Distancia e integración con generadores y receptores de carga
0,80
Relación con los flujos de carga
0,75
Red vial existente
0,50
Red vial proyectada
0,30
Estructuras de acceso existentes y proyectadas
0,40
Uso de la red vial urbana
0,90
Facilidades de transporte
0,85
Corresponde ahora obtener la calificación de cada alternativa en relación con las distintas metas. Para el efecto, se propone elaborar el formato que muestra el Cuadro E.4. Para ilustrar la forma como se debe llenar, se presenta un ejemplo, donde se hace el análisis para la meta 3, ‘que permita una integración funcional’. Las casillas que forman al cuadro son:
Valor porcentual: son los porcentajes calculados por el grupo interdisciplinario en el proceso de jerarquización de criterios (cuarto paso). Porcentaje ponderado: se determina multiplicando cada valor de la columna anterior por el valor porcentual de la meta a la cual pertenece el criterio en estudio. Valor asignado: es el promedio de las calificaciones de 0 a 1 dadas por cada uno de los participantes. Es el resultado del quinto paso. Calificación: es el resultado de multiplicar, para cada criterio, el porcentaje ponderado por el valor asignado. El resultado final, que aparece en el Cuadro E.4, indica que de 57,8 puntos posibles la opción A1 obtuvo 36,65, que sumados con el puntaje que obtenga de las otras tres metas u objetivos, dará la puntuación total de esta opción. Después de calcular la calificación de cada opción, en relación con cada una de las metas u objetivos, es recomendable elaborar un cuadro resumen. Para ello se propone el esquema del Cuadro E.5. La información del Cuadro E.5 permite concluir que existen dos opciones, la A3 y la A6, que, según la evaluación realizada, resultan ser los dos mejores sitios para la ubicación de la central de carga.
5 - 25
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro E.4 Evaluación de alternativas de ubicación Alternativa A.1 — Meta: que permita una integración funcional : Ponderador de la meta: 57.8% Aspectos
o criterios
Valor porcentual
Porcentaje ponderado
Valor asignado
Calificación
con
0,12
0,0694
40
2,77
Distancia e integración con generadores y receptores de carga
0,20
0,1156
80
9,25
Relación con
0,22
0,1272
75
9,54
Distancia e integración sistemas modales
los flujos de
carga
Red vial
existente
0,18
0,1040
50
5,20
Red vial
proyectada
0,09
0,0520
30
1,56
0,05
0,0289
40
1,16
0,10
0,0578
90
5,20
0,04
0,0231
85
1,97
1,00
0,510
Estructura de acceso proyectadas Uso de la
red vial
Facilidades
existentes y
urbana
de transporte
Suma
36,65
Cuadro E.5 Evaluación de alternativas de ubicación
Opción
Acorde con la planeación (7,2%)
Minimizar costos y riesgos (30,2%)
Integración funcional (57,8%)
Opinión de los usuarios (4,4%)
Total
A1
2,1
20,4
36,65
1,2
60,35
A2
3,4
29,7
44,70
1,6
79,40
A3
5,2
30,1
53,90
2,4
91,60
A4
4,1
17,2
23,40
1,8
46,50
A5
2,0
9,4
31,10
3,1
45,60
A6
5,0
24,8
50,30
3,0
88,40
A7
4,8
23,4
37,00
2,4
67,60
A8
3,9
29,4
36,20
0,9
70,40
A9
4,9
30,1
27,45
2,0
64,45
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5– Localización de proyectos viales y de transporte
BIBLIOGRAFIA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. .
MENDEZ LOZANO Rafael Armando. Formulación y evaluación reproyectos. p 117. Información contenida en la WEB, sin autor reconocido. Se efectuó una adaptación para adicionarla al documento. LATORRE Emilio. Transporte y Crecimiento regional en Colombia. p 31. MONCAYO Jiménez Edgard. Modelos de desarrollo regional: teorías y factores determinantes. CEPAL. 2002. p 3. MIRANDA Miranda Juan José. Gestión de proyectos. p 132. Ibid, p 133. INSTITUTO NACIONAL DE VIAS DE COLOMBIA. Manual de Diseño Geométrico. 1996.. SECRETARIA DE ASENTAMIENTOS HUMANOS Y OBRAS PUBLICAS, MEXICO. Manual de Proyecto Geométrico de Carrteras. 1977. p 54. CONGRESO DE LA REPUBLICA DE COLOMBIA. Ley 105 de 1993. MOLINERO Molinero Angel. Sánchez Arellano Ignacio. Transporte Público: Planeación, diseño, operación y administración. Secretaria de Transportes y Vialidad del Departamento del Distrito Federal. 1996. p 210. TOGNO M Francisco. Ferrocarriles. Representaciones y servicios de ingeniería. 1982. p 177 Ibid, p 177. Ibid, Capítulo 4. Ibd, p 178.
5 - 27
6– La Ingeniería de los Proyectos
6. LA INGENIERIA DE LOS PROYECTOS Los aspectos técnicos de los proyectos se reúnen en la llamada ingeniería del proyecto. La ingeniería ha concebido unos métodos bastante ingeniosos para hacer realidad muchas de las invenciones que nos dan hoy un cierto bienestar, pero de todos ellos, el más extendido es el del ensayo y error. En el capítulo se hace una breve presentación de los principales aspectos relacionados con proyectos viales y de transporte: geología, topografía, geotecnia vial, hidráulica, hidrología, diseño geométrico, etc.
6-1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
6.1 INTRODUCCION 6.1.1 Consideraciones generales
E
n la formulación de los proyectos todos los aspectos técnicos son estudiados en la denominada ingeniería de los proyectos. Los aspectos o disciplinas de la ingeniería que se deben describir están en función del tipo de proyecto que se trate. En los proyectos la ingeniería cubre:
• Lo relacionado con los equipos y su montaje, ingeniería electromecánica, electrónica y automática industrial. • Con el diseño de los procesos, ingeniería química, de sistemas y de control. • El manejo de la planta y su disposición, ingeniería industrial. • Con las obras civiles y suministro de servicios, ingeniería civil, etc. • Con la adopción de procesos limpios y de conservación del medio ambiente, ingeniería ambiental. Méndez Lozano1 hace una precisión sobre los elementos principales en el análisis de ingeniería: • Determinación de la información básica para los diseños. • Desarrollo de las especificaciones del producto y/o servicio, subproductos, materias primas e insumos • Selección y descripción del proceso productivo. • Determinación del programa de producción .o prestación de servicios. • Selección y descripción de la maquinaria y equipos. • Determinación del personal necesario para la operación del proyecto. • Distribución en planta en función del proceso de producción o de prestación de servicios. • Determinación de fuentes contaminantes del proceso y recomendaciones para atenuar los
6-2
impactos ambientales. • Planeamiento y diseño de obras civiles. • Cronograma de desarrollo de las actividades de ingeniería. 6.1.2 Ingeniería civil2 La Ingeniería Civil es la rama de la ciencia que se ocupa del manejo y control de fuerzas, procesos y materiales con el fin de proveer la infraestructura indispensable a los medios de producción. Para ello lleva a cabo la concepción, diseño, construcción, operación y mantenimiento de las obras correspondientes y además tiene una relación esencial en los procesos de prevención, manejo y recuperación ante los desastres generales. La Ingeniería Civil por su escala de trabajo tiene su mayor campo de acción es la obra (en términos ingenieriles) y en el terreno donde se implanta. Trabaja con materiales terminados o con materiales naturales que son modelados físicamente mediante planteamientos matemáticos, mediciones y ensayos de campo y laboratorio. Este modelaje debe ser confrontado con la realidad con el fin de suministrar la información para obras similares y servir de apoyo para el progreso de la profesión. A continuación se pueden precisar algunos campos de acción para la realización de obras civiles: • • • • • • • • • • •
Agua (ríos). Cultivos y pastos. Combustibles y materiales (Pozos y minas). Almacenamiento (Bodegas, tanques, silos, Embalses, Bibliotecas, etc.) Energía (Transmisión y generación). Plantas Industriales Recreación (Parques, estadios, etc.). Transportes de fluidos (Acueductos, gasoductos, oleoductos, etc.). Transporte (Vías terrestres, Vías acuáticas, Vías aéreas). Comunicación (Redes telefónicas, antenas, etc.). Habitación (Casas, edificios, etc.).
6– La Ingeniería de los Proyectos
• Control y aprovechamiento de recursos hídricos. • Manejo de cuencas hidrográficas. • Manejo de aguas subterráneas. • Adecuación de tierras. • Centrales hidroeléctricas. La Ingeniería Civil puede dividirse en las siguientes especialidades: • • • • • • •
Ingeniería Ambiental. Ingeniería Sanitaria. Ingeniería Estructural. Ingeniería Geotécnica. Ingeniería Hidráulica. Ingeniería de Vías y Transporte. Ingeniería de Construcción.
6.2 METODO DE LA INGENIERIA El método de la ingeniería civil se debe enmarcar desde la perspectiva de gestión de proyectos, que cubre las etapas de preinversión, inversión y operación. En cada etapa o fase de desarrollo del proyecto se dispone de una técnica o técnicas complementarias que serán descritas en las siguientes líneas. Fase de Preinversión: A lo largo de esta fase se utilizan variadas técnicas que cubren: • Técnicas de planeación y preparación de proyectos. • Modelación físico – matemática. • Principios heurísticos. • Experimentación, pruebas y ensayos de laboratorio. • Modelos físicos ( en proyectos de gran envergadura). En conjunto, todas estas técnicas propenden por la búsqueda de soluciones apropiadas y la selección y dimensionamiento de obras civiles requeridas. Es importante resaltar de todas estas técnicas las relacionadas con la modelación físico –
matemática, cuerpo central de desarrollo teórico de la ingeniería. En algunas aplicaciones se requieren sofisticadas técnicas matemáticas, en otras se plantean modelos de simulación. En la mayoría de las situaciones de aplicación se utilizan programas de computador como herramienta de análisis. Fase de Inversión: En esta fase el énfasis mayor se centra en la construcción de las obras; es por ello, que el componente de tecnología es el más importante. Cubre entonces, la adopción de equipos y métodos constructivos, el aseguramiento de calidad, el control de rendimientos y la instrumentación de las obras. El método en estos casos va más dirigido a la experimentación. Fase de operación: En esta fase se utilizan, en forma complementaria, los métodos descritos en las dos fases anteriores.
6.3 ASPECTOS TECNICOS A CONSIDERAR En la formulación de los aspectos técnicos relacionados con los proyectos viales y de transporte, las disciplinas que se deben contemplar se pueden clasificar en la siguientes categorías: Básicas. Son aquellas ciencias básicas, que proporcionan antecedentes o técnicas que permiten estructurar el proyecto con unos cimientos científicos. Entre las más importantes se tienen: • • • • • • •
Geología. Topografía. Mecánica de los fluidos. Hidrología. Mecánica de los sólidos. Mecánica de suelos. Ingeniería de materiales.
Aplicadas. Corresponden a disciplinas con propósitos más hacia la práctica. Recoge, además de principios científicos, la experien-
6-3
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
cia y la utilización de técnicas empíricas. Entre ellas se tienen: • • • • • • •
Geotecnia vial. Diseño geométrico. Hidráulica y drenaje. Pavimentos. Diseño de estructuras. Ingeniería de tránsito. Tecnologías de construcción.
Un proyecto de transporte es un elemento aglutinador de las diferentes disciplinas de la ingeniería civil. Tratar de describir todos los aspectos relacionados con estas disciplinas, esta por fuera del propósito de éste trabajo. Se hace una breve síntesis de los principales aspectos que considera las principales disciplinas y una reseña de las técnicas más utilizadas.
6.4 GEOLOGIA3
En consecuencia las rocas están desarmadas es decir trituradas en fragmentos de rocas y minerales y/o están disueltas por reactivos químicos. Las componentes disueltas como iones, moléculas y complejos químicos son transportadas en solución y se depositan en un lugar de condiciones ambientales, que favorecen su precipitación y que por consiguiente difieren de las condiciones causantes de su solución. Las componentes disueltas pueden precipitarse formando minerales distintos con respecto a aquellos, de que se derivan. Cuando se depositan primeramente forman sedimentos blandos como la arena, un lodo de minerales arcillosos o un lodo de caliza. Por hundimiento, compactación y cementación los sedimentos se convierten en rocas sedimentarias sólidas. Cuando el hundimiento continúa, las rocas se calientan convertirse nuevamente en magma.
6.4.1 El ciclo de las rocas Aproximadamente 200 años atrás James Hutton propuso el ciclo geológico considerando las relaciones entre la superficie terrestre y el interior de la Tierra como un proceso cíclico. El esquema del ciclo geológico ilustra la interacción entre sedimentación, hundimiento, deformación, magmatismo, levantamiento y meteorización. Los magmas, de que se derivan las rocas magmáticas - como las rocas plutónicas, volcánicas y rocas subvolcánicas - se forman en el manto superior y en la corteza terrestre profunda. . Cuando el magma sube hacia la superficie terrestre se enfría repentinamente resultando en rocas volcánicas. Por levantamiento las rocas plutónicas también pueden llegar a la superficie terrestre. En la superficie terrestre todas las rocas están expuestas a los procesos de meteorización y erosión.
6-4
6.4.2 Mapas geológicos e información de interés 6.4.2.1 Mapas geológicos La manera más usual de presentar la información geológica de una región es a través de los denominados mapas o cartas geológicas. Si bien no esta bien definido que tipo de información debe estar representada en los mapas, usualmente para interés de los proyectos de ingeniería la información sobre la geología estructural es la más importante. Los mapas geológicos deben contener: • Una base topográfica comparable a la de ejecución de diseños. • Informaciones sobre infraestructura (caminos, ferrocarriles), ríos, pueblos y curvas de nivel con cotas. • Información básica sobre la geología estructural del área.
6– La Ingeniería de los Proyectos
• Descripción geológica del área del proyecto: tipos de rocas, zonas homogéneas, rasgos estructurales (pliegues, fallas). • Límites de estratos, pliegues, fallas y manantiales. • Identificación de fuentes de materiales y posibles usos. • Identificación de grandes masas de suelo con movimientos o desplazamientos.
6.4.2.3 Pliegues Plegamiento es un producto de una deformación plástica, es decir una deformación sin fracturamiento o rompimiento. Las fuerzas provocan una deformación plástica no reversible.
6.4.2.2 Estratigrafía
Esto tipo de deformación ocurre en algunas tipos rocas principalmente apoyado por un aumento de la temperatura.
La distancia entre el límite inferior de una capa (piso) y el límite superior (techo) se llama espesor real.
En la naturaleza se conocen un sin numero de tipos de pliegues. Los dimensiones pueden ser en milímetros hasta kilómetros.
Sí la capa está cortada aparece un espesor aparente. El espesor aparente es siempre igual o mayor como el espesor real..
6.5 TOPOGRAFIA
Por fuerzas tectónicas los estratos en algunos sectores muestran una inclinación. Los estratos normalmente representan desde abajo hacia arriba una cronología temporal. En algunas ocasiones los estratos son verticales. 6.4.2.3 Fallas Fallas son roturas en las rocas a lo largo de la cual ha tenido lugar movimiento. Este movimiento se llama desplazamiento. Origen de este movimientos son fuerzas tectónicas en la corteza terrestre, las cuales provocan roturas en la litosfera. Las fuerzas tectónicas tienen su origen principalmente en el movimiento de los continentes. Las fallas tectónicas se puede clasificar por su orientación y simetría. La gran mayoría de las fallas son verticales. El desplazamiento puede ser vertical, horizontal o oblicuo. Normalmente se trata de desplazamientos verticales o horizontales.
6.5.1 Partes de la topografía Tradicionalmente4 se define la topografía conjunto de métodos e instrumentos necesarios para representar el terreno con todos sus detalles naturales o artificiales. La topografía es una disciplina básica de la ingeniería, y es fundamental para el diseño, localización y construcción de obras civiles. Por razones de orden pedagógico y de su práctica profesional se divide en planimetría y altimetría. La primera trata de la proyección en un plano horizontal, dónde se llevan a cabo todas las relaciones de ubicación. En la altimetría, se introduce la tercera dimensión, las cotas. Si bien, ambas partes se trabajan a parte, el resultado final es el plano topográfico, en que se representan las tres dimensiones, con la ayuda de las curvas de nivel. El desarrollo de los equipos de medición electrónicos y el desarrollo de programas de computador han facilitado las labores de cálculo y preparación de planos.
6-5
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
6.5.2 Modelos digitales de terreno 6.5.2.1 Concepto de modelo de terreno El propósito de la topografía es representar lo mejor posible las características de un terreno. Para ello, se deben tomar la información de las coordenadas y cota de puntos seleccionados adecuadamente. Este conjunto de puntos, que inicialmente proporcionan una información discreta, puede ser utilizado para producir un modelo del terreno con información sobre cualquier punto del mismo. Si se observa con cuidado un plano topográfico típico, con la planta y las curvas de nivel, que en esencia representan un modelo del terreno, el observador puede estimar la cota de un punto cualquiera, independiente que ese punto haya sido tomado en el campo o no. Es decir, el modelo permite inferir información del terreno. El grado de precisión de esa información dependen directamente de la forma en que se llevó a cabo el muestreo del terreno real. En otras palabras, la topografía tradicional ha trabajado con modelos de terreno. Ahora, si en un terreno cualquiera colocamos una malla de alambre deformable, y que esta adopte su forma, y la retiramos, obtendríamos un modelo del terreno. Como no es posible, obtener información de todos los puntos, se deben seleccionar algunos de ellos y efectuar mediciones. En los levantamientos tradicionales el procedimiento para seleccionar consiste en utilizar una retícula con celdas rectangulares, todas de igual tamaño. Al trabajar de esta forma, es posible que algunos cambios importantes en la forma del terreno no queden representados. ´ Las técnicas más recientes buscan tomar información de puntos que representen cambios en las condiciones del terreno. Es como se
6-6
dispusiera de una malla de alambre con celdas irregulares, y las celdas no son rectangulares sino triangulares. A partir de esta información se obtiene el modelo del terreno. Para llevar a cabo estos procesos se recomienda utilizar una estación total y un programa de computador que contenga algoritmos matemáticos que permitan efectuar los cálculos. A este modelo de terreno, se le denomina Modelos Digitales de Terreno, MDT. 6.5.2.2 Procedimientos para obtener los MDT El problema se podría plantear en términos de que disponiendo de información de un conjunto finito de puntos, coordenadas norte, este y cota, se obtenga el modelo digital de terreno que los represente. El símil de la malla de alambre nos puede guiar en la definición de los pasos o etapas que se deben dar hasta obtener el modelo. • Al tender la malla los puntos deben estar debidamente ordenados, por ello el primer paso es ordenar los puntos en el plano cartesiano , ( abscisas: este; ordenadas: norte), de menor a mayor este. • Luego se deben definir las celdas triangulares irregulares de la malla, a este procedimiento se le denomina triangulación. El supuesto, es que en cada lado de un triángulo, el terreno presenta una pendiente uniforme. • En los lados de cada triángulo llevar a cabo una interpolación lineal, que permita obtener cotas cerradas. • Trazar los puntos de igual cota, es decir, dibujar las curvas de nivel. Solano y Orobio han desarrollado algoritmos para llevar a cabo estos procesos y los han implementado en un programa de computador denominado TOPOWIN, de uso libre y que se
6– La Ingeniería de los Proyectos
puede obtener en la página Web de la Universidad del Cauca. En la Figura 6.1 (a) se presenta un modelo digital de terreno, en la 6.1 (b) se presenta el mismo modelo representado por curvas de nivel. Al disponer del MDT el ingeniero estará en condiciones de iniciar el proceso de diseño del proyecto.
6.6 HIDROLOGIA, HIDRAULICA Y DRENAJE La vida útil de una carretera y su estado de conservación están supeditados, entre otros factores, al drenaje y sub-drenaje previstos en su etapa de diseño y complementados durante el proceso de mantenimiento vial. La eficiente evacuación de las aguas, tanto naturales como artificiales, determina la duración de las carreteras y su nivel de servicio. Para determinar los caudales5 en la cuenca es necesario disponer de los registros de crecientes máximas anuales registradas en la cuenca en un período de registro superior a 25 años, en su defecto registro de precipitaciones máximas para diferentes duraciones de lluvia distribuidas espacialmente en la cuenca y usos actuales del suelo para analizar la respuesta hidráulica de la cuenca. En primera instancia se debe analizar la calidad de la información hidrológica disponible, de esta se deben analizar aspectos como, longitud de registros, localización de las estaciones, períodos faltantes, homogeneidad de los registros. El siguiente paso a seguir es determinar las metodologías hidrológicas según la información disponible y el tamaño de cuenca como se recomienda a continuación: • Análisis de frecuencias: esta metodología se debe utilizar en aquellas cuencas en las que se dispone de los registros de caudales máximos
anuales en una longitud no inferior a 25 años de registros. • Modelos lluvia escorrentía: deben ser aplicados a cuencas con áreas menores a 150 km² en las que se disponga de registros simultáneos de precipitación y caudal que permitan la calibración del modelo • Racional: el método racional, a pesar de ser una metodología muy simple, puede indicar resultados adecuados para cuencas con áreas menores de 20 km². • Regionalización, Indice de crecientes y Gradex se deben utilizar para cuencas con áreas menores a 1000 km² y que tengan cuencas similares hidrológicamente que permitan obtener los parámetros regionales. • Para cuencas con áreas mayores a 1000 km², ésta se debe subdividir en cuencas menores donde puedan ser aplicables las metodologías. Para el paso de una vía sobre cauces naturales se requiere el cálculo de la sección o área hidráulica de las estructuras, de manera que respondan adecuadamente a los máximos caudales obtenidos mediante la aplicación de una de las metodologías reseñadas anteriormente. El subdrenaje en obras viales requiere especial atención para asegurar la estabilidad y buen funcionamiento de las obras ejecutadas en suelos o que descansan sobre ellos. Esta importancia radica fundamentalmente en la gran influencia que el agua tiene en el comportamiento mecánico de los suelos y en la estabilidad de los cortes y terraplenes, ya sea que el agua se encuentre fluyendo a través de las masas de suelo o que esté en forma estética, su presencia afecta el comportamiento del suelo y la durabilidad de los pavimentos. En muchos casos, un buen drenaje superficial es suficiente para garantizar un buen funcionamiento de las obras viales. Esto es especialmente cierto cuando el nivel freático es
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Formulaciรณn y Evaluaciรณn de Proyectos Viales y de Transporte
Figura 6.1 (a) Modelo digital de terreno Fuente: Manual del Usuario de TopoWin
Figura 6.1 (b) Curvas de nivel Fuente: Manual del Usuario de TopoWin
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6– La Ingeniería de los Proyectos
profundo y no existen flujos de agua en las masas de suelo próximas a la superficie. Sin embargo, estas condiciones óptimas no siempre se tienen y habrá necesidad de proyectar obras de sub-drenaje, tanto para abatir el nivel freático como para captar y canalizar los flujos de agua subterránea que pudieran afectar el buen funcionamiento de las estructuras de tierra. La determinación de la estructura que mejor se acomode a las condiciones hidráulicas y geotécnicas es una labor que requiere experiencia y buen criterio del Ingeniero. En la escogencia del tipo de obra, además del cálculo de la sección hidráulica, debe tenerse en cuenta el suelo de cimentación y la posibilidad de que el cauce produzca arrastre de materiales que pudieran obstruirla o dañarla. Hay una variedad de obras para el drenaje de las aguas naturales que cruza una carretera, destacándose entre otras, por su facilidad de construcción o disponibilidad de materiales, los siguientes tipos de estructuras: • Alcantarillas metálicas ( de tubo circular o abovedado). • Alcantarillas de tubo de concreto simple de diámetro 60 cm y reforzada para diámetros mayores. • Alcantarillas de muros y losas, con longitud comprendida entre 1.0 y 5.0 metros. • Alcantarillas de cajón o Box-Coulvert. • Alcantarillas de sección abovedado en concreto. • Pontones y puentes Las obras de sub-drenaje más generalizadas son las de tubería perforada, cubierta con arena de gradación especificada; y el filtro francés, consistente en la colocación de piedra a lo largo de la zanja construida debajo de la cuneta envueltas por una tela geotextil.
6.7 DISEÑO GEOMETRICO Los factores o requisitos6 del diseño a tener en cuenta son muy variados, pero se pueden agrupar en externos o previamente existentes, e internos o propios de la vía y su diseño. Los factores externos están relacionados, entre otros aspectos, con la topografía del terreno natural, la conformación geológica y geotécnica del mismo, el volumen y características del tránsito actual y futuro, los valores ambientales, la climatología e hidrología de la zona, los desarrollos urbanísticos existentes y previstos, los parámetros socio-económicos del área y la estructura de las propiedades. Toda esta información siempre es básica y previa al inicio del diseño geométrico, por lo que hay que empezar recopilando o extrayendo todos los datos precisos, para analizarlos y establecer las conclusiones y parámetros que afectan y condicionan realmente el diseño. Los factores internos del diseño contemplan las velocidades a tener en cuenta para el mismo, los efectos operacionales de la geometría especialmente vinculados con la seguridad exigible y los relacionados con la estética y armonía de la solución. 6.7.1 Actividades típicas en los diferentes estudios de preinversión El método convencional, utilizado para vías de primer y segundo orden comprende la ejecución de actividades secuenciales, en la Figura 6.2 se presenta un esquema con los principales estudios. Cada uno de estos estudios reúne un conjunto típico de actividades: • Prefactibilidad • Acopio de datos: Planos de restitución escala 1:25000 ó 1:10000 (IGAC), fotografías aéreas, estudios de prefactibilidad.
6-9
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Figura 6.2 Etapas básicas en un proyecto vial Fuente: INVIAS, Manual de Diseño Geométrico, 1996.
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6– La Ingeniería de los Proyectos
• Reconocimiento y exploración. Selección de líneas de ruta.
6.7.2 Criterios de diseño
• Línea de pendiente o línea Abney. Trazado antepreliminar de las líneas de ruta. • Selección de una o dos líneas de ruta. Definir si se pasa a fase siguiente.
En el año de 1998 el Instituto Nacional de Vías de Colombia publica el Manual de Diseño Geométrico para Carreteras, el cual consta de cinco capítulos, con todos los criterios de diseño.
• Factiblidad • Levantamiento con tránsito y nivel de precisión de la línea o líneas de ruta seleccionadas. • Levantamiento topográfico con curvas de nivel. • Dibujo de planos. • Diseño en planta y elaboración del perfil deducido. • Diseño de la subrasante tentativa. • Cálculo de volúmenes con apróximación de más o menos 20% y cálculo de cantidades de obra de la alternativa. • Definir el diseño más conveniente y presentar las recomendaciones. (Anteproyecto). • Diseño definitivo • Localización del eje diseñado en planta. • Nivelación y contranivelación de desniveles o media banca del eje localizado. • Diseño definitivo en perfil o subrasante. • Chaflanado. • Cálculo de volúmenes de tierra. • Estudios de acarreos, diagrama de masas. • Cálculo y presupuesto de la obra y elaboración de planos definitivos de construcción.
El capítulo 1 trata sobre las generalidades de las carreteras, clasificación, clases de proyectos. En el Capítulo 2 se trata lo relacionado con la planeación de las carreteras. Se introduce las fases: de preinversión, inversión y operación. El capítulo 3 trata sobre los criterios de diseño: • • • • • • • • • • • • •
Velocidad Visibilidad Alineamiento horizontal Alineamiento vertical Sección transversal Coordinación del trazado en planta con el perfil longitudinal. Intersecciones a nivel. Pasos a desnivel de vehículos y peatones. Diseño geométrico en puentes. Diseño geométrico de túneles. Pasos por zonas urbanas y suburbanas. Criterios desde el punto de vista paisajístico y estético. Rectificaciones.
En el Capítulo 4 se trata lo relacionado con el aseguramiento de la calidad del diseño geométrico. En el Capítulo 5 se relaciona la información técnica que los Consultores deben registrar en el sistema del Instituto, así como, recomendaciones para la presentación de memorias y planos. En el Cuadro 6.1 se presenta un resumen con los principales criterios de diseño para vías por pasos urbanos y suburbanos.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro 6.1 Criterios de diseño para vias por pasos urbanos y suburbanos
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6– La Ingeniería de los Proyectos
6.7.3 Programas de computador para el diseño geométrico En el mercado existen buenos programas para realizar el diseño geométrico, la mayoría de ellos basados en los modelos digitales de terreno, y en modulos interactivos con el usuario. Entre ellos se tienen el Eagle Point, CartoMap, AutoCivul, Survey. El Ingeniero Efraín Solano F, profesor de la Universidad del Cauca, y reseñado en varios oportunidades en este documento, y específicamente como coautor del Programa TOPOWIN, ha implementado unas poderosas herramientas adicionales al modelo digital del terreno, que permite adelantar el diseño en planta y perfil de una carretera y transferir los planos a Autocad.
6.8 ESTRUCTURAS VIALES 6.8.1 Diseño de muros Los muros son estructuras cuya función principal es contrarrestar el empuje de los suelos que conforman un talud ó un relleno. La magnitud de los empujes dependen fundamentalmente de aspectos, tales como: • Tipo y condiciones del suelo (evaluación geotécnica). • Estado de resistencia del suelo (activo, pasivo ó en reposo). • Topografía del relleno. • Sobrecargas a que pueda estar sometido el suelo. • Características de la estructura de contención.
Los empujes se calculan mediante las teorías desarrolladas, como lo son las clásicas y el método empírico de Terzaghi. Dichas teorías evalúan el estado y comportamiento de los esfuerzos actuantes en el suelo y la estructura de contención. Los muros de contención tienen aplicación principal en vías terrestres. Tienen varias funciones específicas como pueden ser muros de sostenimiento, de contención propiamente dichos y también sirven como revestimiento de taludes. Por las anteriores funciones se observa que la estructura de estos muros puede ser rígida o flexible. Las etapas comunes en el diseño de muros son: • Acopio de información general: Topografía, limitaciones. • Condiciones del suelo: Relleno y cimentación. • Sobrecargas: Tránsito, edificaciones, puentes. • Seleccionar tipo de muro y pre-dimensionarlo. • Cálculo de empujes. • Análisis de estabilidad: Deslizamiento, vuelco, cimentación. • Diseño estructural de elementos. • Sistema de drenaje. • Predicción de asentamientos y movimiento del muro. 6.8.2 Rehabilitación de puentes En los proyectos de mejoramiento y mantenimiento de carreteras, los puentes son estructuras que deben ser consideradas. En la Investigación Nacional de Puentes se estableció un procedimiento para su inventario y auscultación. A manera de referencia se lista las actividades tipicas en un estudio de esta naturaleza. • Inspección del puente, utilizar un formato debidamente aprobado por INVIAS o la Secretaría de Obras. • Recopilación de la información disponible. • Auscultación con equipo especializado.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• Planeación y ejecución de trabajos en el puente (Estudios). • Análisis y evaluación de la información recolectada: * Definición de las causas de los daños. * Explicación del fenómeno de las fallas. * Determinación de la magnitud de las fallas. • Elaboración de alternativas de atención a nivel de anteproyecto, estimación de los costos. • Selección de la alternativa más conveniente en función de los costos y beneficios. • Selección de la alternativa. Se procede a la elaboración de un proyecto detallado que comprenderá: * Cálculos estructurales. * Planos de diseño. * Especificaciones. * Cantidades de obras. * Presupuesto base. • Alternativas de atención a un puente. - Ninguna actividad. - Limitaciones del tránsito y de las cargas. - Correcciones de detalles menores. - Reparaciones menores. - Reparaciones mayores. - Cambios de accesorios. - Reforzamiento exterior. - Cambio del sistema de piso. - Cambio total de la superestructura. - Recimentaciones. - Sustitución total.
6.9 GEOTECNIA Y PAVIMENTOS 6.9.1 Estudio de la subrasante La subrasante tiene la función de servir de fundación al pavimento, los principales estudios a llevar a cabo en la evaluación de esta son: • Determinación de las Unidades Homogéneas de Diseño. Las unidades deben ser homogéneas en:
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⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Condiciones geológicas. Condiciones topográficas. Condiciones de suelo. Condiciones de drenaje. Condiciones ambientales.
Las condiciones para determinar las condiciones anteriores son los estudios de la zona, exploraciones preliminares, fotografías aéreas, y otros. • Investigación en la Unidad de Diseño. ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Clasificación geológica y geotécnica. Medida de la resistencia (parámetro). Condiciones de drenaje. Estabilidad volumétrica de la subrasante. Posibilidad del mejoramiento del suelo.
La evaluación geológica se basa en mapas geológicos de la zona y la geotécnica se realiza con la programación de sondeos y apiques. Los sondeos tienen como función determinar el perfil estratigráfico del suelo, conocer la posición del nivel de agua freática y establecer las condiciones de consistencia del suelo. Las separaciones promedio entre sondeos varían de 250 a 500 metros en carretera y su profundidad va de 1.5 a 2.0 metros debajo de la subrasante. El muestreo y los ensayos de laboratorio buscan evaluar y definir las condiciones de humedad y plasticidad, granulometría de cada estrato, condiciones de humedad y densidad de equilibrio, y todo tipo de condición especial que se pueda presentar. La presentación de los resultados de los sondeos debe ser de la siguiente manera: • • • •
Descripción y ubicación del sondeo. Cuadros y resúmenes de resultados. Perfil estratigráfico. Perfil de humedades para diferentes profundidades.
6– La Ingeniería de los Proyectos
• Comparación de los perfiles de humedad con los límites. • Análisis de la carta de plasticidad. Los apiques tienen como objetivo principal determinar las condiciones de resistencia y corroborar la información preliminar de los sondeos. El espaciamiento de los apiques obedece a las condiciones de homogeneidad del suelo, la cual se establece por los resultados de los sondeos. Los tipos comunes de sub-rasante pueden ser: • Según su sección: en corte, en relleno y mixta. • Según el material: en roca, en suelo granular, en suelo fino, en suelo fino-granular y estabilizadas. El muestreo y los ensayos de laboratorio y campo que se le realizan al suelo de subrasante tienen como objetivo determinar: • • • • • • • •
Humedad natural. Límites de consistencia. Condiciones de compactación. Humedad y densidad de equilibrio. CBR de campo. CBR in situ. Gravedad específica. Curva de saturación. Módulo resiliente.
La medida de la resistencia se lleva a cabo mediante: • Pruebas in situ: ⇒
⇒ ⇒ ⇒
Pruebas de Placa: Determina el módulo de reacción, parámetro que sirve para el dimensionamiento de los pavimentos rígidos. CBR de Campo: Consiste en medir la presión versus la deformación CBR Inalterado. Ensayo de Vibración para determinar módulos de elasticidad dinámicos.
• Pruebas de Laboratorio: ⇒ ⇒
CBR de Laboratorio. Triaxiales Dinámicos.
El CBR es un parámetro que sirve básicamente para el diseño de pavimentos flexibles, articulados y semirígidos. El CBR de la subrasante no debe ser menor del 5%, su Índice de Plasticidad debe ser menor que el 9%. 6.9.2 Estudio de bases y subbases La sub-base tiene la función de servir de capa de transición entre la base y la sub-rasante, controlar las deformaciones asociadas a cambios volumétricos de la sub-rasante, brindar un apoyo uniforme y estable, es económica respecto a la base, facilita el drenaje, previene y/ o reduce el bombeo y proporciona capacidad de resistencia entre otras. La base tiene como función brindar resistencia estructural, facilita el drenaje, es económica respecto a la capa de rodadura y sirve de rodadura provisional. Tanto base como subbase facilitan la construcción. Las bases y sub-bases pueden ser: • Bases granulares simples: gradación abierta, gradación densa, gradación intermedia y uniformes (macadán). • Bases de suelo estabilizado: suelo-cemento, suelo-cal. • Bases asfálticas: granular estabilizada con asfalto, macadán asfáltico y concreto asfáltico. Los ensayos que requieren para su adecuada caracterización son: • Granulometría (Especificaciones). • Límites de Atterberg (Calidad de los finos). • Desgaste (Resistencia cargas del tránsito).
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• • • • • • •
Solidez (Intemperismo). CBR y Compactación. Contenido de materia orgánica. Equivalente de arena. Índice de alargamiento. Índice de aplanamiento. Porcentaje de caras fracturadas.
Las funciones para realizar los ensayos son: • Para garantizar la calidad de las partículas minerales. El Desgaste y Solidez (< 12%) contribuyen a una capa resistente y durable. • Para garantizar una adecuada estructura del agregado o esqueleto mineral. La granulometría asociada a mayor resistencia, durabilidad (permeabilidad) y trabajabilidad. • Para garantizar la forma adecuada de las partículas (aristas vivas y equidimensionales): • La resistencia se logra teniendo partículas de las siguientes características: trituración > 50%, índice de aplanamiento < 35% e índice de alargamiento. • Para garantizar poca o nula actividad de los finos: Se logra resistencia y estabilidad volumétrica mediante los ensayos de equivalente de arena, contenido de materia orgánica e índice de plasticidad (LL, LP, IP). • Para garantizar la resistencia global de la capa: Ensayo CBR y/o prueba de placa. Los materiales que conforman las bases y sub-bases son agregados, agua, suelo y otros en caso de estabilizadas. Especificaciones Sub-base Granular. • • • • •
Índice de Plasticidad < 6%. Equivalente de Arena ò 25%. Desgaste < 50%. CBR > 25%. Compactación al 95% del Proctor Modificado.
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• Contenido de arcillas y materia orgánica: Nulos. • Granulometría según norma. Especificaciones Base Granular. • • • • • • • •
No Plástico. Equivalente de Arena ò 30%. Desgaste > 40%. Solidez < 12%. CBR > 80%. Compactación al 100% del Proctor Modificado. Indices de Aplanamiento y Alargamiento < 35%. Granulometría según norma.
6.9.3 Estabilizaciones Cuando no se puede obtener de un suelo o de un material las características para obtener las especificaciones requeridas, es necesario someterlo a estabilizaciones que pueden ser mecánica ó química. Desde el punto de vista económico, la alternativa de la estabilización de suelos para construir múltiples capas y gruesas bases y subbases es muy atractiva. Y desde el punto de vista de la Ingeniería, la estabilización de suelos puede suministrar las siguientes ventajas si se compara con los suelos existentes no estabilizados: • • • • • • • • • • • • • •
Funciona como una plataforma de trabajo. Impermeabiliza el suelo. Mejora la resistencia estructural. Controla el cambio de volumen del suelo. Mejora la capacidad de manejo del suelo. Disminuye los espesores de pavimento. Suministra una superficie de desgaste temporal. Reduce la producción de polvo. Mejora los materiales de segunda clase. Aumenta la durabilidad. Seca los suelos húmedos. Conserva los agregados. Reduce los costos. Conserva energía.
6– La Ingeniería de los Proyectos
6.9.4 Diseño de pavimentos El diseño estructural de un pavimento flexible se puede hacer por varios métodos y por lo general el diseño se comprueba por lo menos usando una tabla o curva de diseño experimental comprobada por un método racional. Los sistemas más empleados son: • • • •
Método Instituto Norteamericano del Asfalto. Método Racional. Método AASHO. Método SHELL.
Las variables que incluyen los métodos antes mencionados, en general son: • Tránsito de diseño ( Número de ejes equivalentes,N). • Capacidad de soporte de la sub-rasante (CBR, convertido a Módulo Resiliente). • Análisis de los Indices de Serviciabilidad de la vía. • Caracterización de los materiales para las capas de pavimento: módulos resilientes de las capas granulares y módulo dinámico de la carpeta asfáltica. Para la capa asfáltica hay que llevar a cabo una caracterización de la mezcla evaluando el módulo de rigidez del asfalto, el porcentaje de asfalto en la mezcla y el porcentaje de agregados en la mezcla, obteniendo así el módulo de rigidez de la mezcla. • Temperatura de la zona. • Condiciones de drenaje. • Ley de fatiga. En el caso del método racional se evalúa con el programa DEPAV, del paquete INPACO, desarrollado por la Universidad del Cauca, dentro de la Segunda Fase de la Investigación Nacional de Pavimentos. Los datos de entrada son las dimensiones de un eje de carga (radio de carga, presión de contacto y distancia entre ejes de las llantas), y los espesores, módulos dinámicos y coeficientes de Poisson de las capas del pavimento.
Los resultados que se obtienen son las deformaciones por tracción en la fibra inferior de la capa asfáltica y por compresión en la fibra superior de la subrasante. Estos valores se comparan con los admisibles obtenidos por gráficas. En conclusión, los criterios generales de diseño de pavimentos flexibles son controlar la deformación unitaria por tracción en la base de la carpeta, para evitar falla estructural por fatiga de dicha carpeta y controlar la deformación vertical por compresión sobre la superficie de la sub-rasante, para evitar falla funcional por acumulación de deformaciones. El diseño de pavimentos rígidos se hace siguiendo los lineamientos definidos por la PCA, que son: • • • • • • • • • •
Tránsito de diseño. Análisis por fatiga. Módulo de reacción de la sub-rasante. Resistencia a la compresión del concreto, módulo de rotura. Material de sub-base. Módulo de reacción de sub-base. Módulo de reacción del conjunto sub-rasante y sub-base. Tipo de bermas. Tensión equivalente por ejes de diseño. Esfuerzo equivalente. Análisis por erosión. Tipos de juntas a utilizar.
6.9.5 Estabilidad de taludes El estudio de taludes es una de las disciplinas más complejas en la ingeniería, debido a la gran incertidumbre y la gran cantidad de variables que intervienen en el proceso. Algunas medidas preventivas simples para proteger los taludes son: • Empradización y revestimiento del talud. • Colocación de pedraplenes en la base del talud (evitar erosión).
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• Recolección de aguas superficiales. • Sellado de grietas. Las medidas correctivas buscan reducir las fuerzas que originan el deslizamiento y aumentar las que se oponen. • • • •
Abatimiento del talud o remoción del material. Uso de drenes u subdrenes. Construcción de bermas y escalonamientos. Construcción de estructuras de retención (muros, trincheras estabilizantes, pilotes). • Empleo de materiales estabilizantes. • Anclajes.
rocosos, deben sufrir antes de su extracción una disgregación, realizada algunas veces mediante explosivos, y otras mediante la acción de masas rompedoras. A su vez, dentro de estas dos categorías, se pueden establecer nuevas divisiones atendiendo a la consistencia y dureza del terreno. De acuerdo al volumen a mover y al tipo de material se escogerá la maquinaria correspondiente, dado que la mayor parte de las obras se forman por el uso de distintos materiales aplicados o usados también en diferentes formas, es factible agrupar la maquinaria requerida para explanación de acuerdo a lo siguiente:
6.10 MOVIMIENTO DE TIERRAS
Corte: Tractor de Oruga, tractor de llanta, bulldozer, desgarrador, trailla, mototrailla, retroexcavadora, pala, perforadoras, topos.
En la cuantificación de los volúmenes de material por mover, así como de las distancias económicas de acarreo, interviene el concepto de diagrama de masas.
Cargue: Cargadores, retroexcavadoras, palas, traillas, mototraillas.
El diagrama de masas es una gráfica dibujada en ejes cartesianos, donde las ordenadas representan volúmenes acumulados de excavación o relleno, según la línea sea ascendente o descendente, y las abscisas el cadenamiento sobre el eje de trazado. El diagrama de masas permite determinar la distribución económica de los volúmenes excavados y calcular el costo para llevar a cabo dicha distribución. Todo problema de movimiento de tierras, está condicionado esencialmente por la naturaleza del terreno a extraer, que determina entre otras cosas: el método de trabajo por adoptar, el tipo de máquinas a emplear, el rendimiento de las máquinas elegidas, y por tanto, el precio del movimiento de tierras. Desde el punto de vista de las posibilidades de extracción, se distinguen dos grandes categorías de terrenos: los terrenos sueltos, y los rocosos. Los terrenos sueltos, son los que se pueden extraer sin disgregación previa; los
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Transporte: Buldózer, cargador, traíllas, moto traíllas, camión articulado, camión de bastidor rígido, vagones. Extensión y Nivelación: Traíllas, moto traíllas, volquetas, moto niveladoras, buldózer, cargador. Compactación: Cilindro pate cabra, cilindros vibratorios, cilindro liso de 3 ruedas, cilindro tándem, cilindro neumático, cilindros combinados.
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BIBLIOGRAFIA 1. 2. 3. 4. 5. 6.
MENDEZ Lozano Rafael Armando. Formulación y evaluación de proyectos. p 140. UNIVERSIDAD DEL CAUCA. Marco dee Referencia del Programa de Ingeniería Civil. 2002. p 15. Información obtenida de Internet, sin autor conocido. FRANCO Rey Jorge. Principios de Topografía, Geodesia y Cartografía. Publicación obtenida del Internet, sin fechas ni editor. ARBELEAEZ ANA CECILIA. Análisis y normatividad de sitios de inundación. Caso río San Carlos. Universidad Nacional Sede Medellín. 2001. INSTITUTO NACIONAL DE VIAS DE COLOMBIA. Manual de Diseño Geométrico de Vias. 1998.
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7 – La organización y el programa de ejecución
7. ORGANIZACIÓN Y PROGRAMA DE EJECUCION Se inicia el capítulo con la presentación de una síntesis del desarrollo del pensamiento administrativo y de la organización, se señalan los principales sistemas de organización, sus ventajas y desventajas. Después, se hace una breve reseña de una herramienta de análisis, la planeación estratégica situacional, utilizada en la evaluación de sistemas y organizaciones complejas, y que ha sido empleada por varias entidades encargadas del transporte en Colombia. Se hace una descripción de los lineamientos y componentes de un sistema integral de gestión vial. Por último, se hace una descripción de opciones de gestión vial, algunas de ellas han tenido éxito en países de América Latina.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
7.1 COMPONENTES DEL ANALISIS DE LA ORGANIZACION1 7.1.1 Desarrollo del pensamiento administrativo 7.1.1.1 La escuela Tradicional
L
a administración tradicional o científica se desarrollo de la observación sistemática de los hechos de la producción-investigación y análisis de campo. Aunque interesado en técnicas especificas tales como estudios de tiempos y movimientos, planeación y control de la producción, distribución de planta, incentivos de salarios, administración de personal e ingeniería humana todas ellas se centran en aumentar la eficiencia y la producción. El enfoque de Taylor al analizar el problema administrativo era directo y sencillo: definir el problema, analizar la situación de trabajo en todos sus aspectos, aplicar técnicas cuantitativas a todos aquellos aspectos capaces de ser medidos, experimentar, manteniendo todos los demás factores de trabajo constantes, excepto el que debería ser cambiado, desarrollar una guía o principio administrativo derivado de las observaciones o estudios y, finalmente, probar la validez de dicho principio a través de aplicaciones subsecuentes. Los cuatro principios de la administración científica son: • Los trabajadores deben de ser seleccionados científicamente, adiestrados y asignados a aquellos puestos para los cuales estén mejor capacitados, física y mentalmente.
• El trabajo debe ser analizado científicamente y no intuitivamente. • Debe existir una cercana cooperación entre los que planifican el trabajo y los que lo efectúan, de manera que el trabajo pueda ser hecho de acuerdo con los principios desarrollados. • La mano de obra debe compartir igual responsabilidad. Los Gilberth hicieron también contribuciones originales a la escuela de la administración tradicional o científica. Se les conocen mejor por el desarrollo de sus reglas de la economía de movimientos, particularmente, los movimientos básicos de las manos. 7.1.1.2 La escuela del comportamiento La escuela del comportamiento surgió de los esfuerzos de lideres tales como Gantt y Munsterberg para conocer la central importancia del individuo en cualquier esfuerzo cooperativo. Su razonamiento era que dado que el administrador logra que se hagan las cosas a través de personas, el estudio de la administración debería concentrarse en los trabajadores y sus relaciones interpersonales. Los estudios del comportamiento se concentran en las motivaciones, dinámica de grupos, motivos individuales, relaciones de grupos, etc. La escuela es ecléctica* e incorpora la mayoría de las ciencias sociales, incluyendo a la psicología, sociología, psicología social y antropología. Su rango es amplio e incluye desde como influir sobre el comportamiento individual hasta un análisis detallado de relaciones psicológicas. Centrándose en el elemento humano, se interesa por una parte en la comprensión de los fenómenos relevantes en las relaciones intra e interpersonales en cuanto a la situación de trabajo.
* Escuela filosófica que procura conciliar las doctrinas que parecen mejores o más verosímiles, aunque procedan de diferentes sistemas. Se adopta una postura intermedia , en vez de seguir posturas extremas o bien definidas.
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7 – La organización y el programa de ejecución
Musterberg abogo por una mayor participación de la ciencia en la administración, creo el campo de la psicología industrial aplicando sus técnicas de laboratorio para medir diferencias psicológicas entre individuos y empleados en situaciones de trabajo, y a través de esto, abrió una nueva faceta de la administración científica. El estudio y la explicación científica de diferencias individuales. Gantt fue contemporáneo y protegido de Taylor. Sus conceptos de costos organizacionales y su plan de bonificaciones lo podrían ubicar fácilmente con los de la escuela clásica. Sin embargo, en todo sus trabajo, Gantt demostró un interés casi emotivo por el trabajador como individuo y abogo por un enfoque humanitario. Elton Mayo propuso el concepto de que los trabajadores constituyen su propia cultura y desarrollo una serie de ideas sobre conceptos sociológicos del esfuerzo de grupo. A través de su obra, se agrego una nueva dimensión a los entonces existentes conceptos administrativos que para ser eficiente, el administrador debe reconocer y comprender al trabajador individual como persona con deseos, motivos, instintos y objetivos personales que necesitan ser satisfechos. A través de los esfuerzos de investigación de Mayo, se dio a conocer la escuela del comportamiento. Los administradores, dándose cuenta de la importancia de dicho estudio, gradualmente se volvieron hacia esta corriente del pensamiento administrativo. En la actualidad, la corriente del comportamiento es tan amplia como profunda, es una parte del creciente campo del estudio administrativo y ocupa correctamente una posición importante en su totalidad. Mary Parker Follett enfatizaba que un hombre en su trabajo era motivado por las mismas fuerzas que influían sobre sus tareas y diversiones fuera del trabajo y que el deber del administrador era armonizar y coordinar los esfuerzo del grupo no forzar y manejar. En su trabajo Follett reconocía la necesidad de que
el administrador comprendiera los principios del concepto de grupo, los cuales, ella profetiza, algún día seria la base para todos los enfoques firmes en el orden nacional e internacional. La participación de Chester I. Barnard en el desarrollo de esta corriente del pensamiento esta en su análisis lógico de la estructura organizaciones y de la aplicación de conceptos sociológicos a la administración. 7.1.1.3 Escuela del Proceso Administrativo La escuela del proceso administrativo construye una teoría de la administración alrededor del proceso involucrado en administrar; el establecimiento de una estructura conceptual y la identificación de los principios en los cuales se basa. La administración se ve como un proceso universal y prácticamente idéntico sin importar su esfera de operación: gubernamental, industrial o institucional. Debido a que la administración se considera un proceso, esta escuela efectúa el análisis de dicho proceso analizando las funciones del administrador: planificar, organizar, emplear, dirigir y controlar. En cuanto a estas funciones tratan con los individuos involucrados, la escuela es algo ecléctica en el hecho de que los aspectos pertinentes de las ciencias sociales son reconocidos más no han sido explícitamente incorporados en la teoría. 7.1.1.4 Escuela Cuantitativa La utilización de equipos mixtos de científicos de varias disciplinas es probablemente la característica mas obvia de la escuela cuantitativa del pensamiento administrativo. Denominada indistintamente como "Investigación de Operaciones", consiste en unir el conocimiento de varias disciplinas al estudio y la solución efectiva de un problema. Puede unir, por ejemplo, a un matemático, un científico físico, un economista, un ingeniero y
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un estadístico para estudiar un problema. A través de su estudio la solución resultante podría ser mucho mejor que la que podría lograrse de otra manera. Es, por tanto, un método científico utilizando todas las herramientas científicas pertinentes que provee una base cuantitativa para decisiones administrativas. Las etapas típicas en el análisis de un problema son: • Formular el problema. En términos de un sistema, subsistemas, insumos de entrada, procesos y productos. • Construir un modelo matemático para representar el sistema bajo estudio. Este modelo expresa la efectividad del sistema como función de un conjunto de variables de las cuales cuando menos una esta sujeta a control. Las variables pueden ser sujetadas a fluctuaciones al azar. • Derivar una solución del modelo. Esto involucra los valores de las variables de control que maximizan la efectividad del sistema. • Probar el modelo y la solución resultante. Esto implica evaluar las variables, comparar las predicciones del modelo con la realidad y comparar resultados reales con resultados predichos. • Establecer controles sobre la solución. Esto envuelve el desarrollo de herramientas para determinar cuando ocurren cambios significativos en las variables y funciones de las cuales dependen la solución y determinar como debe ser cambiada la solución. • Poner la solución en operación. Ejecución. 7.1.2 Principios de la Organización Principio de la especialización. Cuando más se mide el trabajo, dedicado a cada empleado a una actividad mas limitada y concreta, se obtiene mayor eficiencia, precisión y destreza.
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La especialización sola es útil cuando se tiene un conocimiento general de los procesos, de lo contrario, se desconocen las relaciones de la actividad propia con las demás, con mengua en la eficiencia. La especialización tiene como limites los que impone la naturaleza humana del trabajo; cuando no se reconocen, fácilmente se llega a una super especialización, que produce monotonía, o lesiona la dignidad humana del trabajador Además, a base de ir haciendo que el especialista sepa cada vez mas de un campo menor llega a hacerle especialista en actividades que prácticamente carecen de importancia. Principio de la unidad de mando. Para cada función debe existir un solo jefe. Este principio establece la necesidad de que cada subordinado no reciba ordenes sobre una misma materia de dos personas distintas. Esto es esencial para el orden y la eficiencia que exige la organización: La especialización, para obtener mayor eficiencia, estableció la división por funciones; la unidad de mando, para lograr también esa mayor eficiencia, establece su coordinación a través de un solo jefe, que fije el objetivo común, y dirija a todos a lograrlo. Principio de equilibrio de autoridadresponsabilidad. Debe precisarse el grado de responsabilidad que corresponde al jefe de cada nivel jerárquico, estableciéndose al mismo tiempo la autoridad correspondiente a aquella. Principio de equilibrio dirección - control. A cada grado de delegación debe corresponder el establecimiento de los controles adecuados, para asegurar la unidad de mando. 7.1.3 Importancia de la Organización • La organización, por ser el producto final del proceso de diseño administrativo recoge, complementa y lleva hasta sus últimos detalles todo
7 – La organización y el programa de ejecución
lo que la previsión y la planeación han señalado respecto a como debe ser una empresa. • Tan grande es la importancia de la organización, que en algunas ocasiones han hecho perder de vista a muchos autores que no es sino una parte de la administración, dando lugar a que la contrapongan a esta ultima, como si la primera representara lo teórico y científico, y la segunda lo practico y empírico. Esto es, inadecuado, ambas partes se deben corresponder. • La factibilidad de un proyecto depende en gran medida de la capacidad de adaptabilidad de la organización a las diferentes etapas de desarrollo del proyecto.
Ventajas • Mayor facilidad en la toma de decisiones y en la ejecución de las mismas. • No hay conflictos de autoridad ni fugas de responsabilidad. • Es claro y sencillo. • Util en pequeñas empresas. • La disciplina es fácil de mantener. Desventajas
7.1.4 Tipos de organización
• Es rígida e inflexible. • Depende de los jefes, su ausencia trae trastornos en el funcionamiento de la organización. • No fomenta la especialización. • Los ejecutivos están saturados de trabajo.
7.1.4.1 Lineal militar
7.1.4.2 Funcional o de Taylor
Se caracteriza porque la actividad decisoria se concentra en una sola persona, quien toma todas las decisiones y tiene la responsabilidad básica del mando, el jefe superior asigna y distribuye el trabajo a los subordinados, quienes a su vez reportarán a un sólo jefe. En la Figura 7.1 se presenta un esquema del tipo de organización militar.
Consiste en dividir el trabajo y establecer la especialización de manera que cada hombre, desde el gerente hasta el obrero, ejecuten el menor número posible de funciones. La Figura 7.2 presenta una de las formas clásicas de representar este tipo de organización.
Este sistema esta bien para organizaciones pequeñas, casi tipo familiar. Este tipo de organización es demasiado rígido para poder delegar autoridad. La necesidad de reducción del trabajo y de la delegación de autoridad trae como consecuencia buscar formas más flexibles de organización.
• Mayor especialización. • Se obtiene la más alta eficiencia de la persona. • La división del trabajo es planeada y no incidental.
Ventajas
Gerente general
Autoridad
Supervisor
Respo nsabilidad
Empleados
Figura 7.1 Organización tipo militar
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Tomar tiempos
Abastecimiento de materiales
Tarjeta de instrucción
Control de calidad Obreros Adiestramiento
Itinerario de trabajo
Mantenimiento Vigilar disciplina
Figura 7.2 Organización tipo funcional • El trabajo manual se separa del trabajo intelectual. • Diminuye la presión sobre un sólo jefe por el número de especialistas con que cuenta la organización. Desventajas • Dificultad de localizar y fijar la responsabilidad, lo que afecta seriamente la disciplina y moral de los trabajadores por contradicción aparente o real de las ordenes. • Se viola el principio de la unidad de mando, lo que origina confusión y conflictos. • La no clara definición de la autoridad da lugar a rozamientos entre jefes.
7.1.4.3 Lineal - funcional En ésta se combinan los tipos de organización lineal y funcional, aprovechando las ventajas y evitando las desventajas inherentes a cada una, conservándose de la funcional la especialización de cada actividad y de la lineal la autoridad y responsabilidad que se transmite a través de un sólo jefe por cada función en especial. Con este sistema se trata de resolver el problema de que varias personas den ordenes al mismo tiempo a un subordinado. En este sistema hay personas especializadas cada una en su lugar. La idea es que los asesores fijen pautas que son transmitidas en órdenes por parte del gerente. La Figura 7.3 muestra un esquema típico de este tipo de organización.
Gerente general Gerente de mercadotecnia
Publicidad
Promoción
Gerente de producción
Ventas
Figura 7.3 Organización Lineal - Funcional
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Gerente de finanzas
Gerente de personal
7 – La organización y el programa de ejecución
7.1.4.4 Consultivo (Comité) Consiste en asignar los diversos asuntos administrativos a un cuerpo de personas que se reúnen para discutirlos y tomar una decisión en conjunto. En este sistema se cuenta con algunos elementos de la estructura funcional. Los comités no tienen función de mando pero están obligados a exponer sus opiniones.
Desventajas • Las decisiones son lentas, ya que las deliberaciones son tardías. • Una vez constituido el comité, es difícil disolverlo.
La Figura 7.4 presenta un ejemplo de una estructura tipo consultivo.
• En ocasiones los gerentes se desligan de su responsabilidad y se valen del comité para que se haga responsable de sus propias actuaciones.
Ventajas
7.1.4.5 Organización staff
• Las soluciones son más objetivas, ya que representan la conjunción de varios criterios. • Se comparte la responsabilidad entre todos los que integran el comité, no recayendo aquella sobre una sola persona. • Permite que las ideas se fundamenten y se critiquen. • Se aprovecha al máximo los conocimientos especializados.
Este tipo de organización no disfruta de autoridad de línea o poder de imponer decisiones, surge como consecuencia de las grandes empresas y del avance de la tecnología, proporciona información experta y de asesoría. La Figura 7.5 muestra un esquema de este tipo de organización. Ventajas • Logra que los conocimientos expertos influya sobre la manera de resolver los problemas de dirección.
Presidente o Director General
Asesor jurídico
Director de fabrica
Consultor del Director
Superintendente
Supervisor
Obreros
Figura 7.4 Organización tipo consultivo
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Presidente o Director General Consultor del Director
Director de fabrica
Superintendente
Supervisor
Obreros
Asesor jurídico
Figura 7.5 Organización tipo staff
• Hace posible el principio de la responsabilidad y de la autoridad indivisible, y al mismo tiempo permite la especialización del staff.
• Pueden existir rozamientos con los departamentos de la organización lineal. 7.1.4.6 Organización Matricial
Desventajas • Si los deberes y responsabilidades de la asesoría no se delimitan claramente por medio de cuadros y manuales, puede producir una confusión considerable en toda organización. • Puede ser ineficaz por falta de autoridad para realizar sus funciones o por falta de un respaldo inteligente en la aplicación de sus recomendaciones.
Consiste en combinar la dependencias por productos con la de funciones, se distingue de otros tipos de organización porque se abandona el principio de la unidad de mando o de dos jefes. La Figura 7.6 muestra un ejemplo de la organización matricial.
Presidente o Director General
Especialidad técnica
Gerente de proyecto
Gerente de laboratorio
Subgerente de proyecto
Gerente de Dpto y Subgerente de proyecto
Figura 7.6 Organización matricial
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Ventajas • Coordina la satisfacción de actividades, tanto para mejorar el producto como para satisfacer el programa y el presupuesto requeridos por el gerente del departamento. • Propicia una comunicación interdependencias sobre las funciones y los productos. • Permite que las personas puedan cambiar de una tarea a otra cuando sea necesario. • Favorece un intercambio de experiencia entre especialistas para lograr una mejor calidad técnica. Desventajas • Existe confusión acerca de quien depende de quien, lo cual puede originar fuga de responsabilidades y falta de delimitación de autoridad. • Da lugar a una lucha por el poder, tanto del gerente funcional como del gerente de producto. • Funciona a través de muchas reuniones, lo que supone pérdidas de tiempo. • El personal puede sentir que su jefe inmediato no aprecia directamente su experiencia y capacidad. • Se puede presentar resistencia al cambio por parte del personal. 7.1.5 Diagnóstico de la administración de la infraestructura de transporte La infraestructura de transporte: carreteras, ferrocarriles, aeropuertos, puertos, etc., constituye un patrimonio muy valioso de la sociedad, sin embargo, día a día, ese patrimonio pierde valor económico. Dos grandes causas2 dan origen a esa pérdida de patrimonio: • La escasa eficacia y eficiencia de los organismos encargados de su administración. • La falta crónica de financiamiento para su conservación. La situación actual en América Latina alcanza umbrales de crisis en materia de carreteras y ferrocarriles, con dos problemas adicionales:
• Aislamiento de grandes áreas del aparato productivo. • Incremento apreciable en los costos globales de transporte. Estudios realizados por el Banco Mundial3 dan cuenta que alrededor de esta ineficiencia en el manejo de la infraestructura, siempre aparece como causa acumulativa los problemas de organización. Algunos países han asociado esta ineficiencia a que la infraestructura ha sido manejada tradicionalmente por el sector público. Sin mayores análisis, han patrocinado la participación del sector privado en la administración de la infraestructura, atraídos en su mayoría por la consecución de recursos financieros del sector privado. Sin embargo, las mejoras se evidencian en los corredores de transporte de mayor importancia, donde se obtienen las más altas rentabilidades y el resto de la infraestructura, la más regional y local, sigue presentando niveles de servicio por debajo de los estándares mínimos. A través de una herramienta de planeación, desarrollada por el Doctor Matus, se puede encontrar en gran medida la explicación de por qué ha fallado la administración de la infraestructura..
7.2 EVALUACION DE LAS ORGANIZACIONES La evaluación de las organizaciones es una disciplina del Siglo XX, tiene un carácter interdisciplinario y un gran componente investigativo. La investigación evaluativa trata de establecer, mediante un examen exhaustivo el funcionamiento de un sistema organizativo, su misión, visión, componentes y funciones.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
La evaluación de las organizaciones se confunde en ocasiones con los procesos de certificación de un sistema de aseguramiento de la calidad. Si bien en la administración moderna los sistemas de aseguramiento de la calidad son un componente importante de la organización, su propósito es garantizar al usuario la prestación de un servicio o el suministro de un producto con unos estándares determinados. En estos procesos no se consideran aspectos internos inherentes a las empresas o instituciones, como por ejemplo la pertinencia de la misión, la cultura organizacional, el manejo financiero, los planes de mejoramiento, etc.
7.2.1.2 Momentos en la planeación En la planeación normativa o tradicional, tal como la reseñada en la formulación de un plan vial, se siguen etapas: diagnóstico, montaje del modelo, formulación del plan, ejecución. Por el contrario, en el PES, se hace uso del concepto de momento13, entendido como instancia, circunstancia o coyuntura por la que atraviesa el proceso de planeación. Se tienen cuatro (4) momentos. Momento 1 - Norrmativo. Momento 2 - Explicativo. Momento 3 - Estratégico. Momento 4 - Táctico - operacional.
Una técnica de planeación estratégica situacional puede llegar a ser una herramienta valiosa en la evaluación integral de las organizaciones y en la formulación de planes de mejoramiento.
El momento 1 podría corresponder parcialmente a la etapa de diagnóstico, pero con una advertencia, los participantes en el sistema podrían tener visiones diferentes de la naturaleza y causa de los problemas.
7.2.1 Metodología de la planeación estratégica situacional
El momento 2 podría asimilarse a la formulación del plan, con la diferencia que en el PES se plantean varios escenarios para enfrentar la incertidumbre del futuro.
7.2.1.1 Desarrollo del método Un método complementario y/o alternativo para llevar a cabo el proceso de planeación y/ o evaluación de una organización compleja, lo constituye la Planeación Estratégica Situacional, PES. En Colombia este método ha sido utilizado por el Ministerio de Transporte, el Instituto Nacional de Vías y muchas secretarias de obras públicas, en sus procesos de planeación.
En la planeación tradicional los momentos 3 y 4 no se dan, y corresponden el primero ha diseñar la forma viable de implementar el plan y el último corresponde a la ejecución del plan, en dónde es necesario hacer ajustes permanentes. 7.2.2 Análisis de problemas
El PES ha sido desarrollado por el Profesor Carlos Matus, y como lo señala Bustamante4 su desarrollo conceptual se presenta disperso en varias publicaciones:
El PES se centra en el análisis y resolución de problemas, a diferencia del método tradicional que se centra en el análisis sectorial5. Allí radica todo su potencial y para ello tiene una manera muy especial de describir el problema y llegar hasta las causas del mismo.
• • • • •
La forma mas conveniente de analizar - procesar un problema6, es iniciar con una enumeración de los hechos precisos que verifican su existencia, a esta descripción se le llama el
Estrategia y plan. Planificación de situaciones. Política, planificación y gobierno. Adiós, señor presidente. El líder sin estado mayor.
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7 – La organización y el programa de ejecución
marcador del problema o el vector de descripción del problema, VDP. Este vector es relativo al actor que lo declara. El VDP de un problema debe cumplir la cuatro (4) siguientes funciones7:
La clasificación y relaciones entre las causas y el VDP se lleva a un grafico denominado el flujograma situacional9, el cual es un modelo diferenciador y relacionador de causas, y de éstas con los hechos que se pretende explicar.
• Dar claridad sobre la naturaleza del problema. • Dar precisión sobre lo que debe ser explicado. • Permitir que la evolución del problema pueda ser monitoreado en el tiempo. • Verificar la eficacia de acción par enfrentarlo.
7.2.3 Ejemplo del Análisis de un problema utilizando la técnica del PES.
Los marcadores componentes del VDP deben cumplir varios requisitos8: • • • •
Deben ser precisos y monitoreables. Deben ser necesarios a la descripción. Deben ser suficientes para explicar el problema. Ningún descriptor debe referirse a causas o consecuencias. • No debe haber relaciones casuales entre los marcadores. Explicar un problema es construir un modelo cualitativo de su gestación y tendencias; identificando cuales causas son: Flujos: Estas hacen relación a las causas inmediatas, mas evidentes . Acumulaciones: Hacen relación o causas que se van dando históricamente; y que han sufrido un proceso de adición y / o acumulación. Reglas: Hace relación a las causas relacionadas con el marco regulatorio formal e informal y a ventajas o desventajas que experimentan algunos actores, y que han sido incorporados a la normatividad y legalidad del contexto. También es necesario especificar cuáles de las causas están bajo total control del actor que planifica, cuáles están fuera de control y cuales están fuera del sistema que se trata de analizar.
Para fijar las ideas en relación a la descripción de un problema y su flujograma situacional , se pretende analizar el problema : “deficiente control de peso por vehículo en las carreteras”. A manera de técnica se indican unos pasos para la elaboración del flujograma. • Paso 1: Describir los marcadores del problema; o vector de descripción del problema, VDP. • Paso 2 : Identificar las causas mas inmediatas, a las que se le llama flujos. • Paso 3 : Identificar la acumulaciones, o causas históricas. • Paso 4 : Identificar el marco regulatorio . • Paso 5 : Preparar el flujograma situacional. Si bien se han establecido unos pasos secuenciales, en la practica el proceso no es lineal si no que por el contrario es un proceso en espiral, en donde el analista debe regresar continuamente atrás y luego avanzar y así sucesivamente. Paso 1 : Describir los marcadores del problema o VDP. El propósito es listar unos indicadores cuantitativos y/o cualitativos que permitan ser verificados en el tiempo. Estos indicadores deben ser calculados para la situación actual y se deben establecer pautas para su medición periódica.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
En el Ejemplo “deficiente control de peso por vehículo en las carreteras” se han identificado los siguientes marcadores del problema:
• El flujo vehicular se ha incrementado notablemente.
• Un porcentaje bajo de la red se encuentra en mal estado.
• Afán de rentabilidad inmediata por parte de los propietarios de los vehículos y de sus conductores.
• Las deflexiones medidas con viga benkelman y el IRI se encuentran en niveles preocupantes.
Paso 3 : Identificar la acumulaciones, o causas históricas.
• Un alto porcentaje de camiones exceden el límite de carga total y por ejes.
Las acumulaciones dan cuenta de causas del problema debidas a razones estructurales o funcionales que se han ido originando en el tiempo. Con frecuencia es fácil identificar para grupos de flujos, razones que den cuenta de su aparición.
A este nivel es importante identificar las consecuencias de la situación, entre las que se pueden señalar: • Unos sobrecostos en los costos de operación vehicular. • Una dificultad en la selección del tipo de intervenciones y programación del mantenimiento, dado que el problema es tan general, que cubre casi la totalidad de la red vial. • Afectación a estructuras especiales como puentes y túneles. Paso 2 : Identificar las causas mas inmediatas, a las que se le llama flujos. A este nivel es importante relacionar porque se ha llegado a la situación que reflejan los marcadores del problema. Estas son las denominadas causas del problema, que una vez identificadas y priorizadas, van a ser materia de los planes operativos y de mejoramiento.
Para el ejemplo se han identificado las siguientes acumulaciones: • Inexistencia de un sistema integral de administración y gestión del mantenimiento vial, con las siguientes deficiencias: ⇒ Carencia de un sistema de información vial. ⇒ No se llevan control de costos, rendimientos y efectividad de las intervenciones en materia de mantenimiento vial. ⇒ Pocas opciones de gestión vial, sólo se utiliza el modelo de administración directa, se carece de administradores viales, microempresas de mantenimiento, etc. • Débil estructura empresarial del sector de transporte de carga. Paso 4 : Identificar el marco regulatorio.
Se da inicio a esta búsqueda por las causas más inmediatas, en el ejemplo se han identificado: • Deficiencias en especificaciones, materiales y procesos productivos en la mayoría de los tramos de la red. • Baja capacidad técnica, financiera, operativa para establecer mecanismos de control de pesos por eje.
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Se trata de identificar las reglas con las que opera el entorno del problema. Estas reglas pueden ser leyes, reglamentos, prácticas culturales, etc. En el ejemplo se han identificado las siguientes: • La organización del sector vial esta caracterizada por:
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⇒ La estructura de las entidades regionales encargadas de la red vial, diluye las responsabilidades. ⇒ Las entidades regionales tiene bajo su competencia muchas funciones y pocos recursos. ⇒ Baja capacidad técnica de los funcionarios. ⇒ Condiciones de trabajo que desestimulan el trabajo de funcionarios: bajos salarios, pocas oportunidades de capacitación, etc. • Indefiniciones jurídicas en materia de pesos por eje en carreteras de segundo y tercer orden. • En las resoluciones del Ministerio de Transporte se establecen pesos por eje y dimensiones de los vehículos que supera con creces las normas y especificaciones con las que fueron construidas la mayoría de las carreteras del país.
7.2.4 Diseño de la situación objetivo El diseño de la situación objetivo10 es el producto del trabajo iterativo entre el flujograma del problema, la identificación de las causas criticas y el planteamiento de metas u objetivos que se se deseen alcanzar. En términos más precisos, el propósito del diseño de la situación objetivo es plantear un escenario donde se considere que es posible alcanzar las metas propuestas. Escenario que contiene cambios que produzcan modificaciones importantes en las causas identificadas en el flujograma del problema11. El diseño de la situación objetivo comprende la elaboración de un flujograma que muestre las acciones de cambio y los resultados.
• Cultura que privilegia la ganancia privada de corto plazo en desmedro del beneficio social.
El punto de partida serán los resultados esperados, como contraparte de los marcadores del problema.
• Modelo económico y crecimiento regional promueven el incremento y modernización del parque automotor.
Para el ejemplo se formulan los siguientes resultados:
• Bajo o nulo nivel de integración de la red vial de carreteras con otros modos de transporte.
• Disminuir el tránsito de vehículos sobrecargados, a niveles razonables.
Paso 5 : Preparación del flujograma situacional.
• Elevar el nivel de servicio de la red.
El flujograma situacional es una representación gráfica de las causas del problema, sus marcadores y consecuencias. Tiene la gran ventaja, que permite disponer de toda la información relativa al problema. Es una forma más adecuada de disponer del diagnóstico de la situación que se esta analizando. En la practica, los analistas preparan el flujograma situacional, en etapas posteriores, hacen una descripción como la desarrollada en el ejemplo. El flujograma del problema del ejemplo se presenta en la Figura 7.7.
Se establece ahora que cambios se deben dar en el flujograma del problema para alcanzar estas metas. Nótese como el nivel del cambio va siendo más difícil de proponer y de implementar a medida que se pasa de los flujos, a las acumulaciones y de éstas a las reglas. Para el ejemplo se han identificado: • Establecimiento de un sistema de control de cargas, con la existencia de por lo menos cinco sitios de control permanente y jornadas de control mensual en por lo menos 10 sitios. • Jornadas de capacitación a conductores de camiones en relación a las consecuencias de
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Figura 7..7 Flugograma del ejemplo
30. Bajo nivel de integración de la red vial de carreteras u otros modos de transporte (transporte férreo)
29. Modelo de desarrollo económico del País y dinámica socioeconómica del departamento promueven el incremento y modernización del parque automotor
25. cultura que privilegia la ganancia privada de corto plazo en desmedro del beneficio social
27. La resolución 1379/88 establece pesos por eje y dimensiones de camiones que supera las normas de diseño con que fueron construidas las vías
28. indefiniciones de las competencias y criterios para el control de pesos máximos par carreteras de 2 y 3 orden.
- Misión de la secretaria de OOPP disuelta en múltiples acciones diferentes al área vial que dispersan el foco de atención. - Con fuerte centralización en al toma de decisiones (al interior de la secretaria y en general, en la gobernación) - Condiciones de trabajo que desestimúlan la eficiencia de los funcionarios (bajos salarios, ausencia de estímulos) NC15
- La estructura organizativa de OOPP diluye las responsabilidades sobre mantenimiento rehabilitación, mejoramiento, construcción y atención de emergencias.
15-Reglas de juego macroorganizativo en el área vial. Caracterizadas por:
REGLAS
20. sistema de control de pesos por vehículo en la red vial nacional, incipiente y en proceso de diseño y montaje por parte de INV.
- Sin evaluación periódica de estación de la red vial que alimente la toma de decisiones - Coyuntural. - No tiene memoria acumulada. - No existe retroalimentación sistemática.
de la red vial del departamento. - Inventario de la red vial desactualizado y sin retroalimentación permanente.
5. Inexistencia de un sistema de información
4.Inexistencia de un sistema integral de administración y gestión del mantenimiento de la red vial Dptal. - No existe sistema de información vial (calidad de las vías, TPD, ETC. - Sin sistema de contabilidad de costos control de labores de mantenimiento. - Sin mecanismos alternos para la gestión del mantenimiento (concesiones, microempresas, administradores, viales convites)
ACUMULACIONES
VDP
26. Flujo vehicular incrementado y con capacidad de cargar por vehículo pero encima de lo permitido en las normas y los niveles de diseño
d1: un porcentaje bajo de la red se encuentra en buen estado. d2 : Las deflexiones y el IRI se encuentra un niveles muy preocupantes. d3 : Un alto porcentaje de camiones exceden el limite de carga total y por ejes.
3. Baja capacidad técnica, financiera, operativa e información del departamento para establecer un sistema de control de pesos máximos en su red vial
FLUJOS
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llevar sobrecargas y como ellos mismos se ven perjudicados al inducir el aumento de los costos de operación de sus vehículos. • Promocionar la creación de microempresas de mantenimiento vial para las carreteras de segundo orden. • Establecer el programa de guardavías en las carreteras de tercer orden. • Revisión de las especificaciones de construcción para carreteras. Para cada uno de estos cambios se debe formular los respectivos proyectos, presupuestos, responsables, plazos, mecanismo de control, etc. Para tener una referencia de un problema de mayor envergadura, como es el mal estado de la red vial , se presenta, en la Figura 7.8 un flujograma del problema, obtenido del análisis de una red regional.
7.3. CONCEPCION DE UN SISTEMA DE GESTION VIAL 7.3.1 Marco general Los graves problemas identificados en la administración de la infraestructura vial en América Latina, han llevado a la necesidad de reorganizar muchas de las entidades y esquemas de intervención en calles y carreteras. Algunos elementos o principios han orientado estos cambios12, si bien ellos han aparecido en forma más espontánea,. Entre ellos se tienen: • Reconocimiento de la importancia económica y social de las actividades de mantenimiento vial. • Desarrollo de sistemas administrativos basados en enfoques integrales y sistémicos. • Promoción de la participación privada en la gestión de la infraestructura, a través de nume-
rosos, y novedosos esquemas operativos y financieros. • Fortalecimiento de la capacidad técnica de los organismos públicos encargados de la planeación, coordinación y control de la gestión vial. • Aseguramiento de recursos financieros mediante la aplicación de sobretasas y cobro a los usuarios. • Mejoramiento de modelos matemáticos sobre operación de vialidades, comportamiento de materiales y cargos a los usuarios de las vías. • Reformas institucionales y ajustes macroeconómicos, que aunque impopulares, han creado una situación de aparente estabilidad financiera y jurídica. En conjunto con todos estos antecedentes y con herramientas de análisis y trabajo como la planeación estratégica situacional y el enfoque sistémico de la administración, han llevado a la puesta en marcha de sistemas de administración o gestión vial. Si bien estos sistemas están soportados en la tecnología de la electrónica, de las comunicaciones y en programas de computador ; su alcance y propósito es mucho más amplio, y procura cubrir todas las actividades, desde la planeación del sector hasta el control y evaluación de cada una de las intervenciones de mantenimiento. Con estos alcances, se entiende porque se habla de un cambio radical en la institucionalidad del sector de las carreteras. Si bien falta mucho por recorrer para disponer de esquemas completos de administración vial, el camino ya se ha iniciado en la mayoría de los países de América Latina; algunos con mayores desarrollos. En Colombia, uno de los pioneros de muchas de las acciones más novedosas ensayadas en la década de los 90, se mira con preocupación un estancamiento y retroceso en muchas de los programas que se venían ejecutando.
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Figura 7.8 Flujograma del problema de una red en mal estado Fuente: Provial Cundinamarca, 1997.R.
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Figura 7.8 Flujograma del problema de una red en mal estado (Continuación) Fuente: Provial Cundinamarca, 1997.R.
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7.3.2 Componentes del sistema de gestión vial — Enfoque sistémico A través de este nombre se esconden variados modelos administrativos basados en la gerencia de proyectos. Su desarrollo se ha dado a partir de los grandes proyectos militares y aeroespaciales. Su rasgo más característico, y tal vez su mayor bondad, radica en que reconoce el ciclo de desarrollo de los proyectos, que exige tipos de organización diferentes para cada una de las etapas de desarrollo del proyecto. Subsistema de información La base del sistema de gestión esta conformado por la información relativa al estado de la red, precios unitarios, rendimientos. La información requerida a cada nivel se debe definir cuidadosamente, así, como los procesos de actualización y de manejo de la información. Al respecto, es conveniente utilizar un Sistema de Información Geográfico y aplicar técnicas de contabilidad de costos. La electrónica, las comunicaciones y la ingeniería del software permiten disponer hoy de sistemas de gestión de grandes bases de datos, con presentación en mapas, cuadros.
problemas típicos recurrentes que se deben analizar: • Mal estado de la infraestructura vial. • Problemas de seguridad vial. • Sobrecargas de vehículos de carga. Para las acciones de mejoramiento que se identifiquen se requiere la determinación de la cantidad de trabajo que generan y como es natural este trabajo implica disponer de recursos y medios. que también hay que cuantificar, dándole respuesta con esto a ¿con qué se va a hacer?. Todo este proceso conocido como planificación se basa en disponer de una base de datos y experiencia, normas y métodos o técnicas numéricas y gráficas de cálculo y optimización de recursos. El proceso de planeación que se propone, y que exige un sistema de esta naturaleza, es dinámico y permanente. A cada momento el sistema debe ofrecer respuestas inmediatas, la validez de estos resultados dependen de la calidad y vigencia de la información y de los procesos de evaluación y de priorización de los proyectos que se implementen. A continuación, se hace una breve descripción de las tareas que cubre este subsistema:
En los primeros sistemas de administración vial que se implementaron, se tenia una creencia generalizada, en que el subsistema de información era el sistema como tal. Se esperaban mejoras en el estado de las redes viales, y estas nunca llegaban ya que los procesos de planeación y organización seguían siendo los mismos. Una frase de Bustamante 13 ilustra esta situación:
• Identificación de las características de las vías que conforman la red y del tránsito que circula por ellas.
“Absurdo: Esperar resultados diferentes, haciendo repetidamente lo mismo.”
• Identificación, a nivel de proyecto, de la solución de rehabilitación más aconsejable para cada uno de los sectores de la red seleccionados en el paso anterior, o sea aquellos que presentan un nivel se servicio próximo al mínimo aceptable.
Subsistema de planeación La planificación estratégica situacional es una herramienta valiosa para llevar a cabo estas labores, con varias experiencias. Tres son los
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• Identificación de los sectores de la red que por su estado superficial y/o estructural están próximos a traspasar los umbrales de intervención y que por lo tanto requieren de acciones de mantenimiento y/o rehabilitación.
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• Elaboración del listado de prioridades. Con base en los indicadores de rentabilidad de cada uno de los sectores analizados con el Modelo HDM y en las políticas gubernamentales, se preparan los listados según prioridad de ejecución. • Afinamiento, estudios técnicos detallados. Los proyectos seleccionados para ejecutarse deben ser materia de estudios técnicos detallados, hasta obtener los planos de construcción y sus presupuestos. • Configuración del Plan de Inversiones para el período considerado. Para ello se toman como base: ⇒ Los costos de la solución de rehabilitación más aconsejable para cada sector. ⇒ Los costos del mantenimiento rutinario de la red. ⇒ Los costos de construcción de proyectos nuevos. ⇒ Las restricciones presupuestales. • Implementación del Plan de Inversiones. Una vez definido el Plan, el paso siguiente es su implementación, que consiste básicamente en: ⇒ Consecución de fuentes de financiamiento (internas y externas). ⇒ Licitaciones y contratos. ⇒ Supervisión técnica y administrativa de las obras de construcción, mantenimiento y rehabilitación.
empleo de la computación incluye el software apropiado así como el hardware requerido. Tres son los elementos básicos para atender estas actividades: • La adopción de una tecnología apropiada de auscultación de carreteras y su interface con un sistema de información geográfico. • La determinación de niveles de intervención en las carreteras, su campo de aplicación, especificaciones, equipos y modalidad de contratación más apropiada. • La adopción de un modelo que permita pronosticar el comportamiento de la infraestructura, bajo la acción del ambiente, el tráfico y las actividades de mantenimiento y/o mejoramiento propuestas. Subsistema operativo La estructura organizativa es la respuesta, en términos prácticos, de todo el sistema administrativo propuesto. Su expresión, a través de los denominados organigramas, deben responder a los objetivos y funciones señalados para cada subsistema.
Además, comprende el conjunto de técnicas, metodologías o procedimientos tanto del proceso de análisis, diseño o proyección, planificación, programación, ejecución y control.
En las primeras etapas de desarrollo de los sistemas de gestión vial se asumía que la organización más apropiada era a través de la conformación de grupos según cada uno de los subsistemas. Así se crearon: grupo de planeación, grupo de control, grupo de mantenimiento, grupo de puentes, etc. Al poner en prácticas estas unidades, se detecto rápidamente que cada una de estas unidades eran aisladas, sin comunicación ni vínculo. Cada una de ellas, se apropiaba de información de otras y producía unos resultados, que en teoría, estaban disponibles para las otras unidades. Ello, se debía básicamente a que se incumplía uno de los principios rectores de la administración, cual es la unidad de dirección.
Contempla técnicas y equipos, útiles y herramientas, sistemas constructivos, en el caso de
Por tanto, la estructura lineal — funcional, que reúne las características propias de cada una
• Evaluación del impacto de la inversión en el nivel de servicio de la red. Estas actividades de evaluación permiten la retroalimentación y permanente actualización de la base de datos.
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de ellas, parece ser la más se adapta a la filosofía del enfoque sistémico.
Según Drucker16 eficiencia es hacer correctamente las cosas y eficacia es hacer las cosas correctas.
Se compone de una estructura rígida en el mando, pero con una gran flexibilidad en las funciones que se puedan realizar en cada una de las direcciones o gerencias.
Los principales aspectos que se deben controlar en los análisis de eficiencia son:
La organización debe ser pensada para que responda a cambios en la forma de contratación u adopción de esquemas de gestión vial que se consideren oportunas en cada momento. Por ejemplo, en ciertas regiones podría ser muy conveniente el empleo de microempresas de mantenimiento, mientras en otras, el esquema podría ser contratos integrales de mantenimiento. El control de los dos esquemas debería ser para cada caso con criterios diferentes. Subsistema de evaluación y control El complemento de la planeación es el control, son los dos lados de la misma moneda. El control le da al proceso un carácter dinámico y de retroalimentación. En las actividades de control se emplean dos términos que deben ser adecuadamente entendidos y aplicados: eficiencia y eficacia15. Eficiencia significa hacer mejor lo que ya se está haciendo, es decir, está relacionada con hacer las cosas bien. Eficacia supone aprovechar las oportunidades para crear resultados incluso cambiando las condiciones existentes, es decir, está relacionada con hacer lo que se debe hacer. Se puede ser eficiente en hacer cosas inútiles y en este caso no se es eficaz. La eficacia es la base del éxito y la eficiencia es un requisito mínimo para mantener el éxito una vez alcanzado.
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• • • • •
Las metas físicas. La calidad. El tiempo. Los costos. La estructura financiera.
En los últimos años se han impulsado los denominados sistemas de aseguramiento de la calidad, que buscan garantizar que las actividades involucradas en el proceso de producción de un bien o en la prestación de un servicio, se realizan de acuerdo con estándares reconocidos por la comunidad nacional e internacional. Estos aspectos tratan de medir la eficiencia del sistema, y dependiendo de los resultados del control, se deben efectuar los ajustes del caso. Los análisis de eficacia son muchos más complejos, porqué están altamente relacionados con la pertinencia de la misión de las instituciones y empresas. Cubren un análisis con herramientas de diagnóstico institucional y metodologías de investigación evaluativa. Un sistema de gestión vial debe procurar un control permanente de la eficiencia del sistema, y un esquema flexible para introducir las mejoras del mismo. Una evaluación de eficacia del sistema de gestión vial debe cubrir la evaluación periódica de tramos de prueba, en dónde se apliquen diversas técnicas de intervención a las carreteras y que sean objeto de seguimiento y análisis. Debe cubrir un programa de investigación permanente.
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• Subsistema de Sociología17. Esta componente del sistema reviste una gran importancia para garantizar y generar un buen ambiente de trabajo. Además de tener funciones al interior de la organización, se le deben adicionar otras funciones, como la de medir el impacto social de los proyectos que se ejecuten. Se debe disponer de un Programa de Capacitación permanente e integral a funcionarios y contratistas. La capacitación debe orientarse a aspectos técnicos, de organización, financieros, legales, de gestión, ambientales, etc. Se deben establecer, con base en los resultados de la evaluación, promoción de los funcionarios de acuerdo con su desempeño. Al ejecutar el programa de capacitación se debe procurar promover la creación de empresas especializadas en gestión vial, mantenimiento vial, etc.
7.4 DIFERENTES MODALIDADES DE GESTION VIAL Una de las características de un sistema de gestión vial es la flexibilidad en materia de participación del sector privado en ciertas actividades: suministro y operación de equipo de auscultación, administración vial, contratos de obras, concesiones viales y otros. Sin embargo, todo el sistema es controlado por un ente central, que corresponde a una estructura lineal, con unas ramificaciones, la parte funcional, y que en conjunto respondan con eficiencia y eficacia. La tendencia mundial en la administración vial es establecer esquemas de participación pública y privada, denominados en la literatura, participación PPP. Son muchas las modalidades que se han aplicado en el mundo, en relación con actividades
de gestión vial, pero algunas de ellas son más conocidas en América Latina. Antes de entrar hacer una presentación formal, se debe aclarar que muchas de ellas obedecen más a esquemas financieros que propiamente técnicos, por lo que han encontrado una gran resistencia en la aplicación en muchos países. 7.4.1 Contrato de mantenimiento y/o rehabilitación18 A través de este tipo de contratos calificados jurídicamente como arrendamiento de servicios y encuadrados dentro de la denominación genérica de “service contracts”, siguiendo la nomenclatura de uso internacional, la administración pública contrata con un agente privado, la realización de labores de mantenimientos rutinarios, mantenimientos periódicos y/o de rehabilitación, según los casos, a cambio de un determinado precio o retribución a serle pagado directamente por la administración. Las razones básicas para la utilización de esta modalidad de PPP por parte de la administración han estado centradas, fundamentalmente, en la intención de mejorar la eficiencia en la financiación y ejecución de dicho tipo de actividades, como respuesta a los malos resultados evidenciados a partir de varios años de aplicación del sistema tradicional que, en el caso, implicaba que las actividades de referencia eran ejecutadas directamente por la administración utilizando estructuras laborales propias. En cuanto al pago que recibe el contratista de la administración, cabe también señalar que puede asumir diferentes modalidades, a saber: • Pagos efectuados sobre la base de precios unitarios o por trabajos específicos ejecutados previamente definidos en el contrato. • Pagos efectuados sobre la base de resultados
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alcanzados por el contratista (e independientemente de la cantidad de trabajo o volumen de obras ejecutada por éste) conforme a determinados parámetros objetivos de desempeño definidos en el contrato. En Colombia se han utilizado dos modalidades: • Contratos tradicionales de mantenimiento, caen en la esfera de los contratos de obra, donde el pago se hace en base a precios unitarios. • Contratos integrales de mantenimiento, con plazos de 3 a 5 años, y con formas de pago según precios unitarios. La utilización de contratos de mantenimiento y/o rehabilitación en la modalidad de contratación por estándares son utilizados inicialmente en Argentina, Brasil, y Uruguay despertando posteriormente interés en países desarrollados como Estados Unidos, Australia y Nueva Zelanda, entre otros, sobre la base de su potencial para alcanzar metas en materia de reducción de costos de dichas labores, así como en el aporte de soluciones de largo plazo al mantenimiento de redes viales. Entre las ventajas, se tienen: • Facilidad de la supervisión y control del estado de la vía. • Transferencia de riesgos al contratista. • Propicia la eficiencia y eficacia en el trabajo de los contratistas. • Mejora el nivel de servicio para los usuarios. • Permite una programación del gasto público, ya que las partidas de pago son fijas. 7.4.2 Contrato de gestión19 El objeto de estos contratos es la prestación de un servicio especializado, tales como: • Prestación de servicios específicos de gestión: recaudación de peajes, gestión de sistemas de control de cargas, vigilancia y mantenimiento del tráfico, control del señalamiento preventivo, conteo de tráfico, atención de servicios de
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emergencia mecánica y médica, extinción de incendios ocasionados por accidentes, suministro de información de tráfico y complementaria a usuarios, atención de usuarios en general, etc. • Prestación integral de servicios gestión, comprendiendo la totalidad de los servicios anteriormente mencionados; incluyendo o no la organización y/o control de las actividades de mantenimiento / rehabilitación ejecutadas por terceros. • Prestación integral de servicios de gestión y de mantenimiento y rehabilitación vial. En Colombia se han utilizado dos opciones interesantes: • Microempresas de mantenimiento, según un esquema que ha servido de modelo para otros países de América Latina. • Administradores viales, esquema original, que consiste en profesionales altamente capacitados encargados de la administración de un tramo de carretera. Los administradores no ejecutan obras, pero proponen y gestionan las necesarias para actuar en el momento oportuno. 7.4.3 Contrato de construcción “llave en mano”20 Se trata de una modalidad derivada del tradicional contrato de obra pública, y que, a diferencia de éste, presenta las siguientes particularidades: • La financiación del proyecto está a cargo del contratista, que recibirá el pago correspondiente de la administración una vez haya finalizado la ejecución del proyecto y se acredite sus condiciones adecuadas de funcionamiento . • Las tareas objeto de un contrato “llave en mano” suelen ser de carácter más amplio que las usualmente comprendidas en un contrato de obra pública. En este sentido, además de la construcción de la obra o proyecto de infraestructura en sí, suele incluir el diseño (a partir de
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pautas básicas previstas por la Administración), la provisión de equipamientos para la explotación, la financiación, la puesta en marcha y, eventualmente, su explotación por un determinado plazo (en general, entre 2 y 5 años máximo), • En general, a través de este tipo de contratos suelen consolidarse una amplia gama de actividades conexas, que tradicionalmente eran objeto de diferentes contratos, en un solo contrato de carácter integral; lo cual, al centralizar las mismas en una sola entidad responsable, permite alcanzar mejoras notables en la eficiencia y eficacia en el monitoreo y ejecución de dichas actividades. Ahora bien; al igual que en los modelos de PPP anteriores, también en este caso, la retribución del contratista es abonada directamente por la Administración. En general, y especialmente en proyectos de obras en el sector de transportes, el pago cubierto al contratista consiste en una suma de carácter fijo, la que muy posiblemente ha constituido el criterio básico o factor preponderante de adjudicación del correspondiente contrato en el procedimiento licitatorio. Una variante de este sistema es el denominado arrendamiento financiero, que opera como un leasing, en el cual el sector privado construye la infraestructura y la administración pago un canon mensual de arrendamiento, calculado financieramente. Al final del período, opera la opción de compra. 7.4.4 Contrato de arrendamiento de infraestructura 21
ciones previamente convenidas con la Administración. En líneas generales, el referido modelo contractual, puede caracterizarse de la siguiente manera: • El contratista obtiene su remuneración directamente de los usuarios que acceden a las infraestructuras o a los servicios prestados. De ahí que a diferencia de las modalidades de PPP antes enunciadas, en este caso y salvo excepciones expresamente pactadas, el contratista asume los riesgos comerciales de la operación en su totalidad: los riesgos de mercado, de sobre-costos operativos y tarifarios. En definitiva, bajo esta modalidad el contratista asume la responsabilidad de la gestión de los servicios correspondientes, mantiene relaciones contractuales con los usuarios y percibe de éstos las tarifas correspondientes como consecuencia de los servicios prestados. • En contrapartida por el derecho al uso de las infraestructuras afectadas a su actividad otorgado por la Administración, el contratista está obligado al pago a ésta de un canon periódico por concepto de arrendamiento. En consecuencia, la retribución del contratista vendrá dada por la diferencia entre los ingresos tarifarios y otros precios percibidos de los usuarios, y los costos a su cargo, incluyendo el canon de arrendamiento. • Las inversiones en la infraestructura así como las labores de rehabilitación y reparaciones mayores son, a cargo de la Administración. En estos casos, el contratista suele asumir, la obligación de realizar mantenimientos rutinarios, así como de ejecutar determinadas inversiones menores. 7.4.6 Contrato de concesión22
Se arrienda a una entidad privada infraestructura, equipos e instalaciones de su propiedad, por un determinado plazo y a cambio de un determinado precio o canon abonable en cuotas periódicas durante la vigencia del contrato, la cual se obliga a prestar un determinado servicio o ejercer ciertas actividades en las condi-
Es la modalidad de PPP más extendida en todo el mundo, dadas sus características de flexibilidad. Hasta la década de los setenta, la gran mayoría de esquemas de gestión vial se centraban
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
en la administración directa de las redes viales, en todas sus etapas: planeación, diseño, construcción y operación.
• Permite la participación del sector privado en la gestión de carreteras, sin perder el estado su titularidad.
La figura jurídica de la concesión consiste en la transferencia de la infraestructura al sector privado, para su explotación comercial. Las inversiones que debe realizar el concesionario son muy variadas, dependiendo del tipo de proyecto, pero pueden cubrir desde una construcción nueva hasta el mantenimiento de la carretera. El mecanismo usual de recuperación de la inversión es mediante el cobro de una tarifa o peaje, cuyo nivel máximo es regulado por el estado.
• Posibilita una expansión acelerada y a menores costos del patrimonio de infraestructura pública, sin comprometer otros objetivos como los compromisos de gasto social, la reducción del déficit o el mantenimiento de la presión fiscal.
En los años setenta y ochenta se inicia un período de extensión del modelo, con las siguientes características: • Antes que como un negocio del sector de la construcción, las concesiones actuales se conciben como negocios económico- financieros, en los cuales es fundamental involucrar a los agentes financieros, satisfaciendo sus expectativas básicas en este tipo de proyectos. La importancia de estos actores en estos procesos, muchas veces desconocida por parte de quienes han estructurado proyectos de concesiones en el pasado, se aprecia simplemente de ver los esquemas de financiamiento utilizados en estos casos, en donde la relación de capital propio a recursos ajenos para cubrir las inversiones involucradas en los proyectos se sitúa, por lo general, en porcentajes del entorno del 20/80 a 30/70. • Del modelo de concesión a total riesgo del concesionario se pasa al modelo conceptual de la concesión como herramienta de cooperación público-privada; que en los hechos, implica, en ciertos escenarios, una coparticipación de la administración en las rentabilidades y riesgos de los proyectos de infraestructuras en cuestión. Los beneficios que este instrumento reporta al estado son, en general, del siguiente orden:
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• Genera mayores eficiencias en el diseño, construcción y operación de las obras públicas y/o prestación de los servicios públicos; • Permite lograr un impacto fiscal positivo para el Estado (lo que se alcanza por la vía de reducir o suprimir subsidios, o por la generación de ingresos con la concesión, entre otras modalidades). • Permite desplazar de los contribuyentes a los usuarios los costos asociados a proyectos de inversión en infraestructuras públicas. • Posibilita transferir al sector privado los riesgos que están bajo su control y/o que puede mitigar más eficientemente. • Tiene efectos positivos sobre la creación de oportunidades de inversión para el sector privado, posibilitando la canalización de ahorro hacia inversiones productivas de alta confiabilidad. • Permite la captación de ahorros extranjeros. 7.4.7 Dos experiencias en América Latina 7.4.7.1 Concesiones en Colombia23 A inicio de los noventa el gobierno colombiano emprendió un completo plan destinado a modernizar la infraestructura del país mediante la participación de capital privado, en especial en las áreas de construcción y operación de nuevos proyectos, así como en la mejora de los ya existentes, para lo cual se estableció una completa normativa legal que sustentara la participación del sector privado en obras de
7 – La organización y el programa de ejecución
infraestructura. En primer término se pude mencionar la Ley 80 de 1993, Estatuto de Contratación-, en donde se estableció que el sector privado puede participar en contratos de concesión para construcción de una obra pública; en segundo lugar se puede citar la Ley 105 de 1993, Ley del Transporte, en la cual se establecen mecanismos para las obras por concesión., en particular a partir del Capítulo IV de la Ley en donde se autoriza el desarrollo de las concesiones, así como se establecen mecanismos para la financiación de las mismas como son los peajes, subsidios y las garantías de ingresos mínimos. Finalmente, la Ley 448 de 1998, Ley de Contingencias, que establece la normativa para la creación de un fondo de contingencias a objeto de hacer frente a las deudas contingentes del Estado, en este caso con los concesionarios. Si bien el desarrollo mayor de las concesiones puede observarse en el sector vial, también se ha incorporado al sector privado en los sectores de transporte urbano, portuario y aeroportuario, toda vez que mediante el sistema de concesiones se entregó a privados la administración los terminales aéreos de las ciudades de Barranquilla, Bogotá, Cali, Cartagena y Medellín. El programa de concesiones viales desarrollado en Colombia nació en 1992 ha contemplado tres distintas etapas que en su conjunto han implicado 21 proyectos, los cuales han comprendido la construcción de nuevas vías, así como el mantenimiento y rehabilitación de algunos tramos ya existentes. La evolución que ha mostrado el programa de concesiones viales desarrollado por INVIAS ha estado enfocada a asignar de manera más eficiente los riesgos entre el estado y los privados, paro lo cual se ha profundizado el nivel de información disponible al momento de llamar a licitación.
Así, en los proyectos que forman parte de la primera etapa de concesiones, los cuales estuvieron enfocados hacia obras de rehabilitación y ampliación de calzadas, principalmente en los accesos de las ciudades, el Estado otorgó garantías para cubrir los sobrecostos de construcción, así como garantías de ingresos mínimos, dado que no se contaba con una adecuada información de demanda y los estudios de ingeniería no correspondían a la etapa de diseño, sino que sólo llegaban a anteproyecto. En la segunda etapa de concesiones viales la corrección de las deficiencias detectadas con la primera etapa permitió asignar de mejor modo los riesgos existentes en los proyectos de concesiones. En la tercera etapa se mejoraron aspectos que aún generaban incertidumbre sobre los inversionistas. Los estudios de demanda en este caso ya no corresponden a análisis de tráficos, sino que consideran otras variables que pueden tener incidencia sobre el comportamiento de esta variable, como es por ejemplo el valor del producto interno nacional y regional, además se continuó perfeccionando el proceso expropiatorio. En esta etapa se consideraron proyectos que conectan centros productivos con puertos, además del concepto de malla o red vial. La evolución mostrada por el proceso de concesiones en Colombia se presenta en el Cuadro 7.1.
El mayor grado de profundidad de los estudios desarrollados previamente a la licitación, así como la experiencia adquirida se ha visto traducida en una modificación en la asignación de los riesgos, tal como se aprecia en el Cuadro 7.2
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro 7.1 Características básicas del programa de concesiones Item
Primera Etapa
Diseño Ingeniería
Anteproyecto.
Expropiaciones
A cargo de INVIAS.
Demanda
Sólo estudios históricos del tráfico.
Tercera Etapa A nivel de detalle A cargo de INVIAS, pero la gestión es de cargo de la concesión Se incorporan otras vari abl es para estimar los tráficos.
Ambiental
No se contaba con permisos. A cargo de INVIAS.
Se cuentan licencias.
Ingresos
Garantizados.
Ingreso esperado
Análisis Financiero
A cargo del concesionario.
Plazo
Fijo.
con
Banca de inversión.
Variable
Cuadro 7.2 Asignación de riesgos Item
Primera Etapa
Riesgo C o n s trucción
Garantías les.
Riesgo de Expropiacio nes Riesgo de Tráfico
INVIAS asume el sobrecosto de las expropiaciones.
INVIAS
A cargo de INVIAS. Durante la duración de la concesión. No garantizado
Parcial. Sólo en los 10 primeros años.
Tipo de Cambio
parcia-
Tercera Etapa A cargo de la concesión, con excepción del riesgo geológico.
Parcial.
7.4.7.2 Contratos Crema en Uruguay y Argentina24 Los contratos de conservación y mantenimiento por nivel de servicio (contratos CREMA) que llevan a cabo Uruguay y Argentina están sirviendo de ejemplo como experiencia a apli-
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car en los países de la región. En estos contratos el Estado entrega a una empresa privada la responsabilidad de mantener una determinada red de caminos definida en el pliego de licitación bajo el concepto de gestión vial, es decir, el contratista decide que intervenciones deben realizarse respetando las condiciones pactadas con el Estado para lo cual el fiscalizador verifica el cumplimiento de estándares predefinidos. Para el cumplimiento de lo anterior el estado de la vía se define a través de estándares explícitos, dejándose flexibilidad a la empresa en cuanto a la forma en que los alcanzará. Con frecuencia estos contratos incluyen obras de rehabilitación, normalmente a ser ejecutadas al comienzo de su desarrollo con el fin de mejorar la red vial en mal estado para alcanzar el estándar de servicio base predefinido. Los pagos por conservación son realizados a una cantidad global periódica y reajustables. Estos pagos se efectúan no por el volumen de las obras efectuadas, sino por el cumplimiento del estado predeterminado para los caminos en cuotas mensuales por kilómetro, diferenciada por tipo de superficie o rodadura. El incumplimiento de los estándares pactados motiva la aplicación de sanciones, que usualmente incluyen multas y pueden llegar incluso a la terminación del contrato. Por otro lado, las obras de rehabilitación, se pagan a precios unitarios durante la ejecución de las mismas. La infraestructura vial nacional de Argentina alcanza los 40.000 kilómetros de los cuales actualmente 28.600 se encuentra en buen estado, distribuidos en 9.800 concesionados con peaje, 11.800 se encuentran bajo los contratos CREMA y la Dirección de Vialidad solo puede atender 7.000 kilómetros. El resto se encuentra en estado entre complicado y muy malo. En Argentina los contratos CREMA están en aplicación desde el año 1996. En una primera etapa (CREMA I) se licitaron 61 de ellos, con
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
un total de 11.800 km. y redes entre 80 y 350 km., total equivalente a un 55% de la red nacional no concesionada. La red estaba generalmente en buen estado, con un 25% en mala condición y un tráfico medio diario de aproximadamente 750 vehículos. Los trabajos de rehabilitación abarcan aproximadamente el 74% del total a invertir y le mantenimiento rutinario alcanza el 26%. La participación del sector privado fue bastante alta, alcanzando entre 5 a 20 propuestas por contrato.
7.5 PROGRAMACION DE LA EJECUCION Y CONTROL La teoría general define a los proyectos como la mínima unidad de inversión, que tiene tres características fundamentales: • Se puede obtener un presupuesto de su ejecución, con un nivel alto de confiabilidad. • Es susceptible de llevarse a cabo una programación detallada de su ejecución.
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• Se pueden establecer controles de la ejecución, en materia de calidad, costos y tiempos. Los métodos de programación de obra más extendidos son el CPU, PERT y LPU, todos ellos incluyen las siguientes actividades: • Lista de todas las actividades a ejecutar, donde se fijen los recursos: en tiempo, materiales, equipos y recurso humano. • Matriz de precedencias, donde se establece el orden de ejecución de las actividades. • Construcción de la red de actividades. En muchas ocasiones, para respetar lo establecido en la matriz de precedencias, se deben adicionar actividades virtuales, de duración 0. • Cálculo de la red y establecimiento de ruta crítica y holguras de las diferentes actividades. • Construcción de diagrama o carta Gantt, base para llevar a cabo el control de la ejecución.
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1.
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.
19. 20. 21. 22. 23. 24.
Todo lo del numeral ha sido recopilado y adaptado de varias fuentes, entre ellas: Guías de la Escuela de Administración Pública, ESAP; Proyectos de Germán Arboleda, La Teoría de la Organización de Maxwell, entre otros. Además, algunos de los esquemas se han obtenido de consulta por Internet y sin ningún tipo de referencia, por lo que se registra en la fuente como consulta por Internet. SCHLIESSLER Andreas. BULL Alberto. Caminos, un nuevo enfoque para la gestión y conservación de las redes viales. CEPAL. 1994. p.6. BANCO MUNDIAL Mantenimiento de la infraestructura en América Latina y el Caribe. Volumen 4 el sector vial. 1993. p2. BUSTAMANTE MUÑOZ Ary Fernando. Manual de Administración del mantenimiento vial. Universidad del Cauca. 1998. p 93. MATUS Carlos. Teoría de las macro organizaciones. En revista de la Fundación Altadir. No 3, p 32. HUERTAS Franco. Entrevista con Matus. Fundación Altadir, 1994. p.9. Ibid, p 9. Ibid, p 10. Ibid, p 12. HUERTAS Franco. Entrevista con Matus. Fundación Altadir, 1994. p.14. Ibid, p 15. SCHLIESSLER Andreas. BULL Alberto. Caminos, un nuevo enfoque para la gestión y conservación de las redes viales. CEPAL. 1994. BUSTAMANTE MUÑOZ Ary Fernando. Manual de Administración del mantenimiento vial. Universidad del Cauca. 1998. p 20. MURGUEITIO RUIZ INGENIEROS. ARBOLEDA Carlos. Plan Vial del Cauca. 1996. Documento 12, p 23. RODRIGUEZ Lourdes, ESPINET Salvador. Introducción a la dirección integrada de proyectos. Sin fecha, p 33. Ibid, p 34. Ibid, p 38. CORPORACION ANDINA DE FOMENTO. Estudio de alternativas y experiencias en materia de proyectos de participación público - privado en América Latina. Sector Vial. Sin fecha, p 22. Ibid, p 27. Ibid, p 31. Ibid, p 37. Ibid, p 41. Ibid, p 89. Ibid, p 147.
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8– Principios de ingeniería financiera
8. PRINCIPIOS DE INGENIERIA FINANCIERA El capítulo inicia con un análisis de la ley del valor del dinero a través del tiempo y sus implicaciones tanto financieras como sociales. Se desarrolla el método general de la ingeniería financiera y se aplica al manejo de los flujos de caja y obligaciones financieras. Dada la importancia de las tasas de interés se hace una presentación de los tipos que operan en el mercado y de sus equivalencias. Se dan las instrucciones de manejo de un paquete financiero, “La calculadora financiera”, desarrollado en la Universidad del Cauca, de fácil manejo y de libre uso.
8-1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
8.1 PRINCIPIOS BASICOS
•
8.1.1 Valor del dinero a través del tiempo
E
l dinero tiene valor a través del tiempo. Esta proposición que se denomina la regla de oro del sistema capitalista*, es la base para construir la teoría de la ingeniería financiera, las finanzas y la evaluación económica de proyectos. Pero para entender adecuadamente la regla de oro, es conveniente acercarnos a los principios de economía política formulados por Marx, Engels, Lenin y otros. El sistema capitalista tiene en la generación de ganancia, el valor del dinero con el tiempo, el incentivo que lleva a empresarios e inversionistas a correr riesgos en sus proyectos. Este atractivo es un factor decisivo en la mejora de la productividad. Sin embargo, el sistema presenta paradojas: muchas de los proyectos están centrados en productos suntuarios, a usuarios con alta capacidad de pago, mientras las necesidades más apremiantes de la sociedad no son satisfechas para la gran mayoría de los habitantes del mundo. 1
En su obra principal Marx comienza su análisis del capitalismo por el concepto de mercancía, bajo el entendido que se transan en el mercado. Bajo el capitalismo, todos los productos, incluyendo la fuerza del trabajo del hombre, se compran y se venden. La razón de ello son tres procesos históricos coincidentes: la privatización de los medios de producción, la división o especialización del trabajo y la conversión de la fuerza de trabajo del hombre como una mercancía. Por su parte, tal como lo reseña Nikitin2, el dinero aparece de modo espontáneo en el proceso del desarrollo de la producción mercantil y cumple varias funciones: • Es medida del valor de las mercancías. En forma ideal, se podría expresar que cada mer-
• • •
cancía representa una cantidad equivalente en gramos de oro. Es medio de circulación. A través del dinero se compran y se venden diferentes mercancías. Sin este mecanismo, los intercambios se darían a nivel de trueque. Es medio de acumulación. Es la expresión por excelencia de la riqueza. Es medio de pago. A través de él, se pueden diferir o aplazar ciertas obligaciones, dando origen a las transacciones de crédito. Es dinero mundial. Que posibilita el intercambio entre países.
El dinero de por sí no es capital3. Antes del capitalismo existía la circulación mercantil, que se expresa mediante la fórmula M-D-M: mercancía, dinero, mercancía. Es una forma especial y flexible de llevar a cabo un trueque. El movimiento de capital se expresa mediante la fórmula D-M-D: dinero, mercancía, dinero4. Para que este tipo de operación tenga sentido, el dinero obtenido al final de la transacción debe ser superior al dinero con que se inicia la operación. Una de las discusiones más apasionantes que se ha dado en el análisis del origen y evolución del sistema capitalista es resolver el interrogante de dónde se genera el incremento de dinero de la fórmula D-M-D. Marx5 señala que ese incremento de capital se origina por la fuerza de trabajo del hombre, y le denomina plusvalía. En la Figura 8.1 se presenta el proceso de reproducción de capital. Como es apenas obvio, el esquema de la figura, es una versión simplista del pensamiento de Marx, pero muestra la generación de ganancia, ley absoluta del sistema de producción capitalista. Ese proceso de acumulación primario permite disponer de las condiciones iniciales para iniciar una producción capitalista, en la cual el propósito es crear riqueza a través de la explotación de los recursos naturales y la creación de valor agregado a las mercancías. El proceso de acumulación
*Capitalismo: sistema económico en el que los individuos privados y las empresas de negocios llevan a cabo la producción y el intercambio de bienes y servicios mediante complejas transacciones en las que intervienen los precios y los mercados
8-2
8– Principios de ingeniería financiera
Inversiones (Medios de producción)
Capital Inicial (Acumulación)
Procesos de producción
Capital Final
Decisión de invertir
Fuerza de trabajo
Figura 8.1 Proceso de generación de ganancia en el sistema capitalista toma varios siglos y tiene un impulso significativo con una acumulación primaria de capital, que los historiadores la asocian con las grandes gestas de conquista y colonización de América, África y Asia; con las practicas de despojo de tierra y proteccionismo del estado a industriales en Europa. Todos los sistemas económico — políticos de producción que ha conocido el desarrollo de la humanidad han buscado la acumulación de riqueza, la respuesta de qué hacer con ella, cómo distribuirla, es la que tiene diferentes interpretaciones. Otras justificaciones del valor del dinero a través del tiempo son más cercanas a la forma en que en la actualidad entendemos el funcionamiento del sistema productivo. Al respecto Varela6 señala algunas razones adicionales para entender por que se debe generar dinero de más cuando el dueño del dinero lo otorga en préstamo o lo invierte en un proyecto: • Pierde la oportunidad de hacer otras transacciones atractivas desde el punto de vista económico. • Esta sujeto al riesgo de perder sus recursos. • Disminuyen los bienes que tiene a mano.
• Está sujeto a procesos de devaluación, inflación, etc., que pueden implicar que su dinero esté perdiendo valor o capacidad de compra. • Su recurso es un bien económico y el usuario de este bien (prestatario o proyecto de inversión) va a lograr beneficios por su uso. 8.1.2 Consecuencias del valor del dinero a través del tiempo Muchos de los avances que goza hoy la humanidad se deben a la forma como funciona el sistema de producción capitalista, que incentiva a los inversionistas a asumir riesgos para obtener unas altas utilidades. Sin embargo, por su naturaleza individualista, es también el causante de las grandes desigualdades que se observan en la actualidad y que han llevado a millones de hombre a vivir en la miseria, a padecer el hambre, a subsistir con menos de un dólar diario7. Otras consecuencias, mas inmediatas, y que tienen que ver con el análisis financiero de los proyectos son:
8-3
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• El dinero tiene asociado un costo de capital que debe ser tenido en cuenta en los análisis de flujo de efectivo.
La ecuación básica es:
• Como consecuencia de la anterior premisa, dos cantidades de dinero solamente se pueden sumar o restar si están ubicadas en el mismo punto en el tiempo. Es imperativo tener en cuenta el tiempo en los análisis financieros y económicos.
En donde:
• La conveniencia financiera de una inversión o de un proyecto solamente se da cuando los beneficios son mayores que los costos. Es decir, se genera un dinero de más, que por una parte permite compensar las pérdidas por inflación, más una ganancia adicional. Se ignoran todos los beneficios no cuantificables. 8.1.3 La Ingeniería financiera Se podría definir la ingeniería financiera como una rama de las matemáticas y de la administración que tratan de las relaciones entre flujos de caja, teniendo en cuenta el valor del dinero a través del tiempo. Los ingenieros fueron los primeros profesionales en incorporar estas técnicas en sus decisiones. Con el transcurrir del tiempo, se ha extendido a otros campos, y en la actualidad, un empresario o inversionista serio la utiliza como herramienta de análisis corriente. Dada su naturaleza, los problemas que analiza van desde las situaciones de finanzas familiares hasta el análisis de rentabilidad de grandes proyectos, pasando por los sistemas de financiación de vivienda, operaciones bancarias, bolsa, etc. 8.1.4 Relaciones básicas 8.1.4.1 Interés Es la ganancia o dinero de más que genera el capital. En términos técnicos recibe el nombre de la plusvalía.
8-4
I=F—P
I: Interés, dinero adicional. F: Cantidad futura. P: Cantidad inicial. Además entre F y P ha transcurrido un lapso de tiempo. 8.1.4.2 Tasa de interés Una forma de expresar el dinero de mas que se produce en una transacción, es a través de una relación porcentual entre P e I; a dicha relación se le denomina tasa de interés, que se expresa:
i = _I_ x 100 P En donde:
i: Tasa de interés, en porcentaje. I: Interés, dinero adicional. P: Cantidad inicial. Una forma bastante particular de presentar la ecuación anterior es:
I=Pi En donde:
I: interés, dinero adicional. P: cantidad inicial. i: tasa de interés, en tanto por uno. La importancia de esta expresión es que permite estimar la magnitud de los intereses devengados por una cantidad inicial P, sabiendo que se reconoce una tasa de interés dada, i
8– Principios de ingeniería financiera
8.1.4.3 Tipos de interés Existen dos tipos de interés, compuesto y simple; su diferencia radica en la forma como se comportan en el futuro el interés devengado. En el simple los intereses devengados en un período no se capitalizan, es decir, el capital permanece constante, y es igual a la cantidad inicial P. El interés devengado en cualquier período es igual al producto de P por la tasa de i, en tanto por uno. Por el contrario, en el sistema compuesto, el interés devengado en un período se capitalizan, es decir, se adiciona al capital, y por lo tanto, en los siguientes períodos ese interés devenga interés adicional. A este proceso se le denomina capitalización.
8.1.4.4 Expresiones matemáticas del interés simple y compuesto Interés simple: En este caso los intereses son constantes e iguales a Pi; es decir, que en n períodos, los intereses acumulados serán nPi; por lo tanto, la cantidad futura será:
F=P + nPi
En donde:
F: Cantidad futura dentro de n períodos. P: Cantidad inicial. n: Número de períodos. i: Tasa de interés simple, en tanto por uno. Esta ecuación corresponde a una línea recta, donde F es la variable dependiente y n es la variable independiente. Interés compuesto: Dado que en el interés compuesto opera un proceso de capitalización, la determinación de la cantidad futura F dentro de n períodos se deben realizar de manera que efectivamente se capitalicen los intereses. En la Figura 8.2 se trata de esquematizar el proceso de capitalización como equivalente al ascenso por unas escaleras, cada vez que se asciende un peldaño, transcurre un período de tiempo y se debe pagar un valor, equivalente a los intereses devengados. Antes de iniciar el ascenso, en el peldaño 0, la transacción tiene un valor P, F0 = P, al subir el primer escalón se deben pagar los intereses, I = Pi; la transacción tendrá un valor de:
O su equivalente:
F1 = P + P i = P (1 + i)
F = P (1 + n i)
Al subir el siguiente escalón, los intereses serán: Fn = P(1+i)n
F2 = P(1+i)+P(1+i)i = P(1+i)2
F1 = P+Pi = P(1+i) I = P(1+i)i I = Pi P Figura 8.2 Idealización del proceso de capitalización, interés compuesto
n
2 1 0
8-5
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Esta ecuación representa una curva exponencial con un crecimiento mayor que la tendencia lineal.
I = P (1 + i) i Y la obligación: 2
F2 = P (1 + i) + P (1 + i) i = P (1 + i) Para el enésimo peldaño:
Fn = P (1 + i )n
El proceso de capitalización es comparable al proceso de formación de una bola de nieve. En lo alto del nevado se inicia un pequeño movimiento de masa de hielo, que se empieza a deslizar; por efecto de la pendiente gana velocidad y la masa empieza a crecer, lo que la lleva a ganar mas velocidad y a crecer aún mas.
En donde:
Fn: Cantidad futura dentro de n períodos. P : Cantidad inicia o presente. i : Tasa de interés compuesto, en tanto por uno. n : Número de períodos.
Para aclarar adecuadamente estos conceptos, se presenta en el Ejemplo 8.1, ejercicio de liquidación de intereses; dos situaciones, en la situación 1, las transacciones se dan a interés simple; en la situación 2 se dan bajo la modalidad de interés compuesto. En el Ejemplo 8.2 se presenta un ejercicio donde se explica el proceso de capitalización y su manejo básico.
Ejemplo 8.1 Diferentes tipos de interés A través de un ejercicio sencillo se aprecia la diferencia entre el interés simple y compuesto. Se solicita un préstamo de 100 millones, a una tasa de interés de 2% mensual, en el caso a, el interés es simple, en el caso b, el interés es compuesto. Se desea conocer el estado de las obligaciones en los próximos 6 meses, bajo el supuesto de que no se efectúa ningún pago durante los seis meses de análisis. Caso a — Interés simple A la entrega del préstamo, el saldo de la obligación es de 100 millones, t el instante en el tiempo es t = 0 . Al transcurrir el primer mes, se causan unos intereses, que se determinan:
I = Pi = 100`000.000 x 0.02 = 2`000.000 En ese instante t = 1, el estado de obligación es de 102´000.000, distribuidos en: 100´000.000 a capital y 2´000.000 de interés. Al transcurrir el segundo mes, se causan unos intereses, que se determinan:
I = Pi Bajo esta modalidad, P = 100´000.000, ya que los 2´000.000 no se capitalizan, entonces:
8-6
8– Principios de ingeniería financiera
Ejemplo 8.1 Diferentes tasas de interés (continuación)
I = 100´000.000 x 0.02 = 2´000.000 En ese instante, t = 2, el estado de la obligación es de 104´000.000, distribuidos en: 100´000.000 a capital y 4´000.000 en intereses. En el Cuadro 8.1.1 se presenta el comportamiento de los restantes períodos: Cuadro 8.1.1 Comportamiento de una obligación bajo interés simple (millones de unidades monetarias) Mes 0 1 2 3 4 5 6
Intereses I = 100 x 0.02 = 2.0 I = 100 x 0.02 = 2.0 I = 100 x 0.02 = 2.0 I = 100 x 0.02 = 2.0 I = 100 x 0.02 = 2.0 I = 100 x 0.02 = 2.0
Saldo 100.0 102.0 104.0 106.0 108.0 110.0 112.0
Caso b — Interés compuesto A la entrega del préstamo, el saldo de obligación es de 100 millones y el instante en el tiempo es t = 0. al transcurrir el primer mes, se causan unos intereses que se determinan:
I = Pi = 100´000.000 x 0.02 = 2´000.000 En ese instante, t = 1, el estado de la obligación es de102´000.000. Pero, a diferencia de lo que sucede en el interés simple, todos ellos conforman capital, es decir, se capitalizan. Al transcurrir el segundo mes, se causan unos intereses que se determinan así:
I = 102´000.000 x 0.02 = 2´040.000 En ese instante, t = 2, el estado de la obligación es de 104´040.000. si se compara esta cifra con la correspondiente al interés simple, de 104´000.000, se han generado 40.000 de mas, que corresponden a los intereses devengados por los 2´000.000 en el primer período (los intereses devengan intereses). En el Cuadro 8.1.2 se presenta el comportamiento de las obligaciones para los restantes períodos:
8-7
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 8.1 Diferentes tasas de interés (continuación) Cuadro 8.1.2 Comportamiento de una obligación bajo interés compuesto (millones de unidades monetarias) Meses 0 1 2
Intereses
I = 100 x 0.02 = 2.0 I = 102 x 0.02 = 2.04
Saldo 100.000 102.000 104.040
3 4 5 6
2.081 2.122 2.165 2.208
106.121 108.243 110.408 112.616
Comentarios Una forma de apreciar el comportamiento bajo las dos modalidades es representando las obligaciones (saldo) al final de cada período. Com portam iento de interés sim ple y com puesto
Saldo (m illones)
170
Lineal (Interés simple)
160 150
Exponencial (Interés Compuesto)
140 130 120 110 100 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 12 13
14 15 16 17
18 19
20
21 22 23
24
25 26 27
Meses
El comportamiento del interés simple es lineal, mientras el comportamiento del interés compuesto es exponencial. En resumen: • • • •
Bajo las dos modalidades de interés, se generan dineros de más. En el interés simple el capital permanece constante. Bajo interés simple una obligación crece en forma lineal. Bajo interés compuesto una obligación crece de forma exponencial.
8-8
8– Principios de ingeniería financiera
Ejemplo 8.2 Proceso de capitalización, interés compuesto Para tener una adecuada interpretación de los principios básicos de la ingeniería financiera, y de trabajar el proceso de capitalización, se trata de calcular la evolución de una cuenta de ahorros personal, sabiendo que ha tenido el siguiente historial; todos los valores se expresan en unidades monetarias.
Mes 0 2 5 9
Retiro
Consignación 5000
Observaciones Apertura de la cuenta
2000 2000 4000
Si la entidad financiera reconoce una tasa de interés compuesto del 2% mensual, se pregunta ¿Cuál será la magnitud del saldo en la cuenta, doce meses después del su apertura? Al iniciar la solución del problema, la primera conjetura que se tiende a realizar s la de la operación aritmética: (5000 + 4000) - (2000 + 2000) = 5000. Al realizar esta operación se esta desconociendo el valor del dinero a través del tiempo. Cómo operar entonces de tal forma que se considere la ley del valor del dinero a través del tiempo?. El principio es sencillo, es sumar o restar dos cantidades si y solo si las dos cantidades están ubicadas en el mismo punto en el tiempo; si ello no se da, lo que se hace es trasladar una de n ellas utilizando la formula del interés compuesto, F = P( 1 + i ) . Al examinar el Cuadro de las transacciones, la apertura de la ceunta se da en el tiempo 0, y el primer movimiento se da en el mes 2. Para poder establecer el saldo al final del mes 2, se debe obtener una diferencia entre el valor de 5000 expresado en el mes 2 y los 2000 de retiro, que se produce en ese instante, con lo que el saldo al final del mes 2, S2, será:
S2 = 5000 (1 + 0.02)2 — 2000 = 3202.0 Observe que las dos cantidades están ubicadas en el mes dos. Para llevar los 5000 a 2 se aplica: F = P (1 +i )n; en donde: P = 5000, i = 2% mensual y n = 2 meses, dando un valor de 5202.0 Hasta el momento se sabe que el saldo al final del mes 2 es de 3202. La siguiente transacción se da con un retiro de 2000, al final del mes 5. Aplicando el mismo principio, el saldo al final del mes 5, S5, será:
S5 = 3202 (1 + 0.02)3 — 2000 = 1398.0
8-9
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 8.2 (continuación) Proceso de capitalización, interés compuesto
La siguiente transacción se da con una consignación de 4000 al final del mes 9, el saldo al final de ese mes, S9, será:
S9 = 1398 (1 + 0.02)4 + 4000 = 5513.2 Como el problema plantea encontrar el saldo al final del mes 12, y como entre el noveno mes y el mes 12 no hay mas retiros ni consignaciones, se tiene un saldo, S12 :
S12 = 5513.2 (1 + 0.02)3 = 5850.7
8.2 METODO GENERAL DE LA INGENIERIA FINANCIERA La ingeniería financiera proporciona un método general para resolver innumerables problemas, teniendo en cuenta el valor del dinero a través del tiempo. El método esta compuesto de dos partes, la primera parte gráfica, se le llama diagrama de flujo o línea de tiempo; la segunda parte algebraica, se le denomina ecuación de equivalencia o de valor.
Períodos anteriores a la apertura de la cuenta
-12
……..
-3
-2
8.2.1 Diagrama de flujo Esta conformado por un eje horizontal donde se lleva la contabilidad del tiempo. El 0 de la escala del tiempo se asocia a un evento del problema a resolver. A la derecha del 0, en el eje del tiempo, se registran los períodos futuros con respecto al evento asociado al 0; a la izquierda se registran los eventos anteriores. Para el Ejemplo 8.2, la escala de tiempo se manejaría asignándole el tiempo 0 a la apertura de la cuenta. A la derecha los períodos futuros y a la izquierda los períodos anteriores. En la Figura 8.3 se esquematiza el manejo del tiempo correspondiente al Ejemplo 8.2.
Períodos posteriores a la apertura de la cuenta
-1 0 1 Apertura de la cuenta
2
3
Figura 8.3 manejo de la escala del tiempo en un diagrama de flujo
8 - 10
……..
12 Meses
8– Principios de ingeniería financiera
de como si se fuera a cancelar la cuenta en ese momento, por lo tanto se tendrá un retiro equivalente al saldo que se presenta con una flecha vertical hacia abajo, con un valor X, que constituye la incógnita del problema.
Definida la escala de tiempo, cada una de las transacciones se representa en ella mediante una flecha vertical, hacia arriba cuando constituye un ingreso, hacia abajo cuando la transacción constituye un egreso. En forma mas precisa, y según una convención mas universal, se considera ingreso cuando ingresa efectivo, o “algo” al bolsillo, y egreso, cuando sale efectivo, o “algo” del bolsillo.
8.2.2 Ecuación de equivalencia
Para el Ejemplo 8.2, la transacción en el tiempo 0, corresponde a la partida de 5000, mirado desde el punto de vista de la cuenta constituye un ingreso que se lleva a la escala de tiempo mediante una flecha vertical hacia arriba; tal como se reseña en la Figura 8.4. De forma similar se clasifican las otras partidas, así: • En el mes 2, un retiro de 2000, constituye un egreso, y se represente en el diagrama con una flecha vertical hacia abajo. • En el mes 5, un retiro de 2000, también constituye un egreso, y se representa con una flecha vertical hacia abajo. • La consignación de 4000 en el mes 9 constituye un ingreso, y se representa con una flecha vertical hacia arriba. Por ultimo, ¿Cómo representar el saldo de la cuenta al final del mes 12? Para ello se proce-
Una de las implicaciones más importantes de la ley del valor del dinero a través del tiempo, es que solamente se pueden adicionar o restar dos cantidades que se encuentren ubicados en el mismo punto en el tiempo. Si se examina en la Figura 8.4 la ubicación de las diferentes transacciones, se puede afirmar e que ninguna de las partidas están ubicadas en el mismo punto en el tiempo. Por ello, se debe obligar a que todas las partidas se encuentren en el mismo punto, denominado fecha focal, FF. Como ese proceso implica desplazamiento en el tiempo de las diferentes partidas, se deben afectar de unos factores de corrección, que tengan en cuenta la ley del valor del dinero a través del tiempo. Llevadas todas la partidas u obligaciones al mismo punto en el tiempo, se establece la ecuación de equivalencia, que se plantea en los términos:
5000
0
4000
1
2
2000
3
4
5
6
7
8
2000
9
10
11
i = 2% mensual
(meses) 12
X
Figura 8.4 Diagrama de flujo correspondiente al Ejemplo 8.2
8 - 11
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
n
∑
(E k )(↑ ) =
k =1
∑ (S )(↓ ) m
Situación contraria, se presenta con la transacción de 4000, ubicada en el tiempo 9, que al llevarla a la fecha focal, se debe retroceder, resultando con un valor menor, y por tanto, un valor de corrección menor de la unidad.
j
j =1
El lado izquierdo de la ecuación, corresponde a la sumatoria de todas las transacciones que conforman los ingresos entradas), calculadas en la fecha focal. La sumatoria de la derecha, representa al conjunto de transacciones de egresos (salidas), cuantificadas en la fecha focal.
Del lado de los egresos, la partida de 2000 ubicada en 2, al llevarla a la fecha focal tendrá una equivalencia mayor, mientras las otras dos partidas tendrán unos equivalentes menores. Al proceso de desplazar una transacción de un punto cualquiera a la fecha focal se le denomina actualización, y en el se aplica de forma implícita la ley del valor del dinero a través del tiempo.
Se recuerda que fecha focal, FF, es el punto seleccionado para llevar todas las transacciones. En el interés compuesto la fecha focal puede ser cualquier punto en el tiempo, sin embargo, dependiendo del problema, y con el propósito de simplificar las ecuaciones, se acostumbra a seleccionar el tiempo 0 u otro.
En el proceso de actualización se pueden dar tres casos: • Caso 1 transacción ubicada a la izquierda de la fecha focal (antes de la fecha focal)
En la Figura 8.5 se muestra el planteamiento de la ecuación de equivalencia, correspondiente al Ejemplo 8.2, en el cual se ha seleccionado como fecha focal, el punto 4.
Este es el caso de la transacción de 5000 ubicada en el tiempo 0 y la de 2000 ubicada en el tiempo 2.
Del lado de los ingresos, la primera transacción ubicada en 0 de valor 5000, al desplazarla a la fecha focal en 4, tendrá un mayor valor, según la ley del valor del dinero a través del tiempo, por tanto debe afectarse de un factor mayor de la unidad.
La situación general, se plantea en los siguientes términos: si se denomina Q el valor de la transacción original, que se desplazará a la derecha n períodos, a una tasa de interés i,
5000 4000
FF 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(meses) i = 2% mensual 2000
2000
X
Figura 8.5 Planteamiento de la ecuación de equivalencia, correspondiente al Ejemplo 8.2
8 - 12
8– Principios de ingeniería financiera
se puede decir que su valor equivalente en la fecha focal es mayor, por lo que la debe acompañar un factor de corrección mayor de la unidad. En la Figura 8.6 se esquematiza la situación general, correspondiente a este caso.
Ya que X debe ser mayor que Q, dada la ley del valor del dinero a través del tiempo, el facF tor de corrección ( /P, i, n), debe ser mayor que la unidad.
X=?
De otra parte, si se recuerda la forma de operar con transacciones, desarrollado en el Ejemplo 8.2, se puede plantear:
Q
X = Q (1 + i )n
FF n i
Que proviene de aplicar la fórmula general de n interés compuesto, F = p( 1+ i) . Por tanto:
Figura 8.6 Transacción ubicado a la izquierda de la fecha focal antes de la fecha focal) Para introducir la notación funcional, muy utilizada en la ingeniería financiera, la Figura 8.6, permite afirmar lo siguiente: • El valor de X, desconocido, corresponde a un valor futuro, para calcularlo, se conoce Q, n e i. • El valor X se podría calcular, así: F
X = Q ( /P, i, n )
( F/P, i, n ) = ( 1 + i )n Ha sido una costumbre en el desarrollo de la ingeniería financiera la de utilizar la notación funcional* en reemplazo de las ecuaciones; esto debido a que en el pasado estos valores eran tabulados, por la dificultad de realizar los cálculos. Si bien hoy esta dificultad no existe, se mantiene esta notación funcional; muy conveniente para resolver diagramas de flujos complejos. • Caso 2 transacción ubicada a la derecha de la fecha focal (después de la fecha focal)
En donde:
X
: Valor equivalente de Q en la fecha focal.
Q
: Valor de la transacción original
( F/P, i,n)
: Factor de corrección. que se
Esta situación se da en el diagrama de la Figura 8.4, para las transacciones de 4000 ubicada en el punto 9, de 2000 ubicada en el tiempo 5 y la transacción X ubicada en 12.
lee: “hallar F dado P, i,. n”.
* El empleo de la notación funcional esta asociada con las transformaciones que se dan en el diagrama de flujo. Por ejemplo el factor ( F/P, i, n ), se entiende como el desplazamiento de un pago único hacia adelante. Más adelante en este capítulo se introducen más factores y se podrá apreciar la ventaja de trabajar con este tipo de notación.
8 - 13
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
En esta situación, el valor de la transacción llevada a la fecha focal tendrá una equivalencia menor, es decir, se afecta de un factor de corrección menor de la unidad. En la Figura 8.7 se muestra el diagrama de flujo que refleja esta situación.
• Caso 3 transacción ubicada en la fecha focal En la Figura 8.8 se presenta el esquema correspondiente a esta situación. Q
Q FF
X=?
FF
n
Figura 8.8 Transacción ubicada en la fecha focal
i
Figura 8.7 Transacción ubicada a la derecha de la fecha focal (después de la fecha focal) Observe que, contrario a la situación planteada en el caso 1, la transacción original Q se desplaza a la izquierda n períodos y el papel de Q y de X se invierten, ahora Q hace referencia al valor futuro y X hace referencia al valor presente, entonces, se puede plantear:
Q
O en otras palabras, el factor de corrección es igual a la unidad.
X = Q ( P/F, i, n)
: Valor equivalente de Q en la fecha focal.
5000 ( F/P, 2%, 4 ) + 4000 ( P/F, 2%, 5 ) = 2000 ( F/P, 2%, 2 ) + 2000 ( P/F, 2%, 1 ) + X ( P/F, 2%, 8 )
: Valor de la transacción original P
( /F, i, n) : Factor de corrección. que se lee: “hallar P dado F, i,. n”.
Además, entendiendo ahora el papel de X como el valor presente y Q de valor futuro, se tiene:
X = Q ( 1 + i)-n Por tanto:
(P/F, i, n) = (1+i)-n
8 - 14
X=Q
Descritos los tres casos en que puede encontrarse una transacción cuando es desplazada a la fecha focal, se retoma el Ejemplo 8.2, cuyo diagrama de flujo es el que se muestra en la Figura 8.5. La ecuación de equivalencia para el ejemplo, con fecha focal 4 es:
En donde: X
Como la transacción no sufre ningún desplazamiento, su valor permanece constante, es decir:
Una explicación detallada de esta expresión, en términos de los tres casos descritos es: • La transacción de 5000 ubicado en 0 debes ser desplazada a la fecha focal en 4, que corresponde al caso 1, transacción ubicada a la izquierda de la fecha focal, con una valor equivalente a:
5000( F/P, 2%, 4 ) El factor es hallar F dado P, la tasa de interés del 2% mensual y se desplaza a la derecha cuatro (4) períodos
8– Principios de ingeniería financiera
• El ingreso de 4000 ubicado en 9 debe retroceder hasta la fecha focal en 4, por tanto corresponde al caso 2, transacción ubicada a la derecha de la fecha focal (después de la fecha focal), como el desplazamiento es hacia la izquierda, el factor es hallar P dado F, a una tasa de interés del 2%, y se desplaza cinco (5) períodos, con un valor equivalente de:
4000 ( P/F, 2%, 5 ) • Para los egresos se selecciona el caso correspondiente y se aplica el factor de corrección apropiado, si el desplazamiento es hacia la deF recha ( /P, i, n ) ; si es hacia la izquierda el P factor será ( /F, i, n) En la Figura 8.9 se presenta el diagrama y la ecuación de equivalencia, correspondiente al Ejemplo 8.2, con detalles de la resolución de la ecuación algebraica resultante.
8.3 MANEJO DE FLUJO DE CAJA 8.3.1 Metodología general Los flujos de caja constituyen la expresión, en términos financieros, de todos los aspectos relacionados con un proyecto, o una alternativa de inversión cualquiera. Si bien es difícil establecer una metodología general, se puede establecer una serie de pasos secuenciales, así: • Definir la unidad de medida de tiempo. Esta decisión esta íntimamente relacionada con el nivel de detalle de manejo de la información de las diferentes transacciones. • Establecer el cero en la escala de tiempo. Para ello se busca un evento de importancia del asunto de análisis. Por ejemplo, como por ejemplo la apertura de la cuenta, la entrega del equipo, la puesta en operación del proyecto, etc.
términos generales el flujo de caja se compone de cuatro elementos básicos: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Los egresos iniciales Los ingresos y los egresos de operación El momento en el tiempo en que ocurren los ingresos y los egresos El valor de salvamento de los diferentes activos.
• Establecer el diagrama de flujo del problema y la tasa de interés. • Plantear la ecuación de equivalencia y calcular las incógnitas que pueden ser pagos equivalentes o indicadores de evaluación financiera. • Adelantar un análisis de sensibilidad a: tasa de interés, costos, ingresos, y otras variables de interés. 8.3.2 Problemas generales de la ingeniería financiera De una manera general, los diferentes problemas que se pueden resolver con la ingeniería financiera, se pueden agrupar en tres tipos: • Problemas Tipo 1 Resolución de un diagrama de flujo en donde se conoce la tasa de interés y se busca un valor de un pago único o el de una cuota correspondiente a una serie uniforme, gradiente aritmético o gradiente geométrico. Para simplificar se le denomina a estos problemas, resolución de un diagrama de flujo con tasa conocida. • Problemas Tipo 2 Se desconoce la tasa de interés, y todas las transacciones están debidamente definidas, a este tipo de problema se le denomina cálculo de la tasa interna de retorno.
• Establecer la estructura del flujo de caja. En
8 - 15
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Figura 8.9 Solución del Ejemplo 8.2 mediante la aplicación del método general 5000
0
4000
1
2
3
4
5
2000
6
7
8
9
10
11
i = 2% mensual
2000
(meses) 12
X
La ecuación de equivalencia es:
∑ (E )(↑ ) = ∑ (S )(↓ ) n
m
k
k =1
j
j =1
Planteándolo con fecha focal 4:
5000(F/P, 2%, 4)+4000(P/F,2%, 5) =2000(F/P, 2%, 2)+2000(P/F,2%, 1)+X (P/F, 2%, 8) Reemplazando los factores por sus ecuaciones se tiene:
5000 (1.02)4 + 4000 (1.02)-5 = 2000 (1.02)2 + 2000 (1.02)-1 + X (1.02)-8 Esta expresión corresponde a una ecuación de primer grado, con incógnita X que representa el saldo de la cuenta doce meses después de la apertura de la cuenta. El valor de X se obtiene por despeje así:
X = 5000 (1.02)4 + 4000 (1.02)-5 — 2000 (1.02)2 — 2000 (1.02)-1 (1.02)-8 X =5850.7 Valor exactamente igual al encontrado en la solución del Ejemplo 8.2
8 - 16
8– Principios de ingeniería financiera
• Problema Tipo 3 Cálculo del número de cuotas de una serie uniforme, gradiente aritmética o gradiente geométrica, dados el diagrama de flujo y la tasa de interés. A este problema se le denomina cálculo del número de cuotas. 8.3.3 Resolución de problemas Para ilustrar adecuadamente el manejo de los flujos de caja, la elaboración de los diagramas de flujo y el planteamiento de la ecuación de equivalencia, se presentan los Ejemplos 8.3 y 8.4 debidamente resueltos y con comentarios.
8.4 MANEJO DE TASAS DE INTERES 8.4.1 Importancia de las tasas de interés La gran mayoría de los proyectos requieren financiación externa en su etapa de inversión y operación, siendo los recursos de crédito bancario una de las posibles fuentes. Al adquirir un crédito bancario, estas son la variables que se deben atender: • Cuantía del préstamo a solicitar. Parece evidente que la magnitud de la cantidad a prestar es equivalente al porcentaje de las inversiones que se estimen se vayan a financiar por esta vía. Sin embargo, cuando se negocia ante una entidad nacional o extranjera, ellas cobran algunas comisiones: comisión de inspección y vigilancia, y de compromiso, que ellos automáticamente descuentan de los desembolsos previstos, lo que trae consigo, que la magnitud de estos desembolsos resulten menores que los proyectados en los flujos de caja. Por eso es conveniente incluir en la magnitud del préstamo el valor de dichas comisiones, que en términos técnicos reciben el nombre de gastos financieros. • Plazo de préstamo. Esta variable esta íntimamente relacionada con el sistema de pago de las obligaciones. En términos generales, los
créditos se clasifican en créditos a corto plazo, a menos de un año, mediano plazo entre uno y 5 años, y de largo plazo mayores a 5 años. Dependiendo de la fuente financiadora se pueden estipular condiciones especiales, tales como períodos de gracia, y algunas cláusulas para renegociaciones futuras de la deuda. • Tasa de interés. La magnitud de la tasa de interés esta directamente relacionada con los plazos. En términos generales para prestamos a corto plazo, la cuantía de la tasa tiende a ser mayor que para otro tipo de créditos. La dificultad en el manejo de las tasas de interés radica en que el sistema financiero maneja varios tipos de tasas: nominales y efectivas, además, estas pueden ser vencidas o anticipadas. Dadas estas dificultades, se traerá en los próximos numerales lo relacionado con el manejo y equivalencias entre tasas de interés. • Sistema de pagos. Técnicamente recibe el nombre de sistema de amortización, y comprende las diferentes formas de pago de las obligaciones. Existe numerosos sistemas de amortizaciones, en el numeral 8.5 se hace una presentación, comportamiento y análisis de los principales sistemas utilizados en el medio financiero. 8.4.2 Tasas nominales y tasas efectivas 8.4.2.1 Tasas nominales Se denomina tasa nominal a una tasa de interés de referencia. Siempre tiene dos períodos, el primero de ellos se le denomina período de referencia, el segundo se le denomina período de capitalización. Un ejemplo de una tasa nominal es: 36% anual convertible o capitalizable mensualmente. El período de un año es el de referencia, el mes es el período de capitalización. En un pagaré o contrato también puede aparecer como 36% año-mes.
8 - 17
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 8.3 Problema conociendo la tasa de interés El valor de una maquinaria es de 500 millones: la forma de pago propuesta por el proveedor es: cuota inicial de 150 millones y cuatro cuotas mensuales iguales, mes vencido. Si la tasa de interés es de 2.5% mensual, ¿Cuál será el valor de las cuotas que se deben pagar? Atendiendo a la metodología general para el manejo de flujo de caja, se tiene: • La unidad de medida de tiempo es el mes • El 0 en la escala del tiempo podría ser el día de la entrega de la maquinaria • La estructura de flujo de caja es:: ⇒ Ingreso de 500 millones el día de ingreso de la maquinaria. ⇒ Egreso de 150 millones el día del ingreso de la maquinaria. ⇒ Cuatro transacciones de egresos, de valor desconocido, al final del mes 1, 2, 3 y 4 (ya que las cuotas son mes vencido). • El diagrama de flujo correspondiente a la anterior estructura del flujo de caja: 500
FF 0
1
2
3
4
(meses)
X
150 i =
2.5% mensual
• La ecuación de equivalencia con fecha focal en 0 es:
∑ (E )(↑ ) = ∑ (S )(↓ ) n
m
k
k =1
j
j =1
500 =150+ X ( P/F, 2.5%, 1)+ X ( P/F, 2.5%, 2 ) + X( P/F, 2.5%, 3 ) + X (P/F, 2.5%, 4) 500 = 150 + X (1.025)-1 + X (1.025)-2 + X (1.025)-3 + X (1.025)-4 X [ (1.025)-1 + (1.025)-2 + (1.025)-3 + (1.025)-4) ] = 350 X = 93.04
8 - 18
8– Principios de ingeniería financiera
Ejemplo 8.4 Cálculo de la tasa de interés El valor de una maquinaria es de 800 millones, y la forma de pago propuesta por el proveedor es de una cuota inicial de 250 millones y seis cuotas mensuales iguales, cada una de ellas de 95 millones de pesos. ¿Cuál es la tasa de interés que cobra el proveedor? Atendiendo a la metodología general propuesta para el manejo de flujos de caja se tiene • La unidad de medida del tiempo es el mes. • El cero en la escala del tiempo esta representada por el evento a la entrega de la maquinaria. • La estructura del flujo de caja es: ⇒ Ingreso de 800 millones en el tiempo. ⇒ Egreso de 250 millones en el tiempo 0. ⇒ Seis egresos, cada uno de ellos de 95 millones, en los meses del uno al 6. • El diagrama de flujo correspondiente a la anterior estructura de flujo de caja es: 800
0
1
2
3
4
5
( meses ) 6
95 250
i= ?
• La ecuación de equivalencia con fecha focal en 0 es: 800 = 250+ 95(P/F, i, 1 ) + 95(P/F, i, 2) + 95(P/F, i, 3) + 95(P/F, i, 4) + 95(P/F, i, 5) +95 (P/F, i, 6) 800 — 250 = 95 [( 1 + i)-1 + ( 1 +i )-2 + ( 1 + i )-3 + ( 1 + i )-4 + ( 1 + i )-5 + ( 1 + i )-6 ] 550
/ 95 = [( 1 + i)-1 + ( 1 +i )-2 + ( 1 + i )-3 + ( 1 + i )-4 + ( 1 + i )-5 + ( 1 + i )-6 ]
La ecuación corresponde a una ecuación de sexto grado, que debe resolverse por métodos numéricos. Dado que el valor de i es relativamente pequeño, se puede conseguir un valor inicial de n tanteo, haciendo una aproximación de: ( 1 + i ) ~ ( 1 + in ), por tanto:
550 = [ (1 - i) + ( 1- 2i ) + (1 - 3i )(1 - 4i ) + ( 1 - 5i ) + ( 1 - 6i ) ] 95 5.789 = 6 — 21i ;
i = 0.211 = 0.01 ; 21
i = 1.0% mensual
Utilizando uno cualquiera de los métodos numéricos, con un valor inicial de i del 1.0%, se obtiene una tasa de interés del 1.05% mensual.
8 - 19
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
La tasas nominales son artificiales y no pueden ser utilizadas en los cálculos financieros. En otras palabras, una proposición como 36% anual capitalizable mensualmente, se podría considerar falsa, una sola parte de la proposición es cierta, y esta relacionada con su período de capitalización.
El 36% anual convertible mensualmente es una tasa nominal, tiene dos períodos, el año, que es el período de referencia, y el mes, que es el período de capitalización. Esta tasa nominal tiene una tasa efectiva (periódica) expresada en su período de capitalización. Además, m tiene un valor de 12. Utilizando la ecuación reseñada se tiene:
8.4.2.2 Tasas efectivas Las tasas efectivas corresponden a las tasas reales, siempre tienen un solo período, que corresponde a su período de capitalización. Un ejemplo de una tasa efectiva es 3% mensual.
i=r m
=
36 = 3% mensual 12
Observe que el período de la tasa efectiva es el mes, que corresponde al período de capitalización.
Con tasas efectivas apropiadas se realizan los cálculos financieros.
8.4.2.4 Conversión de tasas efectivas
8.4.2.3 Conversión de tasas nominales a tasas efectivas
Cuando se plantea una ecuación de equivalencia, la tasa de interés a utilizar, debe cumplir dos requisitos:
Una tasa nominal tiene asociada una tasa efectiva, correspondiente a su período de capitalización. Para obtener esa tasa efectiva, que algunos tratadistas denominan tasas periódicas, se utiliza la siguiente ecuación
i= r m
• Debe ser una tasa efectiva. • El período de la tasa se debe corresponder con la unidad de medida del tiempo. Como en muchas oportunidades, la tasa efectiva disponible, corresponde a un período diferente al utilizado en la contabilidad del tiempo, se hace necesario obtener su valor equivalente. Para ello, se utiliza la siguiente ecuación:
En donde:
i:
Tasa de interés efectiva (llamada por algunos periódica).
r:
Tasa nominal.
m:
Número de períodos de capitalización que hay en un período de referencia.
( 1 + E ) = ( 1 + i )m En donde:
E:
Tasa efectiva de período mayor.
i:
Tasa efectiva de período menor.
Ejemplo 8.5 Conversión de una tasa mensual a una tasa efectiva
m:
Número de períodos pequeños que hay en un período grande.
El 36% anual convertible mensualmente es equivalente a que tasa mensual?
La Figura 8.10 muestra la situación planteada. En la parte (a) de la figura se presenta el diagrama correspondiente a la tasa efectiva E, la de mayor período. En ella se ha considerado
8 - 20
8– Principios de ingeniería financiera
Tasa conocida
:
F
E
0
1
Tasa desconocida :
Tasa efectiva anual, E, porque corresponde al período mayor.
m
12, ya que en un año (período mayor) hay 12 meses (período menor).
(a) P
0
F
1
2
. . . . … ……….. (b)
m
i
P
3% mensual, i, porque corresponde al período pequeño.
:
Figura 8.10 Conversión de tasas efectivas la existencia de una valor P ubicado en cero, que exactamente dentro de un período, que corresponde al período mayor, produce una cantidad F. Por tanto:
F=P(1+E) En la parte (b) de la figura se tiene el mismo diagrama, pero expresado en las unidades de tiempo menor, correspondientes al de la tasa efectiva i, en el cual, un período grande es equivalente a m períodos pequeños. Como las tasas son equivalentes, el valor de P debe producir dentro de m períodos el valor de F, por tanto: m
F= P(1+i)
Igualando las dos ecuaciones, y simplificando el valor de P, se tiene:
Planteando la ecuación de equivalencia de tasas efectivas, con E como incógnita, se tiene:
( 1 + E ) = ( 1 + 0.03)12 E = ( 1.03 )12 — 1 E = 42.58% anual Ejemplo 8.7 Conversión de una tasa nominal en una tasa efectiva en otro período de capitalización
A que tasa trimestral es equivalente el 48% anual con capitalización mensual ?
( 1 + E ) = ( 1 + i )m
La solución al problema consiste en una aplicación secuencial de los procedimientos utilizados en los Ejemplos 8.5 y 8.6:
Esta fórmula constituye una de las ecuaciones mas reconocidas en lo referente a las equivalencias entre tasas de interés.
• Paso 1: Se calcula la tasa efectiva asociada con la tasa nominal, Ejemplo 8.5, el período de capitalización de esta tasa es el mes.
Ejemplo 8.6 Un problema adicional de conversión de tasas efectivas.
• Paso 2: Se convierte la tasa efectiva mensual a la efectiva trimestral, Ejemplo 8.6, utilizando para ello la ecuación de equivalencia entre tasas efectivas.
A que tasa anual es equivalente el 3% mensual? La información se puede clasificar en los siguientes términos:
Para realizar el primer paso de la conversión, se tiene:
8 - 21
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Tasa conocida 48% anual capitalizable mensualmente, que es una tasa nominal, r, con período de referencia el año y de capitalización el mes. Tasa desconocida
Tasa efectiva asociada a la tasa nominal, se denomina con i, y esta expresada en el período de capitalización, el mes.
m
12, ya que en un año (período de referencia) hay 12 meses (período de capitalización).
Aplicando la ecuación de conversión de tasas nominales a periódicas, se tiene:
i
r m
=
=
48 12
=
Problema 8.8 Conversión de tasas efectivas
A qué tasa efectiva trimestral es equivalente el 24% anual ? La información del problema se puede clasificar en los siguientes términos: Tasa conocida
24% anual, tasa efectiva, se denota con E, por ser el período efectivo mayor.
Tasa desconocida
Tasa efectiva trimestral, se denota con i, por ser la de período menor.
m
4, ya que en un año (período mayor) hay 4 trimestres (período menor).
4% mensual
Para el segundo paso, la información se clasifica en: Tasa conocida 4% mensual, calculada en el primer paso. Esta tasa efectiva, se denota por i, por ser la que corresponde al período más pequeño. Tasa desconocida
Tasa trimestral, que es una tasa efectiva, se denota por E, por ser la período mayor.
m
3, ya que en un trimestre (período mayor) hay 3 meses (período menor).
Aplicando la ecuación de equivalencia entre tasas efectivas, con i como incógnita, se tiene:
( 1 + 0.24 ) = ( 1 + i )4 Despejando i, se tiene:
i = ( 1.24 )1/4 – 1 i = 5.53% trimestral
Aplicando la ecuación de equivalencia de tasas efectivas, con E como incógnita, se tiene:
( 1 + E ) = ( 1 + 0.04 )3 E = ( 1.04 )3 - 1 E = 12.49% trimestral
8 - 22
8.4.2.5 Tasas anticipadas En lo tratado hasta ahora en relación con tasas de interés, ellas han operado como tasas vencidas. Los intereses se liquidan al final del período de capitalización, sin embargo no se ha utilizado la palabra vencida, ella va tácita en los diferentes enunciados. A diferencia de las tasas vencidas, en las anticipadas, los intereses se liquidan al inicio del período de capitalización y deben llevar siempre la palabra anticipada.
8– Principios de ingeniería financiera
Las tasas anticipadas pueden ser nominales o efectivas, con significados equivalentes a los expresados para tasas vencidas.
La ecuación:
Un ejemplo de una tasa nominal anticipada es: 34% anual capitalizable mes anticipado.
Se aplica sólo a tasas efectivas vencidas.
El período del año corresponde al período de referencia y el mes anticipado al período de capitalización. Un ejemplo de tasa efectiva anticipada es: 3% mes anticipado. La relación entre una tasa vencida y una tasa anticipada, correspondiente al mismo período es:
( 1 + i ) ( 1 + ia ) = 1 En donde:
i : ia :
Ejemplo 8.9 Convertir una tasa vencida en una tasa anticipada, en el mismo período de capitalización
El 3% mensual es equivalente a que tasa mes anticipado? Tasa conocida
3% mensual, tasa efectiva vencida.
Tasa desconocida
Tasa mes anticipado.
Ambas tasas son efectiva, la primera vencida y la segunda anticipada; ambos períodos se corresponden, por tanto:
Tasa vencida Tasa anticipada
( 1 + 0.03 ) ( 1 + ia ) = 1
Recuérdese que los períodos se deben corresponder: si i es mensual, ia será mes anticipado; si i es trimestral, ia será trimestre anticipada Las tasas nominales anticipadas también tienen asociada una tasa efectiva anticipada o periódica, que se obtiene con la ecuación:
ia
=
ra
/
m
En donde:
ia : ra : m:
( 1 + E ) = ( 1 + i )m
Tasa efectiva anticipada Tasa nominal anticipada Número de períodos de capitalización en un período de referencia.
( 1— ia ) = 1_ 1.03 ia = 1 —
1 __ 1.03
Ia = 1.03 — 1 = 0.03 1.03 1.03 ia = 2.91% mes anticipado. Ejemplo 8.10 Convertir una tasa vencida en una tasa anticipada, en diferentes períodos de capitalización
A que tasa trimestre anticipado es equivalente el 34% anual?
8 - 23
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
El planteamiento general del problema es: • Paso 1: Convertir la tasa efectiva vencida del 34% anual a una tasa efectiva vencida trimestral.
Como se trata de convertir una tasa efectiva vencida a su tasa equivalente anticipada, con períodos de capitalización que se corresponden, se aplica la ecuación:
( 1 + i ) ( 1 + ia ) = 1
• Paso 2: Convertir la tasa efectiva vencida trimestral a la tasa efectiva anticipada trimestral. Para resolver el paso 1, la información disponible se clasifica en: Tasa conocida
34% anual, tasa efectiva vencida, se denota con E, por ser la del período mayor.
Tasa desconocida
Tasa efectiva trimestral, se denota con i, por ser la del período pequeño.
m
4, ya que en un año (período mayor) hay 4 trimestres (período menor).
Utilizando la ecuación de equivalencia de tasas efectivas vencidas: (1+E) =(1+i)
m
Se tiene:
( 1 + i )4 = 1+ 0.34 i=
4
1.34 + 1
I = 7.59% trimestral Para calcular lo correspondiente al paso 2, la información disponible es: Tasa conocida
7.59% trimestral, obtenida en el paso 1, tasa efectiva vencida.
Tasa desconocida
Tasa trimestre anticipado.
8 - 24
ia = __i__ 1+i
=
0.0759 1.0759
ia = 7.05% trimestre anticipado. 8.4.2.6 Esquema general para convertir tasas de interés Las relaciones de equivalencia entre tasas de interés se pueden resolver con facilidad utilizando un esquema general, como el que se muestra en la Figura 8.10, el cual esta constituido por líneas direccionales, que expresan las ecuaciones necesarias para transformar una tasa de interés en otra. El esquema esta conformado por dos bloques, separados por una línea vertical, en la que aparece una leyenda que indica cambio de período. En el bloque de la izquierda se consigna la información conocida, en el de la derecha se consigna la información desconocida, y la forma de operar con el esquema es la siguiente: • Clasificar la tasa conocida y la desconocida en una de las siguientes categorías: Tasa
Nominal Efectiva
Vencida
r
i
Anticipada
ra
ia
• Establecer el período de capitalización de cada una de las tasas de interés.
8– Principios de ingeniería financiera
Cambio de período ia = ra / m ra
ra = ia x m ra
ia
ia i =( ia ) / ( 1 + ia )
ia = ( i ) / ( 1 + i )
( 1 + E ) = ( 1 + i )m i
i
r=i x m
i=r/m
Tasa
r
Nominal Efectiva
Vencida
r
i
Anticipada
ra
ia
r
Figura 8.10 Diagrama general para convertir tasas de interés
Ejemplo 8.11 Equivalencia entre tasas de interés utilizando el diagrama general • Ubicar en el bloque izquierdo, la categoría de clasificación de la tasa conocida, con su respectivo período de capitalización. • Ubicar en el bloque derecho, la categoría de clasificación de la tasa desconocida, con su respectivo período de capitalización. • Establecer la ruta o itinerario, según la dirección de las flechas, para ir desde la tasa desconocida hasta la desconocida. • Aplicar la ecuación respectiva para avanzar cada etapa de la ruta definida.
El 24% anual es equivalente a que tasa mes anticipado? Tasa conoci- 24% anual, tasa efectiva venda cida, se denota con i, según la notación de la Figura 8.10. El período efectivo es el año. Con este período se trabaja el lado derecho del esquema. Tasa desconocida
Tasa efectiva mes anticipado, denotada por ia, cuyo período efectivo es el mes, con lo que se trabaja el lado izquierdo del esquema.
8 - 25
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• Esta información se lleva al diagrama general, tal como se aprecia en la Figura 8.11. En el lado izquierdo, se ubica la información conocida. La tasa conocida es una tasa efectiva, i, con un período efectivo correspondiente al año. En el lado derecho se consigna la información básica correspondiente a la tasa desconocida; que para el ejemplo es una ia, con el mes como período efectivo.
cho. En el ejemplo, es pasar de un período anual a uno mensual. Como la ecuación que se utiliza es la de la equivalencia entre tasas efectivas vencidas, se debe denotar con E la del período mayor y con i la del menor. Por tanto, se tiene:
• Siguiendo la dirección de las líneas del diagrama, se determina la ruta, la cual indica los pasos necesarios para llegar a obtener la tasa desconocida. Para el ejemplo, la ruta consta de dos segmentos.
Tasa desco- Tasa efectiva mes vencido, nocida se denota con i.
• El paso 1, tiene atención especial porque se da indicación de cambio de período, en otras palabras, se pasa del bloque izquierdo al dere-
Tasa conoci- 24% anual, tasa efectiva da vencida, se denota con E.
m
12, ya que en un año (período mayor) hay 12 meses (período menor).
Aplicando la ecuación correspondiente, se tiene:
Cambio de período Punto de llegada
ia = ra / m ra
ra = ia x m ra
ia
ia i =( ia ) / ( 1 + ia ) 2
ia = ( i ) / ( 1 + i )
( 1 + E ) = ( 1 + i )m Punto de partida
i
i 1 i=r/m
r=i x m
r r Figura 8.11 Diagrama general para convertir tasas de interés, Ejemplo 8.11
8 - 26
8– Principios de ingeniería financiera
( 1 + i )12 = 1 + 0.24 i = 12 1 . 24
-1
i = 1.81% mensual • Paso 2, se da completamente en el bloque derecho del esquema, en el cual el período efectivo es el mes. En la Figura 8.11 se indica la ecuación a utilizar, así:
ia
=
_i__ 1+i
Con i de valor de 1.81% mensual (resultado del paso 1), se tiene:
ia
=
0.0181 1.0181
Esta forma de descomponer la tasa de interés es de aplicación en la evaluación de proyectos, en el sistema de financiación de vivienda UVR y en préstamos en moneda extranjera.
8.5 SISTEMA DE PAGO DE LOS PRESTAMOS 8.5.1 Estructura de un sistema de amortización Se denomina amortización al pago gradual de una obligación. Generalmente se realiza a través de una cuota periódica. La cuota esta conformada por dos partes: • La correspondiente al pago de intereses. • La correspondiente al pago de capital. Por tanto:
ia = 1.78% mes anticipado
Ck = ik + ak
8.4.2.7 Tasas combinadas En donde: Una tasa de interés tiene dos componentes: • Una primera componente está relacionada con inflación. • La segunda componente, es la tasa real, es decir, los puntos de rentabilidad por encima de la inflación.
Ck
Cuota correspondiente al período k.
ik
Pago de intereses en el período k.
ak
Abono a capital en el período k.
Si se conoce las componentes de una tasa de interés, se puede obtener su valor, mediante la ecuación:
Dependiendo del comportamiento de la cuota o de sus componentes se define el sistema de amortización o de pago de la obligación. Existen múltiples sistemas, pero en el mercado financiero se utilizan unos sistemas básicos y otros combinados a partir de ellos.
( 1 + i ) = ( 1+ i1 ) ( 1 + i2 )
8.5.2 Sistema de abono constante a capital
En donde:
i
Tasa de interés
i1
Componente 1, generalmente la componente de inflación.
i2
Componente 2, tasa real.
Este sistema es bastante utilizado en el comercio, la cuota es variable y decreciente, el abono a capital es constante a lo largo de todo el período, y es igual a:
8 - 27
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
ak: =_P_ n En donde:
Cuadro 8.1 Plan de pagos — Sistema de abono constante a capital (millones de unidades monetarias) Mes
Pago intereses Abono a Cuota (1) capital (2) (3)
Saldo (4)
ak
Abono a capital en el período k.
P
Valor de la obligación.
0
n
Número de cuotas.
1
3.6
10
13.6
110
2
3.3
10
13.3
100
3
3.0
10
13.0
90
4
2.7
10
12.7
80
5
2.4
10
12.4
70
6
2.1
10
12.1
60
7
1.8
10
11.8
50
8
1.5
10
11.5
40
9
1.2
10
11.2
30
10
0.9
10
10.9
20
11
0.6
10
10.6
10
12
0.3
10
10.3
0
El pago de intereses se calcula:
ik = Sk-1 i En donde:
ik
Intereses en el período k.
Sk-1
Saldo de la obligación en el período k-1.
i
Tasa de interés efectiva.
Ejemplo 8.12 Cálculo del sistema de abono constante a capital
120
Una empresa solicita un préstamo de 120 millones a una tasa de interés del 3% mensual, a un plazo de 12 meses y mediante el sistema de pago de abono constante a capital. Calcule el valor de cada una de las cuotas que debe pagar.
(1) Pago de interés: ik = Sk-1 i (2) Abono a capital : ak = P = 120 = 10.0
Bajo el sistema de abono constante a capital, se tiene:
Si se examina con atención el comportamiento de este sistema de amortización se pueden formular las siguientes conclusiones:
ak = _P_ = 120 = 10 millones n 12 En el Cuadro 8.1 se dispone el plan de pagos de la obligación.
8 - 28
n
10
(3) Cuota: Ck = ak + ik (4) Saldo = Sk = Sk-1 — ak
• Las cuotas son variables y decrecientes. • Los intereses son decrecientes. • El saldo es decreciente.
8– Principios de ingeniería financiera
8.5.3 Sistema de cuota uniforme Es tal vez el sistema de amortización mas utilizado por las entidades financiadotas y el comercio, en él todas las cuotas son iguales. 8.5.3.1 Serie uniforme Para efectuar los cálculos requeridos de un sistema de cuota fija, es conveniente introducir el concepto de la serie uniforme. En la ingeniería financiera se le llama serie a un conjunto de pagos que tienen una regla de comportamiento dada. En el caso de la serie uniforme, todos los pagos son iguales. En la Figura 8.12 se representa su diagrama típico
0
1
2
3
Por tratarse de un conjunto de pagos, se hace necesario establecer un inicio y un final. En la serie uniforme el inicio se encuentra ubicado en el período antes del primer pago y su final se define como el período en el que se realiza el ultimo pago. Para el diagrama de la Figura 8.12, el inicio se encuentra ubicado en 0 y el final de la serie se encuentra en el período n. Cuando en un diagrama de flujo cualquiera se identifica la existencia de una serie uniforme, el artificio consiste en convertir este conjunto de pagos en un sólo pago, equivalente a todos. Este “superpago” se encontrará ubicado en su inicio o en su final. En la Figura 8.13 se representa esta conversión o equivalencia. El valor del pago equivalente dependerá si su equivalencia se realiza en su inicio o su final. Si se realiza al inicio, se tiene:
n
Q = A ( P/A, i, n )
A
En donde:
Figura 8.12 Diagrama típico de una serie uniforme
(a)
0
1
2
3
..................
n A
Q (b)
0
1
2
3
..................
n
Z
Ó (c)
.................. 0
1
2
3
n
Figura 8.13 Conversión entre una serie uniforme en un solo pago equivalente (a) Serie uniforme. (b) Conversión un sólo un pago al inicio. (c) Conversión un sólo un pago al final.
8 - 29
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Q
Valor equivalente de la serie uniforme, en su inicio.
A
Valor de la cuota constante.
( P/A, i, n ) Factor de conversión de una serie uniforme en un solo pago al inicio de la misma.
i
Tasa de interés.
n
Número de cuotas.
n = Final — Inicio P
El factor de conversión ( /A, i, n ) se obtiene algebraicamente, como se puede ver en el Recuadro 10.1, y se calcula por la expresión:
⎡ 1 + (1 + i ) − n ⎤ ⎥ ( /A, i, n ) = ⎢ i ⎣⎢ ⎦⎥ P
Si la conversión se realiza al final, se tiene:
El factor de conversión se obtiene con la ecuación:
⎡ (1 + i ) n − 1 ⎤ ⎥ i ⎢⎣ ⎥⎦
(F/A, i, n) = ⎢
8.5.3.2 Estructura general del sistema de cuota uniforme Utilizando el concepto de serie uniforme y el artificio de convertirlo a un solo pago equivalente, en su inicio o en su final, se simplifican bastante los cálculos financieros. La estructura general de este sistema se observa en mejor forma a través de un ejemplo. Ejemplo 8.13 Sistema de cuota uniforme El valor de una maquinaria es de 800 millones, el proveedor ofrece la siguiente forma de pago:
Z = A ( F/A, i, n )
• Cuota inicial de 240 millones. • 24 cuotas mensuales iguales. • Tasa de interés del 2% mensual.
Z
Valor equivalente de la serie uniforme, en su final.
Calcule el valor de la cuota mensual y prepare el plan de amortización de la obligación.
A
Valor de la cuota constante.
Atendiendo a la metodología general para el manejo de flujos de caja se tiene:
En donde:
( F/A, i, n ) Factor de conversión de una serie uniforme en un solo pago al final de la misma.
i
Tasa de interés.
n
Número de cuotas.
n = Final — Inicio
8 - 30
• La unidad de medida es el mes, ya que la cuota fija es mensual. • El cero en la escala de tiempo se fija en el día de la entrega de la maquinaria • La estructura de flujo de caja es: • Ingreso de 800 millones al recibo de la maquinaria. • Un egreso de 240 millones al recibo de la maquinaria, correspondiente a la cuota inicial. • 24 cuotas iguales, desde el mes 1 al 24, de valor desconocido. • La tasa de interés es del 2% mensual.
8– Principios de ingeniería financiera
Recuadro 10.1 Análisis algebraico de la serie uniforme En la serie uniforme todos los pagos son iguales a un valor A. En esta serie el inicio se da un período antes del primer pago y el final se da con el período del ultimo pago. El diagrama de flujo típico es: Q
0
1
2
3
n
………………….
A i
Para hallar el valor equivalente de la serie por un solo pago en el inicio, se planteo la ecuación de equivalencia con fecha focal en 0, así:
∑ (E )(↑ ) = ∑ (S )(↓ ) n
m
k
k =1
j
j =1
Q = A ( P/F, i, 1 ) + A ( P/F, i, 2 ) + A ( P/F, i, 3)+ … + A ( P/F, i, n ) Q = A (1 + i )-1 + A ( 1 + i )-2 + A ( 1 + i)-3 + …. + A ( 1 + i )-n Q = A { (1 + i )-1 + ( 1 + i )-2 + ( 1 + i)-3 + …. + ( 1 + i )-n } La expresión que aparece entre corchetes representa la suma de los términos de una serie geométrica, que se puede obtener:
S = { (1 + i )-1 + ( 1 + i )-2 + ( 1 + i)-3 + …. + ( 1 + i )-n } Multiplicando cada lado de la ecuación por: ( 1 + i ) se tiene:
S (1 + I ) = { 1 + (1 + i )-1 + ( 1 + i )-2 + ( 1 + i)-3 + …. + ( 1 + i )-n+1 } Restando las dos ecuaciones se tiene:
S ={
(1 + i )-1 + ( 1 + i )-2 + ( 1 + i)-3 + ….
+ ( 1 + i )-n }
- S (1 + I ) = { -1 - (1 + i )-1 - ( 1 + i )-2 - ( 1 + i)-3 - …. - ( 1 + i )-n+1 }
8 - 31
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Recuadro 10.1 Análisis algebraico de la serie uniforme
S ( 1 - 1 - i) = - 1 + ( 1 + i )-n S = 1 - ( 1 + i )-n i Al reemplazar el valor de S, se tiene: −n ⎤ ⎡ Q = A ⎢1− (1+ i) ⎥ i ⎢⎣ ⎥⎦
Q = A ( P/A, i, n) F
En forma similar se obtiene un valor del factor ( /A, i, n ). Comentarios: P
F
• Los factores ( /A, i, n ) y ( /A, i, n ) hacen relación a reemplazar toda la serie uniforme por un solo pago equivalente, al inicio o al final de ella. • En muchos libros estos factores se hallan tabulados, pero con el uso de las actuales calculadoras, dichas tablas ya prácticamente no se utilizan. • El diagrama de flujo correspondiente a la anterior estructura del flujo de caja se encuentra en el siguiente diagrama. 800
FF 0 1
2
3
4
5
…………… 24 X
240
Al revisar el diagrama, las partidas o flujos de caja se podrían expresar en los siguientes términos: • Ingresos: un pago único de 800 millones en el período 0. • Egresos: un pago único de 240 millones en el período 0 y una serie uniforme con inicio en 0 (un período antes del primer pago) y final en 24. Esta serie uniforme se convierte en su equivalente de un solo pago en su inicio, con lo que el diagrama de flujo se convierte a:
i = 2% mensual
800
La ecuación de equivalencia con fecha focal en 0 es: n
∑
k =1
(E k )(↑ ) =
m
∑
j =1
(S j )(↓ )
FF 0 1
2
3
5
…………… 24
240 X(P/A, 2%, 24)
8 - 32
4
i = 2% mensual
8– Principios de ingeniería financiera
Observe que las 24 cuotas iguales de valor X, se han convertido en un pago único, al inicio de la serie uniforme, y de valor:
X( P/A, 2%, 24) Al resolver la ecuación de equivalencia se tiene:
800 = 240 + X ( P/A, 2%, 24 ) Al reemplazar los factores por sus ecuaciones respectivas se tiene:
⎡1 − (1 + 0.02) −24 ⎤ 800 = 240 + X ⎢ ⎥ 0.02 ⎣⎢ ⎦⎥ Al despejar el valor de X, se encuentra:
⎡1 − (1 + 0.02) −24 ⎤ X⎢ ⎥ = 800 − 240 0.02 ⎢⎣ ⎥⎦ Al computar la expresión entre corchetes, con cinco decimales, se obtiene:
18.91393X = 560 X=
560 18.91393
X = 29.60781 millones Teniendo entonces un valor de cuota uniforme de 29.60781 millones.
Cuadro 8.2 Plan de liquidación Ejemplo 8.13 ( En millones de unidades monetarias) Período Pago Cuota Pago (1) Intereses (3) Capital 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
11.2 10.8 10.5 10.1 9.7 9.3 8.9 8.5 8.0 7.6 7.2 6.7 6.3 5.8 5.3 4.8 4.3 3.8 3.3 2.8 2.3 1.7 1.2 0.6
29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6 29.6
18.4 18.8 19.2 19.5 19.9 20.3 20.7 21.1 21.6 22.0 22.4 22.9 23.4 23.8 24.3 24.8 25.3 25.8 26.3 26.8 27.4 27.9 28.5 29.0
Saldo (5) 560.0 541.6 522.8 503.7 484.1 464.2 443.9 423.2 402.0 380.4 358.4 336.0 313.1 289.8 266.0 241.7 216.9 191.6 165.9 139.6 112.7 85.4 57.5 29.0 0.0
Para examinar el comportamiento del sistema de amortización de cuota uniforme, es conveniente preparar un gráfico dónde se muestre la variación en el tiempo de cada una de las componentes de la cuota. En la Figuras siguientes se presentan estas variaciones.
El plan de amortización consiste en preparar un cuadro que discrimine del valor de la cuota el correspondiente valor de pago de intereses y de abono a capital. Para ello se prepara el Cuadro 8.2. En el Recuadro 10.2 se explica el cálculo del plan de amortización.
8 - 33
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Recuadro 10.2 Cálculo del plan de amortización Para describir los cálculos necesarios para preparar el plan de pagos de una obligación se dispone de un arreglo en columnas, como las que se muestran en el Cuadro 8.2. • En la primera columna, C1, se lleva el registro del tiempo. • En la columna 2, C2, se liquidan los intereses del período, mediante la ecuación:
( Pago intereses )k = ( Saldo )k-1 * i Los intereses correspondientes al primer mes se calculan:
( Pago intereses )1 = ( Saldo )0 * i Es decir:
( Pago intereses )1 = ( 560.0 )0 * 0.02 ( Pago intereses )1 = 11.2 • La columna 3, C3, corresponde a la cuota mensual, valor calculado en el problema, que corresponde a una cuota fija de 29.6 millones. • El pago capital, C4, se calcula como:
( Pago capital )k = ( Cuota )k - ( Pago intereses )k Pare el primer período, el pago a capital será:
( Pago capital )1= ( Cuota )1 - ( Pago intereses )1 ( Pago capital )1= 29.6 - 11.2 ( Pago capital )1= 18.4 • El valor del saldo se calcula:
( Saldo )k = ( Saldo )k-1 - ( Pago capital )k Por tanto, el saldo al final del mes 1 será:
( Saldo )1 = 560.0 - 18.4 = 541.6 • Para el cálculo de los demás periodos se procede en igual forma que la reseñada para el primer período.
8 - 34
8– Principios de ingeniería financiera
Variación de pago de intereses
Variación saldo
12.0
600.0 500.0
Millones
Millones
10.0 8.0 6.0 4.0 2.0
400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 0
0.0
0
10
5
20
10
15
20
Período
Período
La variación del pago de intereses es decreciente en el tiempo. Al inicio, un alto porcentaje de la cuota se destina a su pago. Siempre el valor de la cuota cubre los intereses devengados. Variación de pago capital
8.5.4 Sistema de cuota variable en gradiente aritmético Este sistema de amortización de cuota variable consiste en que el valor de la cuota crece o decrece en una cantidad fija, denominada g sea por ejemplo el pago de una obligación cuya primer cuota es de 100000, las siguientes se incrementan en 10000; siendo estas cuotas de 110000, 120000, 140000, y así sucesivamente.
29.0 27.0 25.0
Millones
Con el propósito de profundizar las técnicas desarrolladas se propone y soluciona el Ejemplo 8.14, el cual contiene algunos elementos de profundización.
23.0 21.0
8.5.4.1 Serie gradiente aritmético, SGA
19.0 17.0 15.0 0
5
10
15
20
Período
El comportamiento de pago a capital es creciente, al transcurrir el tiempo cada vez se destina un mayor porcentaje de la cuota a la amortización de la deuda. El comportamiento del saldo es decreciente con el tiempo.
Para estudiar adecuadamente este sistema, se introduce el concepto de serie gradiente aritmética. El termino serie se refiere a un conjunto de pago que cumplen con cierta regla. En las SGA, el pago es igual al anterior, incrementando en un valor fijo g, así:
Ck = Ck-1 + g Además, C1 = g Es decir, se deben cumplir con dos condiciones, a diferencia de las series uniformes en donde la condición única es que los pagos sean iguales.
8 - 35
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 8.14 Sistema de amortización de cuota uniforme.— Caso de estudio Una empresa está interesada en adquirir un inmueble con destinación a sus oficinas y talleres. El valor del inmueble es de 2000 millones. El vendedor propone el siguiente plan de pagos: • Cuarenta y ocho cuotas mensuales iguales, cada una de ellas de 15 millones, pagaderas mes anticipado, desde el mismo momento de la entrega del inmueble. • Cuarenta y ocho cuotas mensuales iguales, cada una de ellas de 35 millones de pesos, pagaderas mes anticipado, desde el momento de terminar los pagos señalados en el punto anterior, Se solicita calcular la tasa de interés que se cobra en el negocio. El diagrama de flujo correspondiente al enunciado anterior es:
2000
(meses)
0
1
2
3
4
47 48 49 50 51
5
15
95 96
35 i=?
Las diferentes transacciones que se presentan en el diagrama son: • Pago único de 2000 millones en el período 0. • Serie uniforme, de valor de 15 millones, con inicio en –1 y final en 47. • Serie uniforme, de valor de 35 millones, con inicio en 47 y final en 95. Al reemplazar cada una de las series uniformes por un solo pago equivalente, la primera en su período final y la segunda en su período de inicio, se obtiene el siguiente diagrama equivalente: 2000 (meses) 0
1
2
3
47
48
15(F/A, i, 48) 35(P/A, i, 48)
8 - 36
96
8– Principios de ingeniería financiera
Ejemplo 8.14 (cont.) Sistema de amortización de cuota uniforme.— Caso de estudio Ya que la primera serie uniforme se reemplazó por un solo pago al final se tiene un valor de 15 ( F/A, i, 48 ), como la segunda se reemplazó en su inicio tiene un valor de pago único equivalente igual a 35( P/A, i, 48 ). Planteando la ecuación de equivalencias con fecha focal en 0, se tiene:
n
∑
k =1
(E k )(↑ ) =
∑ (S )(↓ ) m
j
j =1
2000 = 15( F/A, i , 48 ) ( P/F, i, 47 ) + 35 ( P/A, i, 48) ( P/A, i, 47 )
⎡ 1 − (1 + i ) − 48 ⎡ (1 + i ) 48 − 1 ⎤ − 47 ( 1 ) 35 + + i 2000 = 15 ⎢ ⎢ ⎥ i i ⎢⎣ ⎢⎣ ⎥⎦
⎤ − 47 ⎥ (1 + i ) ⎥⎦
Esta ecuación se debe resolver por métodos numéricos. Para encontrar un valor inicial de tanteo, y dado que i tiene un valor relativamente pequeño, se n hace la aproximación de ( 1 + i ) por ( 1 + in ), por tanto:.
⎡1 − (1 − 48i ) ⎤ ⎡ (1 + 48i ) − 1 ⎤ (1 − 47i ) + 35 ⎢ ⎥ (1 − 47i ) ⎥ i i ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
2000 = 15 ⎢
⎡ 48 i ⎤ ⎡ 48 i ⎤ 2000 = 15 ⎢⎣ i ⎥⎦ (1 − 47 i ) + 35 ⎢⎣ i ⎥⎦ (1 − 47 i )
2000 = ( 1 - 47i ) ( 15 * 48 + 35 * 48 ) 2000 = ( 1 - 47i ) ( 2400 ) 2000 = 2400 - 112800i i= 400 = 0.35%anual 112800 Contando ahora con el valor inicial de la tasa de interés y utilizando el método de aproximaciones sucesivas, se inicia el proceso así:
8 - 37
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte Ejemplo 8.14 (cont.) Sistema de amortización de cuota uniforme.— Caso de estudio
⎡ (1 + i ) 48 − 1 ⎤ ⎡ 1 − (1 + i ) − 48 − 47 2000 = 15 ⎢ i + + ( 1 ) 35 ⎥ ⎢ i i ⎢⎣ ⎥⎦ ⎢⎣
⎤ − 47 ⎥ (1 + i ) ⎥⎦
X
i, % X 0.350 1974.2 0.300 2028.9 0.320 2006.8 0.330 1995.8 0.325 2001.3 0.326 2000.2 Tasa aproximada 0.326% mensual El plan de pagos del préstamo es bastante largo, cubre 95 períodos, en el Cuadro siguiente se presenta lo correspondiente a algunos períodos.
El comportamiento de cada una de las componentes se presenta en las siguientes Figuras. Pago Intereses 8 7 6
Millones
Con el valor de 0.35% mensual se inicia el proceso iterativo, así:
5 4 3 2 1 0 0
8 - 38
20
40
60
80
10 0
Períodos
Pago Capital 40 35 30
Millones
Pago Pago Período Cuota Saldo Intereses Capital 0 15 15.00 1985.00 1 6.48 15 8.52 1976.48 2 6.45 15 8.55 1967.92 3 6.42 15 8.58 1959.34 4 6.39 15 8.61 1950.73 5 6.36 15 8.64 1942.10 45 5.16 15 9.84 1572.52 46 5.13 15 9.87 1562.64 47 5.10 15 9.90 1552.74 48 5.07 35 29.93 1522.81 49 4.97 35 30.03 1492.77 50 4.87 35 30.13 1462.64 51 4.77 35 30.23 1432.42 52 4.67 35 30.33 1402.09 53 4.57 35 30.43 1371.66 54 4.47 35 30.53 1341.14 55 4.37 35 30.63 1310.51 56 4.27 35 30.73 1279.79 93 0.34 35 34.66 69.66 94 0.23 35 34.77 34.89 95 0.11 35 34.89 0
25 20 15 10 5 0
0
50 Períodos
100
8– Principios de ingeniería financiera
Para aclarar ideas, en el Ejemplo 8.15 se presenta un diagramas de flujo, y en él se solicita que se clasifique los diferentes tipos de transacciones que se presentan. Ejemplo 8.15 Identificación de una serie gradiente aritmética, SGA Dado el siguiente diagrama de flujo, clasifique los diferentes tipos de transacciones.
0
1
2
3
4
5
6
100000 110000 120000 130000 140000 150000
En una primera inspección del diagrama, se afirma que se tiene una SGA. Al verificar las dos condiciones impuestas se tiene: • Condición 1: Ck = g Se cumple con esta condición, ya que siendo
g = 10.000, un pago es igual al anterior incrementado en g. • Condición 2: C1 = g Esta condición señala que el primer pago debe ser igual a g, en el ejemplo es igual a 10000. Como el primer pago es 100000, no se cumple esta condición y la serie que se presenta en el diagrama no es una SGA. El diagrama siguiente presenta otra forma equivalente del diagrama de flujo. 0
1
2
3
4
5
Se ha trazado una línea punteada por el valor de 100000, la cual divide el diagrama en dos series. La serie por encima de la línea punteada es una serie uniforme, con un valor de cuota constante de 100000. La serie que aparece por debajo de la linea punteada es una SGA, ya que: • Condición 1: Ck = Ck-1 + g Dado el valor de g de 10000, es fácilmente verificable que un pago es igual al anterior incrementado en 10000. Por tanto, se cumple con esta primera condición. • Condición 2: C1 = g El primer pago es de 10000, que corresponde al valor de g. Se cumple con la condición. Por tanto, las transacciones del diagrama se clasifican como dos series: una serie uniforme y una serie gradiente aritmética. En una SGA se debe delimitar el inicio y el final. El inicio se define como dos períodos antes del primer pago, y el final como el período del ultimo pago. Así, en el ejemplo, la SGA tendrá como inicio 0 y como final 6. 8.5.4.2 Conversión de una SGA en un solo pago equivalente. Se utiliza el mismo artificio utilizado en la serie uniforme, que consiste en reemplazar los pagos de la SGA por un solo pago equivalente, ubicado al inicio o al final de la serie, tal como se muestra en la Figura 8.14. De nuevo se introducen dos nuevos factores de conversión: • Factor de conversión de SGA en un solo pago en su inicio.
6 100000
10000
P
El factor respectivo se escribe ( /g, i, n ), que se lee “ hallar P dado g, i y n”, en donde:
20000 30000 40000 50000
8 - 39
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
0
1
2
3
4
n
(a) g 2g 3g (n-1)g
Inicio
0
1
2
3
4
n
g(P/g, i, n) g(F/g, i, n)
(b) 0
1
2
3
4
n
(c)
Final
Figura 8.14 conversión de una SGA en un solo pago equivalente (a) Serie gradiente aritmético. (b) Conversión a un solo pago al inicio. (c) Conversión a un solo pago al final. P
/g: Indica que se convierte una SGA en un
i: n:
La ecuación de este factor de corrección es:
solo pago en su inicio Tasa de interés Número de pagos, de nuevo n = Final -
n (F/g, i, n) = 1 ⎡ (1 + i ) − 1
⎢ i ⎢⎣
inicio Atendiendo a un desarrollo algebraico sencillo, se llega a:
(P/A, i, n) = 1 ⎡1 − (1 + i) −n
⎢ i ⎣⎢
i
−n ⎤
− n(1 + i) ⎥ ⎦⎥
• Factor de conversión de SGA en un solo pago en su final F
El factor respectivo se escribe ( /g, i, n ), que se lee “hallar F, dado g, i y n”, en donde: F
/g: Indica que se convierte una SGA en un
solo pago en su final. i: Tasa de interés n: Número de pagos, n = Final - inicio
8 - 40
i
⎤ − n⎥ ⎥⎦
Ejemplo 8.16 manejo básico de las expresiones de la SGA El valor de una maquinaria es de 1000 millones. El vendedor propone un plan de pagos así • • • •
Cuotas inicial de 300 millones. Plazo 120 meses. Tasa de interés del 2.8% mensual. Sistema de pago: mediante cuotas mensuales que se incrementan mes a mes en una cantidad fija, siendo el valor de la primera cuota de 5 millones.
Determine el plan de amortización del préstamo.
8– Principios de ingeniería financiera
Aplicando la ecuación de equivalencia con fecha focal en 0, se obtiene:
Simplificando los primeros pasos de la metodología general del manejo de flujos de caja, el diagrama de flujo correspondiente al enunciado anterior es:
∑ (E )(↑ ) = ∑ (S )(↓ ) n
m
k
1000
k =1
(meses)
1 0
2
5
300
3
1
5
4
2
5+g
3
1000 = 300+ 5 ( P/A, 2.8%, 120 ) + g ( P/G, 2.8%, 120)
120 4
120
En nota de pie de página se presenta el desarrollo algebraico de la ecuación anterior.
5+3g
5+g
5+3g
5+2g
300
5+2g
i = i2.8% mensual = 2.8% mensual
Al resolver la ecuación se obtiene un valor de g de 0.77 millones.
5+(n-1)g 5+(3-1)g
Atendiendo a lo realizado en el Ejemplo 8.15, la parte inferior del diagrama corresponde a dos series:
Un resumen del plan de amortización se presenta en el Cuadro 8.3. Cuadro 8.3 Plan de amortización Ejemplo 8.16 (Millones de unidades monetarias)
• Una serie uniforme de 5 millones de cuota fija con inicio en 0 (un período antes del primer pago) y final en 120. • Una serie gradiente aritmética, de valor g desconocido, con inicio en 0 (dos períodos antes del primer pago) y final en 120. Al convertir cada una de estas series por un solo pago equivalente en su inicio, el diagrama equivalente es:
1000 (meses)
FF 300 0
j =1
(meses)
1000
0
j
1
2
3
120
5(P/A, 2.8%, 120)
i = 2.8% mensual
g (P/g, 2.8%, 120)
Período 0 1 2 35 36 37
Pago
Cuota
Pago
28.00 28.64 47.14 47.59 48.02
5.00 5.77 31.23 32.00 32.77
-23.00 -22.87 -15.91 -15.59 -15.25
Saldo 1000 1023.00 1045.87 1699.53 1715.12 1730.37
38 39 40 107 108 111 118 119 120
48.45 48.87 49.28 29.32 27.71 22.48 7.63 5.18 2.64
33.54 34.31 35.09 86.77 87.54 89.86 95.26 96.03 96.80
-14.91 -14.55 -14.19 57.45 59.83 67.38 87.63 90.85 94.17
1745.27 1759.83 1774.02 989.71 929.88 735.42 185.02 94.17 0.00
* Planteamiento de la ecuación de equivalencia del Ejemplo 8.16.
1 000
= 300 + 5
⎡ ⎢ ⎣
1 − ( 1 . 028 )
0 . 028
− 120
⎤ ⎥ ⎦
g + 0 . 028
⎡ ⎢ ⎣
1 − ( 1 . 028 )
− 120 − 120 ( 1 . 028 )
0 . 028
− 120
⎤ ⎥ ⎦ 8 - 41
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
El pago de intereses tiene un comportamiento diferente a los anteriores sistemas de amortización. En aproximadamente los 2/3 del tiempo es creciente y en el tercio final es decreciente.
El comportamiento de la cuota es creciente en el tiempo y tiene crecimiento lineal.
Valor de la Cuota
Pago Intereses
120 100
60
80
Millones
50
Millones
40 30
60 40
20
20 10
0 0
0 0
20
40
60
80
100
50
120
Períodos
Períodos
La razón de lo anterior radica en que en los primeros períodos la cuota no cubre los intereses; es por ello, que el pago a capital, en los primeros períodos, es negativo, tal como lo muestra la gráfica.
100
El saldo, como era de esperarse, tiene un crecimiento en la primera parte de la vida de la obligación y un decrecimiento muy rápido en la parte final de la duración de la obligación.
Saldo
Pago Capital
2500
120 2000 100
Millones
Millones
80 60 40 20
1500
1000
500
0 0
20
40
60
-20
100
120
0 0
20
40
60 P e r í odos
-40
Períodos
8 - 42
80
80
100
120
8– Principios de ingeniería financiera
El inicio de la SGG se da un período antes del primer pago, y el final se da en el período del ultimo pago.
8.5.5 Sistema de cuota variable en gradiente geométrico En este sistema se establece que un pago es igual al pago anterior incrementado en un porcentaje fijo, denominado j. Así, por ejemplo, si el pago es de 1000 y j es de 10%, el siguiente pago será 1100, valor anterior incrementado en un 10%. El siguiente será de 1210, y así sucesivamente. Para su cálculo se utiliza la serie gradiente geométrica, SGG, la cual es un conjunto de pagos, donde se sigue con la regla de que un pago es igual al pago anterior incrementado en un porcentaje fijo, j, es decir:
De nuevo de convierte la SGG por un solo pago equivalente en su inicio o en su final, y aparecen dos nuevos factores de conversión: ( P/A, j, i, n ) y ( F/A, j, i, n ), el primero cuando la conversión se dan en el período inicial y el segundo corresponde a la conversión de la SGG en su período final. La Figura 8.15 presenta el diagrama de flujo típico de una SGG y los mecanismos de su conversión en un solo pago, al inicio o al final de la serie.
Ck = Ck-1 ( 1 + j )
0
)
1
2
3
4
5
n
A A(1+j) A(1+j)2 A(1+j)3 A(1+j)n-1
0
1
2
3
4
g(P/A, j, i, n)
) c)
0
1
2
n
g(F/A, j, i, n)
3
4
n
Figura 8.15 Conversión de una SGG en un solo pago equivalente (a) Serie gradiente geométrico. (b) Conversión a un solo pago al inicio. (c) Conversión a un solo pago al final.
8 - 43
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Los ecuaciones para hallar los factores de conversión son:
⎡ ⎡1 + j ⎤ ⎤ −1⎥ ⎢⎢ ⎥ ⎢⎣1+ i ⎦ ⎥ (i ≠ j ) ⎢ ⎥ j−i ⎢ ⎥ ⎢⎣ ⎥⎦ n
( P/A, j, i , n ) =
500
0
1
150
A
2
3
4
24
A(1+j) A(1+j)2 A(1+j)3
A(1+j)23 i = 2.5% mensual j = 0.5%
n (i = j ) 1+ i
Al convertir la SGG en un solo pago equivalente en su inicio, se obtiene el siguiente diagrama equivalente:
(1+ j)n − (1+ i)n (i ≠ j) j −i
500
( F/A, j, i, n ) = n (1 + i ) n − 1 ( i = j )
(meses) 0 1 150
3
24
A(P/A, 0.5%, 2.5%, 24)
Ejemplo 8.17 Manejo básico del sistema de amortización de cuota variable en gradiente geométrico, SGG. El valor de un equipo es de 500 millones, la cuota inicial es de 150 millones y el saldo restante, a una tasa de interés del 2.5% mensual, se pagará mediante 24 cuotas mensuales que se incrementan mes a mes en un 0.5.
2
Al tomar la ecuación de equivalencia con fecha focal en 0, se tiene:
∑ (E )(↑ ) = ∑ (S )(↓ ) n
m
k
k =1
j
j =1
Determine el plan de amortización de la obligación. El diagrama de flujo correspondiente al problema es:
8 - 44
500 = 150 + A ( P/A, 0.5, 2.5%, 24) ⎡ ⎡ 1 + 0 . 005 ⎤ 24 ⎤ − 1 ⎢⎢ ⎥ 1 + 0 . 025 ⎥⎦ ⎣ ⎢ ⎥ 500 = 150 + A ⎢ 0 . 005 − 0 . 025 ⎥ ⎢ ⎥ ⎣⎢ ⎦⎥
8– Principios de ingeniería financiera
Al resolver la ecuación se obtiene un valor de A de 18.58 millones, A representa la primera cuota a pagar. El plan de amortización correspondiente a este sistema se presenta en el Cuadro 8.4.
j, son crecientes al inicio del pago de la obligación y decrecientes al final. Pago Intereses
Pago Capital
Saldo
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
8.75 8.50 8.25 7.99 7.72 7.43 7.14 6.84 6.53 6.21 5.88 5.54 5.19 4.83 4.45 4.07 3.67 3.26
18.58 18.67 18.76 18.86 18.95 19.05 19.14 19.24 19.33 19.43 19.53 19.62 19.72 19.82 19.92 20.02 20.12 20.22
9.83 10.16 10.51 10.87 11.24 11.61 12.00 12.39 12.80 13.21 13.64 14.08 14.53 14.99 15.47 15.95 16.45 16.96
350.00 340.17 330.01 319.50 308.63 297.39 285.78 273.78 261.39 248.60 235.38 221.74 207.66 193.13 178.13 162.67 146.72 130.26 113.30
19 20 21 22
2.83 2.40 1.94 1.48
20.32 20.42 20.53 20.63
17.49 18.03 18.58 19.15
95.81 77.78 59.20 40.06
23 24
1.00 0.51
20.73 20.83
19.73 20.33
20.33 0.00
El comportamiento de cada una de las componentes del sistema se presenta en las siguientes Figuras. El pago de intereses es decreciente, aunque no es la característica constante en este sistema, ya que para valores relativamente altos de
10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0
5
10
15
20
Períodos
La cuota tiene un crecimiento exponencial. Cuota 21.00 20.50 Millones
Pago Período Intereses Cuota
Millones
Cuadro 8.4 Plan de Amortización (Millones de unidades monetarias)
20.00 19.50 19.00 18.50 18.00 0
10
20
Períodos
El pago capital es creciente en este caso, aunque dependiendo del valor de j, puede tener un comportamiento diferente.
8 - 45
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
En el Cuadro 8.5 se presenta un resumen de los principales tipos de transacciones y sus factores de conversión. El Ejemplo 8.18 presenta un caso de estudio ilustrativo de la mayoría de los aspectos tratados en el capítulo.
Pago Capital 25.00
Millones
20.00
8.6 LA CALCULADORA FINANCIERA
15.00 10.00 5.00 0.00 0
5
10
15
20
Períodos
Con el propósito de facilitar los cálculos financieros, los profesores Efraín Solano y Carlos Arboleda de la Universidad del Cauca, han diseñado un programa de computador, de fácil manejo, con la mayoría de las funciones de un programa en Windows. En este numeral se hace una breve presentación del Programa, su instalación, funciones y manejo básico. El Programa es de libro uso y puede ser obtenido a través del FTP de la Universidad.
Saldo 400.00 350.00
8.6.1 Instalación
Millones
300.00
Para dar inicio a la instalación del programa, haga doble clic en el programa SETUP. El programa de instalación lo guiará por las diferentes opciones: carpeta de destino, actualización de algunos archivos y otros asuntos.
250.00 200.00 150.00 100.00 50.00
8.6.2 Opciones del Menú Principal
0.00 0
5
10
15
20
Períodos
El saldo tiene un comportamiento decreciente. 8.5.6 Resumen de los sistemas de pago Para efectuar los cálculos financieros correspondientes a un sistema de amortización se atiende a la metodología general de manejo de flujo de caja. Al resolver la ecuación de equivalencia, las diferentes series se convierten a un solo pago equivalente, en su inicio o final, utilizando el facto de conversión apropiado.
8 - 46
Al dar inicio al programa se aprecia una pantalla con la apariencia que muestra la Figura 8.16. Las opciones disponibles en el menú principal del programa son: Archivo
Permite realizar las operaciones básicas con los datos: grabar, cargar, iniciar con un nuevo problema.
Cálculos
Permite realizar los cálculos financieros, planteamiento de la ecuación de equivalencia, cuadros de amortización, con sus gráficos, etc.
Préstamos en UVR
Permite trabajar con préstamos en UVR, sistema de financiación de vivienda que opera en Colombia.
4. Serie gradiente geométrico: Conjunto de pagos donde un pago es igual al anterior incrementado en un porcentaje fijo, j.
3. Serie gradiente aritmético: Conjunto de pagos donde un pago es igual al anterior mas una cantidad fija, además el primer pago es igual a la cantidad del incremento
2. Serie uniforme: Conjunto de pagos constante o uniforme
1. Pago único: Se refiere a un pago aislado
Tipo
A A(1+j)
2g
A(1+j)
g
A
P
2
3g
n-1
A(1+j)
…….
(n-1)g
……
Representación
Representa el valor de la primera cuota.
Un periodo antes del primer pago
Dos periodos antes del primer pago
Un periodo antes del primer pago
Representa el valor de cada uno de los pagos, A.
Representa la cantidad del incremento, g.
Periodo en que se ubica el pago
Inicio
Representa el valor del pago, P
Valor
El periodo del último pago
El periodo del último pago
El periodo del último pago
Final
− n
(1 + i i )
− n
n
− n (1 + i )
n
j ⎤ i ⎥⎦ j − i
n (i = 1 + i
⎡ 1 + ⎢ 1 + ⎣
j)
− 1
− n
(i ≠
( P/A, ,j, i, n )
1 ⎡ 1 − (1 + i ) ⎢ i ⎣⎢ i
( P/g, i, n )
⎡ 1 − ⎢ ⎣⎢
( P/A, i, n )
i )
⎤ ⎥ ⎦⎥
j )
1 i
⎡ (1 ⎢ ⎣⎢
i )
n
i ) i
n
−
1 ⎤ ⎥ ⎦⎥
i ) i
n
−
1
−
( F/g, i, n )
+
n − 1
(i =
− (1 + i ) j − i n
i )
j)
(i ≠
⎤ n ⎥ ⎦⎥
j )
n
( F/A, ,j, i, n )
n (1 +
(1 +
+
⎡ (1 ⎢ ⎣⎢
+
( F/A, i, n )
(1
( F/P, i, n )
( P/F, i, n ) (1 +
Final (F)
Inicio (P)
⎤ ⎥ ⎦⎥
Factor de conversión a un solo pago equivalente
Cuadro 8.5 Resumen de los principales tipos de transacciones y factores de corrección
j
8– Principios de ingeniería financiera
8 - 47
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 8.18 Análisis de los principales sistemas de amortización — Caso de estudio El valor de un inmueble es de 1500 millones, se ha fijado una cuota inicial de 400 millones y el saldo restante a cinco años a una tasa de interés del 34% anual y según uno de los siguientes planes alternativos: Plan 1: Cuota mensual fija a lo largo de 60 meses. Plan 2: Cuota mensual que se incrementa mes a mes en una cantidad fija, siendo el valor de la primera cuota de 20 millones. Plan 3: Cuota mensual que se incrementa mes a mes en el 0.4% Plan 4: Cuota mensual fija a lo largo del año, que se incrementa año a año en el 20% Para cada plan alternativo prepare el Cuadro de amortización, haga comentarios y comparaciones entre ellas. Siguiendo la metodología general de manejo de flujos, se debe prepara para cada plan: • • • •
Diagrama de flujo Ecuación de equivalencia Plan de amortización Figuras
Además, dado que el tiempo se contabiliza en meses, es necesario convertir la tasa del 34% m anual a la tasa efectiva mensual equivalente, para ello se utiliza la ecuación 1 + E = ( 1 + i ) . En donde: 12
E: 34% i: ?
i=
m: 12
i = 2.47% mensual
Plan 1
1 . 34
-1
1500 (meses) 0
1
2
3
……………………………. 60 X
400
i = 2.47% mensual
Al plantear la ecuación de equivalencia con fecha focal 0, se tiene: n
∑
k =1
8 - 48
(E k )(↑ ) =
m
∑
j =1
(S j )(↓ )
1500 = 400 + X ( P/A, 2.47%, 60 )
8– Principios de ingeniería financiera
Ejemplo 8.18 (continuación) Análisis de los principales sistemas de amortización — Caso de estudio — Plan 1 (Cuota uniforme) La serie uniforme, de valor desconocido X, se remplaza por un solo pago equivalente en su inicio, P y el factor de conversión es ( /A, i, n ) Al reemplazar los factores por sus ecuaciones se tiene:
1500 = 400 + X [1 - (1.0247)-60] 0.0247 X = 35.35 millones El plan de amortización y las figuras que muestran el comportamiento del saldo, pago de inte reses, pago de capital y cuota son:
8.18 8.38 8.58 8.80 12.38 12.68 13.00 13.32 13.65 13.99 14.33 14.68 20.66 21.17 21.70 22.23 22.78 23.35 30.53 31.29 32.06 32.85 33.66 34.49
Cuota, Intereses y capital Saldo 1100.00 1091.82 1083.45 1074.86 1066.06 917.46 904.78 891.78 878.46 864.81 850.83 836.50 821.81 573.75 552.58 530.88 508.65 485.86 462.52 164.35 133.07 101.01 68.16 34.49 0.00
40 35
Cuota 30 25
Millones
Pago Capital
Pago Intereses
20 15 10
Pago Capital 5 0 0
20
40
60
Períodos
Saldo 1200 1000
Millones
Pago Período Intereses Cuota 0 1 27.17 35.35 2 26.97 35.35 3 26.76 35.35 4 26.55 35.35 18 22.97 35.35 19 22.66 35.35 20 22.35 35.35 21 22.03 35.35 22 21.70 35.35 23 21.36 35.35 24 21.02 35.35 25 20.66 35.35 39 14.68 35.35 40 14.17 35.35 41 13.65 35.35 42 13.11 35.35 43 12.56 35.35 44 12.00 35.35 55 4.81 35.35 56 4.06 35.35 57 3.29 35.35 58 2.49 35.35 59 1.68 35.35 60 0.85 35.35
800 600 400 200 0 0
20
40
60
Períodos
8 - 49
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 8.18 (continuación) Análisis de los principales sistemas de amortización — Caso de estudio
Plan 2:
1500 (meses)
FF 0
1
2
3
……………………………. 60
20 400
20+g 20+2g
i = 2.47% mensual 20+59g
La ecuación de equivalencia con fecha focal 0 es: n
∑
(E k )(↑ ) =
k =1
m
∑
(S j )(↓ )
j =1
1500 = 400 + 20 ( P/A, 2.47%, 60 ) + g ( P/g, 2.47, 60 ) En la parte de los egresos, se presentan dos series: La primera una uniforme, de valor de 20 millones, con inicio en 0 (un período antes del primer pago) y final en 60, que se reemplaza por un P solo valor en su inicio, cuyo valor es de 20 ( /A, 2.47, 60 ). La segundo serie es gradiente aritmético, de valor g desconocido, con inicio en 0 (dos períodos antes del primer pago) y final en 60, P que se reemplaza por un solo pago equivalente en su inicio, de valor g ( /g, 2.47, 60 ). Al reemplazar los factores de conversión por sus ecuaciones respectivas, se tiene: − 60 ⎤ 1500 = 400+20 ⎡ 1 − (1 . 0247 )
⎢ ⎢⎣
0 . 0247
⎥ ⎥⎦
+
g 0 .0247
⎤ ⎡ 1 − (1 .0247 ) −60 − 60 (1 .0247 ) − 60 ⎥ ⎢ 0 .0247 ⎥⎦ ⎢⎣
Al despejar, g = 0.68 millones. El plan de amortización y las Figuras de comportamiento de cada una de las componentes se presentan a continuación.
8 - 50
8– Principios de ingeniería financiera
Ejemplo 8.18 (continuación) Análisis de los principales sistemas de amortización — Caso de estudio — Plan 2 ( Gradiente Aritmético)
27.2 27.4 27.5 27.7 27.8 27.9 28.0 28.1 28.2 28.3 28.3 28.4 28.4 28.4 28.4 28.4 28.3 28.3 28.2 28.1 27.9 27.8 27.6 27.5 27.3 27.0 26.8 26.5 26.2 25.9 25.5 25.2 24.8 24.4 23.9 23.4 22.9 22.4 21.8 21.2 20.6 19.9 19.2 18.5 17.7 16.9 16.1 15.2 14.3 13.4 12.4 11.3 10.3 9.2 8.0 6.8 5.5 4.2 2.9 1.5
20.0 20.7 21.4 22.1 22.7 23.4 24.1 24.8 25.5 26.2 26.8 27.5 28.2 28.9 29.6 30.3 31.0 31.6 32.3 33.0 33.7 34.4 35.1 35.7 36.4 37.1 37.8 38.5 39.2 39.8 40.5 41.2 41.9 42.6 43.3 43.9 44.6 45.3 46.0 46.7 47.4 48.1 48.7 49.4 50.1 50.8 51.5 52.2 52.8 53.5 54.2 54.9 55.6 56.3 56.9 57.6 58.3 59.0 59.7 60.4
Saldo
-7.2 -6.7 -6.1 -5.6 -5.1 -4.5 -3.9 -3.4 -2.8 -2.1 -1.5 -0.9 -0.2 0.5 1.2 1.9 2.6 3.4 4.2 4.9 5.7 6.6 7.4 8.3 9.2 10.1 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.1 18.2 19.4 20.5 21.7 22.9 24.2 25.5 26.8 28.1 29.5 30.9 32.4 33.9 35.4 36.9 38.5 40.2 41.8 43.6 45.3 47.1 49.0 50.9 52.8 54.8 56.8 58.9
1100.0 1107.2 1113.8 1120.0 1125.6 1130.7 1135.2 1139.1 1142.4 1145.2 1147.3 1148.8 1149.7 1149.9 1149.4 1148.2 1146.3 1143.6 1140.3 1136.1 1131.2 1125.4 1118.9 1111.4 1103.2 1094.0 1083.9 1072.9 1060.9 1048.0 1034.0 1019.0 1003.0 985.9 967.6 948.3 927.8 906.0 883.1 858.9 833.5 806.7 778.6 749.0 718.1 685.8 651.9 616.6 579.6 541.1 500.9 459.1 415.6 370.2 323.1 274.2 223.3 170.5 115.7 58.9 0.0
El comportamiento de este sistema es bastante peculiar, en los primeros períodos el pago de intereses es creciente y al final de los pagos es decreciente; el pago a capital al inicio es negativo, lo que indica que la cuota no cubre ni los intereses, la cuota es creciente y el saldo tiene un comportamiento parecido al de los inte reses.
Cuota, Intereses y Capital 70.0 60.0
Cuota
50.0 40.0
Millones
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
Pago
Intereses
30.0 20.0 10.0
Pago capital-
0.0 0
10
20
30
40
50
60
40
50
60
-10.0 - 20.0
Períodos
Saldo 1400.0 1200.0 1000.0
Millones
Período Pago Intereses Cuota
800.0 600.0 400.0 200.0 0.0 0
10
20
30
Períodos
8 - 51
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 8.18 (continuación) Análisis de los principales sistemas de amortización — Caso de estudio
Plan 3:
1500 (meses)
FF 0
1
2
3
…………………….
60
A A(1+j) A(1+j)2
400
i = 2.47% mensual A(1+j)59 j = 0.4%
Al plantear la ecuación de equivalencia con fecha focal en 0, se tiene: n
∑
k =1
(E k )(↑ ) =
m
∑
(S j )(↓ )
j =1
1500 = 400 + A ( P/A, 0.4, 2.47, 60 ) La serie gradiente geométrica se reemplaza por un solo pago equivalente en su inicio en 0, de valor A ( P/A, 0.4, 2.47, 60 ). Al reemplazar por sus ecuaciones respectivas, se llega a:
⎡ ⎛ 1 . 004 1500 = 400 + A ⎢ ⎜ 1 . 0247 ⎢⎝ ⎢ 0 . 004 − ⎢ ⎣⎢
A = 32.25 millones
8 - 52
60 ⎤ ⎞ ⎟ −1⎥ ⎠ ⎥ 0 . 0247 ⎥ ⎥ ⎦⎥
8– Principios de ingeniería financiera Ejemplo 8.18 (continuación) Análisis de los principales sistemas de amortización — Caso de estudio — Plan 3 (Gradiente Geométrico)
27.2 27.0 26.9 26.8 26.6 26.5 26.3 26.2 26.0 25.8 25.6 25.4 25.2 25.0 24.8 24.6 24.3 24.1 23.8 23.5 23.3 23.0 22.7 22.4 22.0 21.7 21.4 21.0 20.6 20.3 19.9 19.5 19.0 18.6 18.2 17.7 17.2 16.7 16.2 15.7 15.1 14.6 14.0 13.4 12.8 12.1 11.5 10.8 10.1 9.4 8.7 7.9 7.1 6.3 5.5 4.7 3.8 2.9 1.9 1.0
32.3 32.4 32.5 32.6 32.8 32.9 33.0 33.2 33.3 33.4 33.6 33.7 33.8 34.0 34.1 34.2 34.4 34.5 34.7 34.8 34.9 35.1 35.2 35.4 35.5 35.6 35.8 35.9 36.1 36.2 36.4 36.5 36.6 36.8 36.9 37.1 37.2 37.4 37.5 37.7 37.8 38.0 38.1 38.3 38.4 38.6 38.8 38.9 39.1 39.2 39.4 39.5 39.7 39.9 40.0 40.2 40.3 40.5 40.7 40.8
5.1 5.3 5.6 5.9 6.1 6.4 6.7 7.0 7.3 7.6 8.0 8.3 8.6 9.0 9.3 9.7 10.1 10.5 10.9 11.3 11.7 12.1 12.5 13.0 13.5 13.9 14.4 14.9 15.4 16.0 16.5 17.0 17.6 18.2 18.8 19.4 20.0 20.7 21.3 22.0 22.7 23.4 24.2 24.9 25.7 26.5 27.3 28.1 28.9 29.8 30.7 31.6 32.6 33.5 34.5 35.5 36.6 37.6 38.7 39.8
Saldo 1100.0 1094.9 1089.6 1084.0 1078.1 1072.0 1065.6 1058.9 1051.9 1044.5 1036.9 1029.0 1020.7 1012.1 1003.1 993.8 984.1 974.0 963.6 952.7 941.5 929.8 917.7 905.1 892.1 878.7 864.8 850.3 835.4 820.0 804.1 787.6 770.5 752.9 734.7 715.9 696.5 676.5 655.8 634.5 612.5 589.8 566.4 542.2 517.3 491.7 465.2 438.0 409.9 380.9 351.1 320.4 288.8 256.3 222.7 188.2 152.7 116.2 78.5 39.8 0.0
El comportamiento de este sistema depende en gran medida del valor de j. La cuota siempre es creciente. En cuanto a los intereses y pago a capital, su comportamiento es complementario. Si la cuota no cubre los intereses, éstos al inicio son crecientes y luego decrecientes; el pago a capital es creciente, en algunas ocasiones, al inicio se pueden reportar pagos a capital negativos.
Cuota, Intereses y Capital 45.0 40.0
Cuota
35.0 30.0
Millones
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
Pago Capital
Capital
Intereses
25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 0
20
40
60
Períodos
Saldo 1200.0 1000.0 800.0
Millones
Período Pago Intereses Cuota
600.0 400.0 200.0 0.0 0
20
40
60
Períodos
8 - 53
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 8.18 (continuación) Análisis de los principales sistemas de amortización — Caso de estudio
Plan 4: 1500 (meses) 0
1
2
3
12 13 14
24 25 26
36
49 48
60
….
400 A
A(1+j)
A(1+j)2 A(1+j)4 i = 2.47% mensual
1500 (años) 0
1
2
3
……………………….
A(F/A,2.47%, 12)
400
5
E= 34% Anual
A(F/A,2.47%, 12)(1+j) A(F/A,2.47%, 12)(1+j)2
A(F/A,2.47%, 12)(1+j)4
Este sistema corresponde a un sistema de amortización combinado. Para resolverlo, es conveniente convertir el diagrama original, en meses, a un diagrama transformado, en años. En este último, se consignan los valores equivalentes de cada serie uniforme, reemplazando por su valor equivalente en el final de cada serie. Al efectuar estas conversiones, en el último diagrama se obtiene una Serie Gradiente Geométrica.
Por tanto, La ecuación con fecha focal en 0 : n
∑
(E k )(↑ ) =
k =1
m
∑
(S j )(↓ )
j =1
1500 = 400 + A (F/A, 2.47%, 12) (P/A, 20%, 34%, 5 ) Al reemplazar por sus ecuaciones se tiene:
12 ⎡ 1500 = 400 + A ⎢ (1 . 0247 )
⎣⎢
0 . 0247
A = 26.4
8 - 54
−1
⎡ ⎢ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎦ ⎢ ⎣⎢
5 ⎤ ⎛ 1 . 20 ⎞ ⎜ ⎟ −1⎥ ⎝ 1 . 34 ⎠ ⎥ 0 . 20 − 0 . 34 ⎥ ⎥ ⎦⎥
8– Principios de ingeniería financiera Ejemplo 8.18 (continuación) Análisis de los principales sistemas de amortización — Caso de estudio — Plan 4 (Sistema Combinado) Saldo
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59
27.2 27.2 27.2 27.2 27.3 27.3 27.3 27.3 27.3 27.4 27.4 27.4 27.4 27.3 27.2 27.1 27.0 26.9 26.8 26.7 26.5 26.4 26.3 26.1 26.0 25.7 25.4 25.1 24.8 24.5 24.1 23.8 23.4 23.1 22.7 22.3 21.9 21.4 20.8 20.1 19.5 18.9 18.2 17.5 16.8 16.1 15.4 14.7 13.9 12.9 11.8 10.8 9.7 8.6 7.5 6.3 5.1 3.9 2.6
26.4 26.4 26.4 26.4 26.4 26.4 26.4 26.4 26.4 26.4 26.4 26.4 31.7 31.7 31.7 31.7 31.7 31.7 31.7 31.7 31.7 31.7 31.7 31.7 38.0 38.0 38.0 38.0 38.0 38.0 38.0 38.0 38.0 38.0 38.0 38.0 45.6 45.6 45.6 45.6 45.6 45.6 45.6 45.6 45.6 45.6 45.6 45.6 54.7 54.7 54.7 54.7 54.7 54.7 54.7 54.7 54.7 54.7 54.7
-0.8 -0.8 -0.8 -0.9 -0.9 -0.9 -0.9 -0.9 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 4.2 4.3 4.4 4.5 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.3 5.4 5.5 12.0 12.3 12.6 12.9 13.2 13.5 13.9 14.2 14.6 14.9 15.3 15.7 23.7 24.2 24.8 25.5 26.1 26.7 27.4 28.1 28.8 29.5 30.2 30.9 40.8 41.8 42.9 43.9 45.0 46.1 47.3 48.4 49.6 50.8 52.1
1100.0 1100.8 1101.6 1102.4 1103.3 1104.2 1105.1 1106.0 1106.9 1107.9 1108.9 1109.9 1110.9 1106.7 1102.4 1097.9 1093.4 1088.8 1084.0 1079.1 1074.1 1069.0 1063.7 1058.4 1052.8 1040.9 1028.6 1016.0 1003.1 989.9 976.4 962.5 948.3 933.7 918.8 903.5 887.9 864.2 840.0 815.1 789.7 763.6 736.9 709.5 681.4 652.7 623.2 593.0 562.1 521.3 479.5 436.6 392.7 347.7 301.6 254.3 205.9 156.3 105.5 53.4
60
1.3
54.7
53.4
0.0
Este caso corresponde a un sistema combinado. La cuota es constante a lo largo del año y tiene incrementos año a año. El pago a capital es creciente y los intereses son decrecientes. El saldo es decreciente. Se pueden plantear sistemas combinados con el número de opciones que se quiera.
Cuota, Intereses y Capital 60.0
Cuota
50.0 40.0
Millones
Pago Capital
30.0
Capital
Intereses
20.0 10.0 0.0 0
10
20
30
40
50
60
40
50
60
- 10.0
Períodos
Saldo 1200.0 1000.0
Millones
Período Pago Intereses Cuota
800.0 600.0 400.0 200.0 0.0 0
10
20
30
Períodos
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Figura 8.16 Presentación de inicio del programa “La Calculadora Financiera” 8.6.3 Manejo de las tasas de interés El programa dispone de una versátil función para convertir tasas de interés. En la pantalla principal, se ubica un botón denominado “Convertir Tasa”. Al acceder a esta función, el usuario dispone de una ventana de trabajo, como la que se muestra en la Figura 8.17.
Esta ventana contiene dos partes, en la parte de la izquierda se consigna la información de la tasa conocida; en la derecha se consigna la información correspondiente a la tasa desconocida. Funciona de similar forma que el diagrama general de conversión de tasas, que se desarrollo en el numeral 8.4.2.6. Ejemplo 8.19 Manejo de tasas de interés con el Programa La Calculadora Financiera El 42% anual capitalizable trimestre anticipado, es equivalente a qué tasa mensual?. La información se clasifica: Tasa conocida 42% anual capitalizable trimestre anticipado. Es una tasa nominal y anticipada. El período de referencia es el año y el de capitalización es el mes. Tasa Desconocida
Figura 8.17 Manejo de tasas de interés
8 - 56
Tasa mensual. Es una tasa efectiva, vencida y con período de capitalización el mes.
8– Principios de ingeniería financiera
Esta información se consigna en la ventana de conversión de tasas, tal como se muestra en la Figura 8.17. Al efectuar los cálculos, en la ventana de la derecha, se registra el valor de la tasa buscada, para el ejemplo, 3.77% mensual. 8.6.4 El editor de la Calculadora Financiera Cuando se inicia el programa, se aprecia el editor principal, el cual tiene apariencia de una hoja electrónica tipo Excel. Contiene las siguientes columnas: Tipo *
Valor
Inicio
Hace referencia al tipo de transacción, según la siguiente codificación: 1.Pago único. 2.Serie uniforme. 3.Serie gradiente aritmético. 4.Serie gradiente geométrico. 5.Serie combinada, con pagos uniformes a lo largo del año y con incrementos en un porcentaje año por año. Hace referencia al valor de la transacción. Si la transacción corresponde a un ingreso, su valor será positivo; si es un egreso, su valor será negativo. Se registra la ubicación del pago único, o el inicio de una serie cualquiera.
Final
Se registra el período final de una serie cualquiera.
J
Porcentaje de incremento para una serie gradiente geométrico o una combinada del tipo 5.
Sensibilidad
Permite examinar cambios en variables.
Para ilustrar el manejo de la Calculadora se incluyen algunos ejemplos. Ejemplo 8.19 Problemas de tasa conocida El Banco de los Soñadores hace préstamos en condiciones muy favorables. Para plazos de 12, 24, 36 y 48 meses cobra una tasa de interés del 1.2% mensual, y el sistema ofrecido es el de cuota uniforme. Calcule el valor de la cuota por cada millón solicitado en préstamo. En primer lugar se elabora el diagrama de flujo correspondiente al problema. Como se deben analizar cuatro situaciones, se trabajará con 1000000 Meses 0
1
2
3
………………….
n
X i= 1.2% mensual
una variable n, que indica el número de meses de plazo.
Se clasifican las diferentes transacciones, según los tipos y consideraciones consignadas en el Cuadro 8.5. • El pago de 1000000, es un pago único, ubicado en 0. • En la parte de los egresos, se tiene una serie uniforme, de valor desconocido, con inicio en 0 (un período antes del primer pago) y valor final en n (período del último pago). • La tasa de interés es del 1.2% mensual. Esta información se consigna en el editor de la Calculadora, tal como se reseña en la Figura 8.18. Recuerde que los ingresos son positivos y los egresos son negativos.
* La lista de opciones de los diferentes tipos de transacción se selecciona activando la pestaña inferior
8 - 57
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Figura 8.18 Introducir la información al editor de la calculadora. Ubicados en la primera fila, columna tipo, se selecciona tipo 1 o simplemente se teclea el número 1, inmediatamente se fija el tipo en 1. Pago Unico. Se introduce el valor de 1000000 positivo y su ubicación en 0. Para la segunda transacción, se selecciona tipo 2, serie uniforme, como el valor es desconocido se teclea “ * ” , y automáticamente pone el valor como incógnita. Se registra Inicio en 0 y final en 12. Se introduce la información de la tasa de interés. Si es necesario hacer conversiones se utiliza la función de conversión de tasas. De esta forma se ha introducido el diagrama de flujo del problema.
Sólo cambiando el período final de la serie uniforme y efectuando los cálculos, se obtiene el valor a pagar por cada millón solicitado. Ejemplo 8.20 Problemas con tasa desconocida El valor de una maquinaria es de 800 millones, la cuota inicial es de 300 millones y el saldo restante se pagará en 120 cuotas iguales, cada una de ellas de 6 millones. Cuál es la tasa de interés qué cobra el proveedor? Primero se elabora el diagrama de flujo del problema. 800 Meses
Se realizan los cálculos financieros y se obtiene un valor de –89975.43. El signo negativo indica que la transacción es hacia abajo, o como representa un egreso.
0
1
2
3
………………….
120
300
6 i= ?
• El usuario puede revisar: Se introduce la información, así: • El diagrama de flujo. • El cuadro de amortización y las figuras que muestran la variación en el tiempo de la cuota, capital, intereses y saldo. • Toda esta información puede ser llevada a Excel y Word.
8 - 58
• Pago único de 800 millones, ubicado en 0. • Pago único de –300 millones ubicado en 0. • Serie uniforme de –6 millones, con inicio en 0 y final en 120. • La tasa de interés es desconocida, por tanto, se coloca un “ * “ en la casilla correspondiente, indicando que es la incógnita del problema.
8– Principios de ingeniería financiera
Por tratarse de un sistema combinado bastante utilizado, la Calculadora lo incluye en un tipo 5 de transacción. Para este sistema, el valor solicitado, corresponde a la cuota mensual a pagar en el primer año, los períodos de inicio y final se expresan en años y la tasa de interés en forma mensual, tal como se presenta a continuación:
En la Figura 8.19 se presenta la apariencia del editor de la calculadora, al introducir la información del problema. Al solicitar la realización de los cálculos financieros el programa realiza el proceso iterativo, y se obtiene un valor de la tasa de 0.65% mensual.
Figura 8.19 Información del Ejemplo 8.20 Ejemplo 8.21 Problemas con sistemas combinados En el Ejemplo 8.18, Caso de estudio, el Plan 4, corresponde a un sistema combinado: cuotas uniformes a lo largo del año, con incrementos año a año en un porcentaje fijo. El diagrama de flujo se presenta en la Figura 8.20.
1500 (meses) 0
1
2
3
12 13 14
24 25 26
36
49 48
60
….
400 A
A(1+j)
A(1+j)2 A(1+j)4 i = 2.47% mensual
Figura 8.20 Diagrama de flujo correspondiente al Plan 4 del Ejemplo 8.18.
8 - 59
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
MARX Carlos. El Capital. Editorial Aguilar. Tomo I, p23. NIKITIN. Economía política. Ediciones MIR, 1980, p20. Ibid, p23. Ibid, p26. MARX, obra cit, p120. VARELA . Evaluación de proyectos. Editorial Norma, 1989, p23. EL TIEMPO. Editorial del 23 de junio de 2004.
8 - 60
9– Aspectos financieros
9. ASPECTOS FINANCIEROS Este capítulo trata lo relacionado con los aspectos financieros del proyecto. Se inicia con un marco general de la contabilidad, los principales estados financieros y la composición de las inversiones. Se describen las inversiones en proyectos viales y de transporte, en los cuales se presentan algunos rubros especiales. Se define una estructura de costos y se hace una presentación de los costos de mantenimiento en carreteras, que incluye una reseña del Modelo del Banco Mundial HDM. Se identifican y describen algunas de las fuentes de financiación de proyectos viales y de transporte. Se introduce al tema de la planificación financiera de proyectos, el cual se complementa con un ejemplo relacionado con un proyecto de una concesión vial.
9-1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
9.1.3 Balance general
9.1 MARCO GENERAL 9.1.1 Alcance de la contabilidad
L
a contabilidad es una de las disciplinas más antiguas del ámbito administrativo, nace con la necesidad de llevar un registro exhaustivo de los gastos e ingresos de cualquier actividad de producción humana. Hoy en día, los registros contables1 se realizan sujeto a un conjunto de reglas ordenadas e interrelacionadas entre si, en forma sistemática, hacen parte del sistema administrativo. En términos muy generales, la contabilidad proporciona:
Para valorar adecuadamente la ecuación de balance, es conveniente dividir los activos y pasivos en cuentas específicas, que den razón de ciertas actividades de la organización. En términos generales, se utiliza una estructura de cuentas como la presentada en el Cuadro 9.1. Cuadro 9.1 Estructura de cuentas para preparar el balance general ACTIVOS Activos corrientes 1. Efectivo 2. Cuentas por cobrar
• Un panorama general del estado de pérdidas y ganancias y del balance general del proyecto.
3. Inventario de materias primas 4. Inventario de productos en proceso
• El valor de las propiedades y la magnitud de las obligaciones de una actividad económica cualquiera. 9.1.2 Ecuación de balance La suma2 de bienes y derechos de una empresa debe ser igual a la suma de obligaciones con terceros y con los propietarios. Esta expresión constituye la ecuación de balance, principio fundamental de la contabilidad. A la suma de los bienes y derechos se le denomina activos; a la suma de las obligaciones con terceros se le denomina pasivo. La diferencia entre activos y pasivos, constituye la obligación de la organización con sus propietarios, que constituye el patrimonio. A = P + Pa ( Activo = Pasivo + Patrimonio)
5. Inventario de productos terminados 6. Inventario de repuestos y suministros Activos fijos (Inversión fija) No depreciables 7. Terrenos Depreciables 8. Edificios 9. Maquinaria y equipos 10. Muebles y enseres 11. Vehículos 12. Herramientas Activos diferidos 13. Gastos preoperativos PASIVO Y PATRIMONIO Pasivo 14. Pasivos corrientes
Pa = A - P ( Patrimonio = Activo - Pasivo ) Esta igualdad debe subsistir en todo momento dentro del régimen contable de cualquier negocio.
15. Préstamos a corto, mediano y largo plazo Patrimonio 16. Capital social 17. Reservas
Fuente: Arboleda Germán. Proyectos. 1998, p 305.
9-2
9– Aspectos financieros
9.1.4 Inversiones La cuantificación de las inversiones de los proyectos se ha constituido en uno de los componentes más sobresalientes en su formulación. Varias son las razones para ello: • Dan cuenta de la magnitud de la financiación y de los aportes de los socios.
Activo total
Pasivo total
Activos diferidos
Capital social y reservas
Capital fijo
Inversión fija
Activo corriente
Capital de trabajo
In v er siones totales
Obligaciones a largo plazo
Capital per ma nente
Pasivo corriente
• Son una base para establecer la viabilidad del proyecto. Figura 9.1 Inversiones en el proyecto. • En su estimación se pueden cometer algunos errores, que pueden afectar significativamente el buen éxito del proyecto.
Fuente: Arboleda Germán, Proyectos, p261.
Las inversiones totales están constituidas por tres componentes:
Llamado también estado de ingresos y egresos o de resultados. Es un instrumento que tiene como objetivo mostrar si el proyecto5 genera utilidades o pérdidas contables. El cálculo se efectúa sobre la base de los ingresos y costos proyectados. Es ante todo un informe de los ingresos y egresos del proyecto generados en su fase de funcionamiento. Este instrumento de análisis sistematiza toda la información proveniente de:
• Inversión fija. (activos fijos). • Activos diferidos. • Capital de trabajo. Las dos primeras componentes hacen parte de la estructura señalada en el Cuadro 9.1, constituyen el denominado capital fijo. La tercera componente, el capital de trabajo considera aquellos recursos que requiere el proyecto para atender las operaciones de producción y comercialización de bienes o servicios y, contempla el monto de dinero que se precisa para dar inicio y continuidad al ciclo productivo3. En la Figura 9.1 se presenta en forma esquemática una visión compacta de la estructura del balance general. El capital de trabajo se obtiene como la diferencia entre los activos corrientes (caja, bancos, cuentas por cobrar e inventarios) y los pasivos corrientes (cuentas por pagar a corto plazo). La administración del capital de trabajo constituye una de las especialidades más interesantes de la administración financiera y de negocios.
9.1.5 Estado de pérdidas y ganancias
• Los ingresos por comercialización del proyecto. • Los costos en que se incurre para producir esos volúmenes. Uno de los resultados importantes del estado de pérdidas y ganancias es la estimación de los impuestos que se deben pagar en cada uno de los años de operación del mismo. Dependiendo de la legislación de cada país, la estructura de los costos de operación y financiación reflejará los gastos que son susceptible de descuento de impuestos. En el Cuadro 9.2 se presenta un modelo general del informe del estado de pérdidas y ganancias.
9-3
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro 9.2 Estados de pérdidas y ganancias Rubros Ingresos por concepto de comercialización Más otros ingresos
• Costos de reubicación de redes de servicios públicos. • Costos de construcción de obras civiles. • Costos de administración. • Costos de supervisión. • Imprevistos. • Gastos financieros. 9.2.2 Costos de estudios de ingeniería Estudios de preinversión,
Menos costos de operación y de financiación Menos otros egresos Utilidad antes de impuestos Menos impuestos Utilidad neta Menos dividendos Utilidades no repartidas Reservas
Fuente: Arboleda Germán. Proyectos, 1998, p 300.
9.2 INVERSIONES EN LOS PROYECTOS VIALES Y DE TRANSPORTE 9.2.1 Estructura, clasificación y cuantificación de las inversiones Si bien la estructura de las inversiones requeridas en un proyecto vial y de transporte difiere según la naturaleza del mismo, se puede establecer una estructura general, conformada por los siguientes rubros6: • Costos de los estudios de ingeniería. • Costos de adquisición de predios. • Adquisición y montaje de equipos, incluyendo equipo de transporte.
Los costos de los estudios e investigaciones preliminares la conforman los estudios de preinversión7, los concursos de méritos y en la parte de ingeniería se incluye en los estudios de preinversión los estudios de: estudio de transporte, estudios de suelos, de taludes, de drenajes, de pavimentos, geométrico de vías, cálculos estructurales, diseño de obras complementarias y de servicios, diseño de la organización, esquemas de financiación, etc. Entre los propósitos más importantes de los estudios de preinversión se tienen8: • Identificar la mejor de las alternativas para el proyecto. • Disminuir los riesgos en las etapas de construcción. • Garantizar una adecuada estimación de las inversiones del proyecto. • Servir de instrumento para las actividades de promoción y consecución de financiación. 9.2.3 Costos de Adquisición de Predios Este aspecto abarca todos los costos de negociación, compra y legalización de predios. Para muchos proyectos, ante todo urbanos, este rubro es de los más importantes y de mayor cuantía, dada la creciente valorización de los predios urbanos. La definición de los predios afectados, su ubicación, la preparación de las fichas catastrales y el avalúo de los predios, son tareas que normalmente se realizan a la par con los levanta-
9-4
9– Aspectos financieros
mientos topográficos y los diseños viales en planta y perfil. Es práctica corriente, dado la posibilidad de la aparición de especulación en el valor de los predios, que se utilicen los servicios de avalúo de entidades gubernamentales especializadas en el tema. Además, en América Latina existen países con una legislación bastante precisa en materia de expropiación de predios por beneficio común, cuando los propietarios hacen peticiones exageradas sobre el valor de las indemnizaciones o se cierran a cualquier negociación. 9.2.4 Adquisición y montaje de equipos, incluyendo equipo de transporte. Para algunos proyectos la adquisición de equipos es fundamental para su adecuada operación. En el Capitulo 4, se hace una presentación detallada en lo relacionado con el tamaño del proyecto y los aspectos de selección de tecnología. Pero no sobra advertir, los peligros que se corren en países en desarrollo, en las etapas de selección de equipos y tecnología, ya que fácilmente se pueden adquirir tecnologías obsoletas a precios demasiado elevados. Normalmente, la negociación de la tecnología cubre ciertas actividades: montaje de los equipos, entrenamiento de personal local, mantenimiento periódico y pólizas de seguros que garanticen el buen desempeño de los equipos. La experiencia en proyectos de metros, semaforización electrónica y equipos de manipulación de carga en puertos, señala que fácilmente se adquiere una alta dependencia de las empresas suministradoras de los equipos, en materia de suministros, mantenimiento y reparaciones. Por lo que se insiste en la necesidad de preparar personal local dentro del proceso de
adquisición y montaje de los equipos, que adquieran destrezas y habilidades en las tareas más corrientes de mantenimiento y en las reparaciones más frecuentes. Con el desarrollo de tecnología con alto componente electrónico y digital, es conveniente fijar cláusulas claras en los contratos, en materia de actualización de software y de componentes removibles. 9.2.5 Costos de reubicación de redes de servicios públicos. Es difícil concebir un proyecto de transporte que no afecta en alguna medida las redes de servicios públicos: agua, electricidad, gas, teléfonos, televisión, etc. En algunos proyectos es tan considerable el nivel de afectación, que es importante manejar un rubro especialmente dedicado a su cuantificación. En todas las situaciones se recomienda efectuar un inventario exhaustivo de las redes de servicio, su ubicación, tamaño y obras necesarias de adecuación. Por razones de competencia, es conveniente trabajar estos asuntos, directamente con las empresas encargadas de cada uno de los servicios. 9.2.6 Costos de construcción de obras civiles. Tradicionalmente es el rubro que centra la atención en la estimación de las inversiones en los proyectos. La estimación de los costos de construcción en conjunto, con el programa de trabajo, son las herramientas básicas de trabajo de la administración de obras. Mucho de lo relacionado en este numeral, se basa en las recomendaciones del Ingeniero Muñoz9. Los costos de la construcción giran en torno a los precios unitarios que agrupan los costos en dos grandes grupos: los costos directos y los costos indirectos10.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Se denominan costos directos 11aquellos gastos que tienen aplicación a un producto determinado y quedan conformando parte de la naturaleza del ítem correspondiente; por tanto, es la suma de los materiales, mano de obra y equipos y herramientas utilizados directamente en el proceso de producción. Para estimar los costos directos de un ítem cualquiera, con un buen nivel de confiabilidad12, se requiere establecer sus especificaciones de construcción, los planos de construcción y los volúmenes o cantidades de obra. Una de las criticas más agudas que se realizan a la técnica de los precios unitarios, y específicamente en lo relacionado con los costos directos, es el de ignorar las posibles economías de escala que puedan aparecer en el proceso productivo, al tener que construir grandes volúmenes de un determinado ítem. Los costos indirectos propios de la fase de inversión, son perfectamente previsibles, es decir, se pueden analizar y estimar previamente por lo menos dentro del mismo orden de aproximación de los costos directos. En líneas generales, se pueden clasificar los grupos de los costos indirectos de la siguiente forma13: Administración general • Honorarios de directivos y ejecutivos. • Honorarios y sueldos del personal administrativo. • Salarios de personal de servicio. • Seguro social e impuesto. • Aportes legales sobre remuneraciones pagadas. • Pasajes y viáticos del personal de administración. • Gastos de representación. • Estudios e investigaciones. • Consultorías y asesorías. • Depreciación rentas y mantenimiento de edificios. • Depreciación muebles y enseres.
9-6
• • • • • • • •
Amortización de gastos de organización. Previsión para períodos de inactividad. Servicios de emergencia. Indemnizaciones. Gastos de oficina. Preparación de licitaciones no ganadas. Publicidad y promoción. Donaciones.
Gastos Generales • Honorarios, sueldos y prestaciones del personal técnico-administrativo que en el campo dirige y supervisa la ejecución de los trabajos. • Instalaciones y Obras Provisionales. • Transporte, Fletes y Acarreo. • Gastos de Oficina; Todo lo relacionado con los gastos de oficina desde papelería, correo, copias, etc. • Previsiones Generales; En los contratos de construcción de obras públicas se deben amparar los siguientes riesgos: • • • •
Cumplimiento del Contrato. El manejo y buena inversión del anticipo. La estabilidad de la obra. El pago de salarios, prestaciones sociales y toda clase de indemnizaciones. • El correcto funcionamiento de los equipos. Además, estimar la cuantía de los pagos de impuestos incurridos en la legalización de los contratos. Imprevistos Dado que existe un margen de incertidumbre en la cuantificación de los costos directos e indirectos, se asume un porcentaje de ellos como imprevistos. Cubre además, el desperdicio de materiales, las horas ociosas de equipos, aumento en el grado de dificultad de construcción de algunos elementos, etc.
9– Aspectos financieros
Utilidad La utilidad representa la ganancia del constructor por asumir la responsabilidad del trabajo y correr con numerosos riesgos, en el momento mismo de la construcción, y en los servicios posteriores.
los presupuestos, se reducen los porcentajes para cubrir los imprevistos, y se pueden colocar entre un 6 y un 8%. Cuando se trata de obras especiales, como túneles o grandes viaductos, donde no se hayan realizado exploraciones geológicas completas, los imprevistos pueden ubicarse en cerca del 20%.
9.2.7 Costos de administración Cubre este rubro los gastos en qué incurre la entidad o empresa en la gestión, promoción, preparación de concursos y supervisión general del proyecto, en todas las actividades de preinversión. Estos costos se pueden estimar entre el 1.5% y el 2.5% de los costos de construcción. 9.2.8 Costos de Supervisión Este rubro cubre todos los gastos por concepto de interventoría de obras y supervisión de montaje de equipos y verificación de procesos. Se puede asumir un valor global entre el 6% y el 8% de los costos de construcción. En la actualidad existe una tendencia a reducir los costos de supervisión de las obras por concesión, debido a la obligación contractual para los contratistas de contar con sistemas de aseguramiento de la calidad y a su responsabilidad total sobre el proyecto. Sin embargo, la recomendación es la de siempre disponer de una interventoría de obra que controle todos los procesos constructivos. 9.2.9 Imprevistos Los imprevistos tratan de cubrir la incertidumbre con respecto a la cuantificación de los ítems o rubros que cubren las inversiones. Dependiendo del estudio de preinversión que se trate, se fija el nivel de imprevistos. En los estudios de prefactibilidad se estiman imprevistos entre un 10 al 12%; en los estudios de factibilidad y de diseño definitivo, por tener una mejor confiabilidad en la preparación de
En todas los casos se recomienda preparar los presupuestos a partir de planos de diseño, y en lo posible, evitar la cuantificación de las inversiones a partir de precios globales, como por ejemplo, por kilómetro de carretera, ya que puede llevar a situaciones equívocas. En muchas ocasiones, cuando se trabaja con valores globales y la ejecución de las obras presentan algunos inconvenientes no previstos, la opinión pública se refiere a ellos como sobrecostos, y se efectúan algunas comparaciones inconvenientes que puede llevar a confusiones de mal manejo de los proyectos. 9.2.10 Gastos financieros Los gastos financieros cubren todos los pagos en que se incurren por la solicitud de financiación durante la etapa de preinversión e inversión del proyecto. Generalmente cubre el pago de dos comisiones14: • La de inspección y vigilancia. Que generalmente es de alrededor del 1% del valor del préstamo. • La de compromiso de desembolsos, que generalmente es del orden del 0.75% anual, y que se aplica a los desembolsos futuros. Hacen parte de los gastos financieros el pago de intereses que se deban cubrir en la fase de preinversión y de inversión. Si bien los gastos financieros representan menos del 4% del valor total de las inversiones, su impor-
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
tancia radica en que estos valores son descontados directamente de los desembolsos que realizan las entidades financiadotas, y no son debidamente cuantificados, pueden afectar los flujos de caja proyectados.
9.3 COSTOS DE OPERACIÓN La etapa de operación cubre la puesta en funcionamiento de los proyectos viales y de transporte, en la cual se incurren en costos propios de la actividad, a estos costos se les denominada de operación, y son de magnitud y naturaleza diferentes a los de inversión. En los últimos años, con la aparición de masivos proyectos de concesión de infraestructura de transporte se ha tenido una mayor conciencia en la importancia de cuantificar adecuadamente los costos de operación. Para ello se utiliza una técnica proporcionada por la contabilidad de costos, que cubre una estructura típica de costos, aplicable a cualquier industria o negocio.
En la Figura 9.2 se presenta la clasificación de los costos en directos e indirectos. Los costos directos son aquellos que se transfieren directamente al producto, cubren los recursos que se incorporan físicamente al producto final y las labores necesarias para el manipuleo y transformación de dichos recursos. Los costos indirectos son recursos que participan en el proceso productivo; pero que no se incorporan físicamente al producto final. Estos costos están vinculados al periodo productivo y no al producto terminado, entre ellos tenemos: mano de obra, materiales y gastos indirectos. Otra forma de clasificar a los costos es el de denominarlos como fijos o variables. Los costos fijos se asimilan a los costos indirectos, a su vez los costos variables son de la naturaleza de los costos directos.
Figura 9.2 Clasificación de costos directos e indirectos. Fuente: Redondo Arturo. Curso de finanzas, p123.
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9– Aspectos financieros
La estructura general de los costos de operación se presenta en el Cuadro 9.3, cubre los costos de producción, los gastos operativos y los costos de financiación. Los costos de producción están conformados por los materiales e insumos, la mano de obra directa, los gastos generales de fabricación y la depreciación de activos.
y distribución, además, de la amortización de diferidos. Los costos de operación son la suma de los costos de producción y de gastos generales de administración. Por último, se tienen los costos de financiación, que corresponde a los pagos de interés de las obligaciones financieras.
Los gastos operativos están conformados por los gastos generales de administración, ventas
Cuadro 9.3 Estructura de costos de operación Fase Año
Fase Operacional 1
2
3
...
n
Programa de producción Materiales e insumos: Materia prima tipo 1 Materia prima tipo 2 Servicios Otros Mano de obra directa Gastos generales de fabricación: Mano de obra indirecta Materiales indirectos Mantenimiento Eliminación de efluentes Reparaciones Repuestos Otros gastos generales de fabrica Depreciación 1. COSTO DE PRODUCCION Gastos generales de administración Gastos generales de ventas Gastos generales de distribución Amortización de diferidos 2. GASTOS OPERATIVOS COSTOS DE OPERACION (1 + 2) COSTOS DE FINANCIACION COSTOS DE OPERACION Y DE FINANCIACION
Fuente: Arboleda Germán, Proyectos, p 269.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
9.4 COSTOS DE MANTENIMIENTO 9.4.1 INTRODUCCION La tendencia mundial en materia de gestión vial se concentra en el fortalecimiento del mantenimiento vial, como una estrategia para la preservación del patrimonio que las redes viales representan, y cuyo desarrollo en un todo, es propiedad de la comunidad en general. Muchos vías se han construido a unos costos y esfuerzos muy altos, pero esta inversión en nuestro medio no ha sido respaldada mediante un programa de mantenimiento, de manera que al cabo de unos pocos años la vía se encuentra totalmente deteriorado y en algunos casos cerrado perdiéndose los esfuerzos hechos en su apertura. Para que esto no suceda es necesario proteger la inversión hecha mediante medidas de atención a la vía denominadas labores de mantenimiento, que pueden ser de prevención o curativas de los problemas que se presenten. La tarea del pasado era construir un sistema de carreteras y caminos; la tarea de hoy es conservar este sistema y adaptarlo a las necesidades de los usuarios. Pero la ejecución adecuada de un programa de mantenimiento exige un compromiso permanente de las autoridades viales ó de las empresas encargadas de su mantenimiento, que garantice un flujo de dinero oportuno y constante, y en la medida que los usuarios sientan un mejoramiento gradual en la circulación, ellos mismos estarán dispuestos a cubrir parte de los costos de conservación. Hecha la construcción o rehabilitación de una carretera es necesario realizar una serie de trabajos y operaciones de mantenimiento para tenerla tan próxima como sea posible a las condiciones originales del diseño y construcción. Entonces es necesario identificar esas operaciones y cuantificar su costo.
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El deterioro debido a la acción de los fenómenos ambientales y del clima se evita o se corrige mediante operaciones programadas de conservación rutinaria que se llevan a cabo a lo largo de la vía, en las estructuras y en la remoción de pequeños derrumbes. El desgaste producido sobre la superficie de rodadura y las fallas de menor cuantía del pavimento debidas al tránsito, exigen proceder con un programa preventivo de mantenimiento periódico ejecutando parcheo, reposición de capas de la estructura del pavimento y conservando en buen estado las demarcaciones y señales de tránsito. Una herramienta que se viene utilizando a nivel mundial, en la cuantificación de los costos de mantenimiento vial es el Modelo HDM (THE HIGHWAY DESIGN AND MAINTENANCE STANDARS MODEL). Se considera oportuno hacer una breve presentación del Programa HDM en general, y particularizar en lo relacionado con el submodelo de deterioro y mantenimiento vial. 9.4.2 Presentación General del Modelo HDM Las operaciones del Modelo HDM tienen lugar en tres fases15: La primera fase es la operación de entrada de datos y diagnóstico de los datos de entrada en la cual los datos de entrada son examinados para posible errores numéricos o de formato, inconsistencias internas. Cualquiera de los errores serios detectados en esta fase detendrá la ejecución de las fases restantes. La segunda fase es la simulación de los flujos de tránsito y de los cambios en las carreteras desde la construcción inicial a través de los ciclos anuales de uso, deterioro y mantenimiento, con posibles proyectos de construcción para mejorarlos. Esta fase genera información de la cual, a opción del usuario, se
9– Aspectos financieros
pueden obtener informes impresos para períodos específicos o en términos anuales, dando las condiciones de la carretera, así como cantidades físicas y costos de construcción de la carretera, su mantenimiento y operación de vehículos. Los beneficios al tráfico generado, y los beneficios y costos exógenos pueden también ser incorporados. Sus cantidades y costos pueden descomponerse, si se desea, en componentes o rubros. La tercera fase incluye análisis económicos y comparaciones de las políticas alternativas de construcción y mantenimiento para grupos seleccionados de tramos de carreteras. Los reportes son generados dando las diferencias entre cada dos de las alternativas, especificando los costos financieros, económicos y en divisas, y comparándolos en términos de valor presente neto a varias tasas de descuento, tasa interna de retorno y beneficios en el primer año. El otro modelo, con el cual el HDM puede estar interrelacionado, es el Modelo de Optimización de Gastos bajo Restricciones Presupuestales (EBM), el cual selecciona la combinación óptima de las políticas de proyectos y mantenimiento bajo restricciones presupuestales. 9.4.3 Diseño Conceptual del Sistema de Gestión El Sistema de Gestión de Pavimentos de Colombia desarrollado en una primera fase por el MOPT y la Universidad del Cauca, y fue mejorado y complementado mediante contrato por parte del Instituto Nacional de Vías con la Universidad del Cauca. Para el empleo del Sistema de Gestión se requiere información que describa las características geotécnicas, geométricas, de operación y parámetros del paquete estructural que en conjunto con las normas de mantenimiento propuestas tratan de medir la rentabilidad de la inversión.
Los principales aspectos involucrados en las bases de datos son16: Datos Geométricos y Ambientales • • • • • • •
Longitud Ancho de calzada y bermas Curvatura horizontal Peralte Alineamiento vertical Altura sobre el nivel del mar Precipitación media anual
Estructura del Pavimento existente • Secuencia y tipo de capas • Espesores • Características de los materiales constitutivos • Clasificación, Granulometría, Plasticidad, CBR, Densidades, etc. Estado Actual de la Calzada • Condición superficial. • Rugosidad (IRI): Indice de Rugosidad Internacional. • Tipo y nivel de gravedad de las degradaciones (ahuellamiento, fisuras, baches, etc.). • Condición estructural • Deflexión. • Número Estructural. • Otras características geotécnicas. Tránsito • • • •
Intensidad (TPDS) Composición Tendencias de crecimiento Características de la flota vehicular
Costos • Precios unitarios de los ítems de construcción, mantenimiento y rehabilitación. • Costos de operación de los vehículos.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Con estos datos de entrada el Modelo HDM mediante una simulación del comportamiento del pavimento, y aplicando las normas de mantenimiento propuesto, prevé la condición futura de la vía, calcula los costos de operación vehicular, los ahorros en costos de operación entre la alternativa en estudio y la alternativa base, y calcula los indicadores de evaluación económica. 9.4.4 El Submodelo de Deterioro de HDM17 El submodelo de deterioro y mantenimiento vial tiene la función importante de relacionar las normas de mantenimiento (incluyendo el mejoramiento) y costos de operación de los vehículos a través de las relaciones de deterioro. El modelo HDM considera estas relaciones en detalle porque el deterioro de la condición de la carretera, en últimas, se manifiesta en la rugosidad de su superficie, que causa incrementos significativos en el costo de operación de los vehículos. La tasa de deterioro y la efectividad del mantenimiento reunidos afectan las características y costos de la futuras inversiones en rehabilitación y la magnitud de los beneficios en términos de economías en costos de los usuarios. El submodelo estima los efectos combinados de tráfico, medio ambiente y edad sobre la condición de la carretera y los datos suministrados sobre materiales y construcción, y procede año por año a predecir el cambio de la condición de la superficie bajo las políticas de rehabilitación y mantenimiento durante el período de análisis. El mantenimiento se aplica al fin del año de análisis si se cumplen los criterios específicos de intervención. La intervención de mantenimiento es especificada de alguna de estas dos maneras :
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• Programada: por ejemplo a intervalos específicos de tiempo. • Respuesta a una condición: por ejemplo a ciertos niveles superiores del parámetro IRI. Hay cinco categorías de mantenimiento en orden descendente de prioridad: reconstrucción, refuerzo, resello, tratamiento preventivo y parcheo. La priorización asegura, por ejemplo, que si los criterios de intervención parados, reconstrucción y refuerzo, se satisficieron en un cierto año del análisis, entonces solamente la reconstrucción sería aplicada. Para todo año de análisis se aplicará una rutina de mantenimiento que consistiría en la limpieza de drenajes, descoles, zanjas de coronación, rocería, etc. Para cada sector en particular, el especialista en pavimentos, de acuerdo con las políticas de la empresa encargada del mantenimiento, su experiencia, los recursos y la tecnología disponible define las políticas de mantenimiento apropiadas a las condiciones del tramo o tramos en estudio. 9.4.5 Tipos de mantenimiento Básicamente las actividades de mantenimiento se encuentran agrupadas en dos tipos:
• Mantenimiento rutinario o preventivo. • Mantenimiento periódico o curativo.
9.4.5.1 Mantenimiento rutinario Se denomina mantenimiento preventivo o rutinario, al conjunto de actividades que conllevan a evitar daños en la calzada y a asegurar el funcionamiento de todos los elementos de drenaje, taludes, afirmado, etc. El mantenimiento preventivo es función directa de factores físicos regionales tales como: el relieve, el régimen de lluvias, la geología, el clima, la vegetación y el suelo.
9– Aspectos financieros
En el Manual de Carreteras en Afirmado de Unicauca se presenta una descripción de las actividades contempladas en el Mantenimiento rutinario o preventivo . Las actividades de mantenimiento rutinario son: • • • • • • • • • • • • • • • • •
Rocería o desmonte manual Limpieza de cunetas Limpieza de descoles Limpieza de zanjas de coronación Limpieza de alcantarillas Limpieza de muros Limpieza de cauces y zonas próximas a los ríos Limpieza de drenes transversales Remoción de derrumbes Reparación de alcantarillas y muros Peinado de taludes Control de la erosión Reparación de fallas locales de la superficie de rodadura (Bacheo) Reposición y/o reparación de señales Limpieza manual de señales metálicas Limpieza manual de defensas metálicas Arreglo o cambio de postes y tableros
9.4.5.2 Mantenimiento periódico
El mantenimiento curativo o periódico se aplica generalmente a la calzada, con el objeto de dejar la carretera en iguales o mejores características que cuando se puso al servicio. El mantenimiento curativo depende en gran parte del nivel de tránsito. La mayoría de los trabajos de mantenimiento curativos o periódicos requieren de maquinaria; no basta solamente con la intervención del obrero, sino que los trabajos son más complicados y sus volúmenes más grandes. En el Manual de Carreteras en Afirmado de Unicauca se presenta una descripción de las actividades contempladas en el Mantenimiento curativo.
Las actividades de mantenimiento periódico son: • • • • • •
Perfilado de la capa de rodadura existente Reposición de material de afirmado Rectificación de la carretera Construcción de cunetas Construcción de alcantarillas Construcción de muros de contención
9.5 FUENTES DE FINANCIACION 9.5.1 Generalidades La Constitución Política de 1991 y las leyes que la desarrollan han establecido nuevas reglas de juego para las relaciones políticas, administrativas, económicas, fiscales entre la nación y las entidades territoriales. Ello cobija, por supuesto, el financiamiento de las obras que adelante el Estado en sus diferentes niveles (nación, departamentos, distritos, municipios, territorios indígenas) en beneficio de los territorios y de la población. En la actualidad, los entes territoriales deben acudir a combinar una gama de posibilidades de financiamiento para sus proyectos: recursos propios, crédito, transferencias de otras entidades, inversión del presupuesto nacional, fondos especiales (Regalías por ejemplo), cofinanciación, valorización. Es importante advertir que en esta década el Estado ha acentuado algunas formas de inversión como la cofinanciación y los fondos especiales y lógicamente se nota un mayor desarrollo del mecanismo del Banco de Proyectos de Inversión Nacional (BPIN), constituido en el década de los ochenta18. En la Figura 9.3 se presenta un esquema que reseña las principales fuentes de financiación para un proyecto de cualquier naturaleza. Los proyectos viales y de transporte, por su naturaleza, tienen algunas otras fuentes especiales de financiación.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
FUENTES INTERNAS
¾UTILIDADES NO REPARTIDAS ¾DEPRECIACION ¾VENTA DE ACTIVOS
¾ACCIONES Y BONOS SERVICIOS DE BANCOS Y CORPORACIONES
FUENTES DE FINANCIACION
¾FINANCIACION A CORTO PLAZO
TITULARIZACION DE ACTIVOS ANTICIPOS SOBRE CONTRATOS
FUENTES EXTERNAS
¾FINANCIACION A MEDIANO PLAZO
9SOBREGIRO BANCARIO 9CARTERA ORDINARIA 9CARTAS DE CREDITO 9CARTAS DE CREDITO INTERNACIONAL 9ACEPTACIONES BANCARIAS 9DESCUENTO DE BONOS DE PRENDA 9DESCUENTO DE TITULO DE VALORES 9DESCUENTO DE ACTAS
CREDITOS DE FOMENTO LEASING FACTORING CREDITO INTERNACIONAL CREDITO DE PROVEEDORES
¾FINANCIACION A LARGO PLAZO
Figura 9.3 Principales fuentes de financiación. Fuente: Arboleda Germán, Proyectos, p 279.
9.5.2 Identificación de fuentes de recursos 9.5.2.1 Recursos Propios Constituye la denominada fuente interna de recursos, que cubren rubros del presupuesto anual, venta de activos y fondos de depreciación. A partir de la vigencia de la Ley 38 de 1989,
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todo proyecto que vaya a ser financiado por el presupuesto nacional deberá estar incorporado en el Banco de Proyectos de Inversión Nacional,-BPIN-. Así, en el capítulo V de dicha Ley, que trata “de la preparación del proyecto de presupuesto general de la Nación”, se establece19: • Corresponde al Gobierno preparar anualmente el proyecto de presupuesto general de la Nación conforme a lo previsto en el presente capítulo.
9– Aspectos financieros
• El Departamento Nacional de Planeación con base en el estimativo fijado en el plan financiero para inversión, elaborará el plan operativo anual de inversión el cual se someterá a consideración del Consejo Nacional de Política Económica y Social, CONPES, y será presentado a la Dirección General de Presupuesto para su inclusión al presupuesto general de la nación. En Colombia, la situación fiscal de la Nación, presenta problemas de déficit, cercano al 2.5% del PIB, lo que ha ocasionado una contracción fuerte en la inversión y una reducción significativa de gasto en el sector del transporte. Los entes territoriales, Departamentos y Municipios, han realizado un esfuerzo de saneamiento fiscal con resultados bastante positivos, pero su capacidad de endeudamiento es muy baja en el mediano plazo. Bajo esta perspectiva, muchos entes han optado por la venta de activos, aunque los recursos por este concepto no son muy elevados.
fondo de mantenimiento y construcción de vías públicas y a financiar la construcción de proyectos de transporte masivo. Igualmente, el artículo 28 de dicha Ley dispone que los municipios y los distritos, podrán establecer tasas por el derecho de parqueo sobre las vías públicas e impuestos que desestimulen el acceso de los vehículos particulares a los centros de las ciudades. Además, se autoriza el cobro de peaje en carreteras municipales y departamentales, previo el visto bueno del Ministerio del Transporte. 9.5.2.2 Recursos de cofinanciación Una fuente que ha venido tomando fuerza en los últimos años es la de los Fondos de Cofinanciación, sistema regulado por el Gobierno Nacional para el financiamiento de programas y obras en los departamentos y municipios, que tiene por objeto la realización de proyectos utilizando la concurrencia de distintas fuentes financieras, pero en especial buscando el esfuerzo de las entidades interesadas. 9.5.2.3 Recursos de crédito
Los recursos por sobretasa a los combustibles, que constituye la fuente de recursos propios más importante para adelantar proyectos viales y de transporte, se encuentra comprometida o pignorada a corto y mediano plazo. Los recursos de transferencia de la Nación a los entes territoriales, impulsada por la reforma del 91 y reguladas por la Ley 60, los autorizan para utilizarlos, en parte, para la construcción y mantenimiento de las redes viales, pero la realidad es que estos recursos están comprometidos para los sectores de la salud y la educación. La Ley 105 de 199320, la Ley del Transporte, en su artículo 29 autoriza a los municipios, y a los distritos la creación de una sobretasa al combustible automotor máxima del 20%( posterior a la expedición de la Ley y en una reforma tributaria este porcentaje se elevó al 25%), sobre su precio, con destino exclusivo a un
Una posibilidad que se prevé en toda obra o financiación de proyectos es la obtención de recursos a través de uso del sistema financiero (empréstitos), para lo cual lógicamente debe tenerse en cuenta la Capacidad de endeudamiento de la entidad. A partir de 1989 hay un mecanismo expedito para la financiación de proyectos en las entidades territoriales: La Sociedad Financiera de Desarrollo Territorial S.A., FINDETER, entidad creada por la Ley 57 de 1989 para la financiación del desarrollo regional y urbano; y que a partir del año 1993 también está cumpliendo funciones de cofinanciación de proyectos, incorporada al Sistema Nacional de Cofinanciación que se expuso en el punto anterior. FINDETER financia21: • Construcción, ampliación y reposición de infraestructura correspondiente al sector de agua
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
potable y saneamiento básico; • Construcción, pavimentación y remodelación de vías urbanas y rurales; • Construcción, pavimentación y conservación de carreteras departamentales, veredales, caminos vecinales, puentes y puertos fluviales; • Construcción, dotación y mantenimiento de la planta física de planteles educativos oficiales de primaria y secundaria; • Construcción y conservación de centrales de transporte; • Construcción, remodelación y dotación de la planta física de puestos de salud y ancianatos. • Construcción, remodelación y dotación de centros de acopio, plazas de mercado y plazas de ferias; • Recolección, tratamiento y disposición final de basuras; • Construcción y remodelación de campos e instalaciones deportivas y parques; • Construcción y remodelación de mataderos • Ampliación de redes de telefonía urbana y rural • Otros rubros que sean calificados por la Junta Directiva de la Financiera de Desarrollo Territorial S.A. FINDETER, como parte o complemento de las actividades señaladas en el presente artículo. • Asistencia técnica a las entidades beneficiarias de financiación, requerida para adelantar adecuadamente las actividades enumeradas; • Financiación de contrapartidas para programas y proyectos relativos a las actividades de que tratan los numerales precedentes, que hayan sido financiados conjuntamente por otras entidades públicas o privadas;
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• Adquisición de equipos y realización de operaciones de mantenimiento, relacionadas con las actividades enumeradas anteriormente. FINDETER funciona como una banca de segundo piso, ya que los recursos son manejados a través del sistema financiero. Otras fuentes de crédito son los bancos y agencias internacionales de cooperación y la banca comercial internacional y nacional. 9.5.2.4 Contratos de concesión El artículo 3022 de la Ley 105/93 señala que la Nación, los departamentos, los distritos y los municipios en sus respectivos perímetros, podrán en forma individual o combinada, o a través de sus entidades descentralizadas del sector de transporte, otorgar concesiones a particulares para la construcción, rehabilitación y conservación de proyectos de infraestructura vial, en los términos reseñados en el Capítulo 7. 9.5.2.5 Recursos de valorización El artículo 23 de la Ley 105/93 expresa23: La Nación y las entidades territoriales podrán financiar total o parcialmente la construcción de infraestructura de transporte a través del cobro de la contribución de valorización. Esta es una fuente de recursos que debe ser analizada convenientemente y que podría utilizarse en regiones o áreas en donde haya capacidad económica entre las gentes que permita una recuperación al menos parcial de las obras emprendidas, previos los estudios de factibilidad correspondientes. 9.5.2.6 Fuentes especiales de financiación Además de las fuentes de financiamiento señaladas, hay otras alternativas que se presentan para estructurar el esquema de financiación del proyecto.
9– Aspectos financieros
Recursos de regalías El Fondo Nacional de Regalías de Colombia fue creado por la Ley 141 de 1994, por la cual se crean el Fondo Nacional de Regalías24, la Comisión Nacional de Regalías, se regula el derecho del Estado a percibir regalías por la explotación de recursos naturales no renovables, se establecen las reglas para su liquidación y distribución y se dictan otras disposiciones Se crea el Fondo Nacional de Regalías con los ingresos provenientes de las regalías no asignadas a los departamentos y a los municipios productores y a los municipios portuarios. El fondo constituye un sistema de manejo separado de cuentas, sin personería jurídica. Sus recursos serán destinados, de conformidad con el Artículo 361 de la Constitución Nacional25, a la promoción de la minería, la preservación del medio ambiente y a la financiación de proyectos regionales de inversión definidos como prioritarios en los planes de desarrollo de las respectivas entidades territoriales. Asociaciones de Municipios La Ley 136 de 199426, sobre modernización de la organización y funcionamiento de los municipios, en su capítulo IX trata de las asociaciones de municipios, en la siguiente forma: • Dos o más municipios de uno o más departamentos podrán asociarse para organizar conjuntamente la prestación de servicios públicos, la ejecución de obras o el cumplimiento de funciones administrativas, procurando eficiencia y eficacia en los mismos, así como el desarrollo integral de sus territorios y colaborar mutuamente en la ejecución de obras públicas. • Las asociaciones de municipios son entidades administrativas de derecho público, con personería jurídica y patrimonio propio e independiente de los entes que la conforman; se rige por sus propios estatutos y gozarán para el desarrollo de su objetivo, de los mismos derechos,
privilegios, excepciones y prerrogativas otorgadas por la ley a los municipios. Los actos de las asociaciones son revisables y anulables por la jurisdicción Contencioso- Administrativa. Las asociaciones para su conformación y funcionamiento se sujetarán a las siguientes reglas: • Toda asociación de municipios será siempre voluntaria. Se conformará mediante convenio suscrito por sus alcaldes, previa autorización de los respectivos concejos. • En el convenio de conformación se aprobarán sus estatutos, los cuales deberán determinar como mínimo: el nombre, domicilio, dirección de la asociación, entidades que la conforman; objeto, especificando los servicios, obras, funciones que asume, tiempo por el cual se pacta la asociación, órganos de administración, representante legal, procedimiento para reformar los estatutos; modos de resolver las diferencias que ocurran entre los asociados, disolución y liquidación, régimen interno de administración, patrimonio, especificando los aportes de los municipios integrantes y además bienes que la forman, al igual que las rentas, que les ceden o aportan, total o parcialmente la Nación, los departamentos y otras entidades públicas o privadas; los recursos que cobre por los servicios que preste; las contribuciones que cobre por valorización; los demás bienes que adquiera como persona jurídica; y el producto de los ingresos o aprovechamiento que obtengan por cualquier otro concepto. • El convenio con sus estatutos se publicará en un medio de amplia circulación. Fondos Viales regionales Con el propósito de disponer de recursos permanentes para la gestión vial se ha propuesto la creación de Fondos Viales Regionales, con recursos de diversas fuentes. Para lograr una mayor efectividad en su operación estos fondos deben contemplar:
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• Todas las inversiones deben ser realizadas en proyectos concebidos dentro de un plan vial y de transporte debidamente aprobado por las autoridades competentes. • Un porcentaje significativo, más del 90% de los recursos, se destinen a inversión y el porcentaje restante a funcionamiento. • La Junta del Fondo debe estar integrada por funcionarios, contratistas y usuarios del sistema vial y de transporte.
Recursos financieros
Entradas de efectivo (fuentes)
Ingresos por concepto de operación
PROYECTO
Valor remanente en el último año
Salidas de efectivo (usos)
Inversiones totales Impuestos
• El Fondo debe emprender proyectos con la participación del sector privado, bajo esquemas similares a los señalados en el Capitulo 7. • La prioridad inicial del Fondo debe dirigirse hacia el mejoramiento y mantenimiento de la infraestructura existente. A pesar de varios intentos, no se ha creado el primer fondo vial regional en Colombia.
9.6 PLANIFICACION DEL PROYECTO
FINANCIERA
La planificación financiera del proyecto comprende la identificación de las fuentes de entrada y salida de efectivo en el proyecto, con el propósito de establecer si las fuentes de financiación son suficientes para garantizar la liquidez del proyecto. La Figura 9.4 permite apreciar las principales partidas o rubros que constituyen entradas (fuentes) y salidas (usos) de efectivo. Las principales fuentes están representadas por los recursos financieros ( de fuentes internas y externas), ingresos por concepto de la operación y el valor remanente o residual de las inversiones en el último año de operación. Los usos de efectivo están representados en las inversiones totales, costos de operación (exceptuando la depreciación y la amortización de diferidos, ya que no constituyen un
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Costos de operación y mantenimiento
Pago préstamos
Figura 9.4 Esquema general de entradas y salidas de efectivo ( Fuentes y Usos de Efectivo) Fuente: Arboleda Germán, Proyectos, p 301. flujo real de dinero), el pago de los préstamos y los impuestos. Todas las partidas reseñadas en la Figura 9.4 deben ser cuantificadas para cada año de operación del proyecto. Al traducir la Figura 9.4 en un Cuadro, se obtiene el denominado Cuadro de Fuentes y Usos de Efectivo o de Planificación Financiera del Proyecto. En el Cuadro 9.4 se presenta su formato típico. La verificación de la conveniencia de las fuentes de financiación del proyecto se determina mediante la revisión de la última fila del Cuadro 9.4, “Saldo Acumulado de Efectivo”. Si para un año cualquiera se obtiene un valor negativo indica que el proyecto va a presentar problemas de liquidez, y que por lo tanto, la estructura de financiación debe ser modificada. Con el propósito de fijar y aclarar muchos de los conceptos descritos en este Capítulo se incluye en el Ejemplo 9.1 un caso de estudio de un proyecto de concesión vial.
9– Aspectos financieros
Cuadro 9.4 Cuadro de Fuentes y Usos de Efectivo Fase
Año de operación
Año
1
2
n
Valor Residual
ENTRADAS DE EFECTIVO 1. Recursos Financieros • Recursos propios • Préstamos 2. Ingresos por concepto de operación • Peajes • Valorización 3. Valor residual último año TOTAL ENTRADAS DE EFECTIVO SALIDAS DE EFECTIVO 1. Inversiones totales 2. Costos de operación y financiación 3. Pago préstamos 4. Impuestos TOTAL SALIDA DE EFECTIVO
ENTRADAS MENOS SALIDAS SALDO ACUMULADO DE EFECTIVO Fuente: Arboleda Germán, Proyectos, p 304.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 9.1 Proyecto de Concesión Vial — Caso de Estudio La formulación de un proyecto de concesión vial proporciona información técnica y de costos, base para efectuar el análisis financiero y la evaluación económica del proyecto. El propósito del ejemplo es ilustrar a través de un caso la manera de integrar esta información, preparar cuadros de cálculo apropiados de tal manera que proporcione elementos para la toma de decisiones. (todas las cifras se expresan en millones de unidades monetarias del año 0). La información obtenida de los estudios de soporte del proyecto de concesión vial es:
Estudio de Tránsito El estudio de tránsito del proyecto contempla la presencia de dos componentes. Componente de transito normal Después de analizar la serie histórica de transito, se llega que la curva de mejor ajuste es la lineal. Así: Año
TDP
Año 0
6030
Composición Vehicular 62-10-30
Volumen adicional anual 120
Componente de tránsito atraído Los resultados correspondientes a la componente de tránsito atraído son:
Año
Volumen de tránsito atraído
Composición Vehicular
Tasa de crecimiento anual, %
0
2460
60-10-30
3.2%
Se asume crecimiento exponencial de esta componente de tránsito. Inversiones en el Proyecto Costos de construcción El valor estimado de las obras es de 800 millones por kilómetro. La construcción de las intersecciones. tiene un global de 5000 millones.
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9– Aspectos financieros
Año
Metas físicas, Kms.
Año 2
30
Año 3 Año 4
35 15 + intersecciones
El programa de trabajo presenta los siguientes metas físicas: Adquisiciones de predios Se propone adquirir todos los predios en el año 0, cuyo valor es de 4000 millones. En la negociación se llega al compromiso de que los predios serán negociados y adquiridos por el gobierno. Costos de ingeniería El costo total de los estudios de ingeniería alcanzan la cifra de 1200 millones. Estos estudios se elaborarán en el año 1. Costos de mantenimiento El costo de mantenimiento se ha estimado en 4 millones anuales por kilómetro. Además, se debe colocar un refuerzo de la carpeta, en el año 10, cuyo costo estimado es de 1500 millones. Costos de operación Costos de recaudo Según estimados internacionales el costo del recaudo es del 10% del total del recaudo . Costos administrativos Se estima en 25 millones anuales. Tarifas de peaje Las tarifas del peaje se han establecido por categoría de vehículos así:
Tipo de Vehículo
Tarifa, en unidades monetarias
Auto
3000
Bus
4500
Camión
7500
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Impuestos La tasa de impuestos en el País de del 30% sobre la utilidad gravable. Tasa de interés La tasa de interés de mercado es del 36% anual y se estima un valor de inflación del 15% anual. Plazo El concesionario propone un plazo de 20 años, contados a partir de del año 1. El cobro de peaje por parte del concesionario se iniciara en el año 1. El transito atraído hará uso del proyecto según los siguientes estimativos: Año
% Transito atraído
1
0%
2
25%
3
70%
4
80%
5
100%
Financiación El proyecto se financiará: 40% con recursos propios y 60% con un préstamo, a 10 años y una tasa de interés del 2.5% mensual. El sistema de pago es el cuota fija mensual. Planificación Financiera del Proyecto Con el propósito de realizar la planificación financiera del proyecto, se debe preparar la siguiente información: • • • • • • •
Pronóstico del tránsito. Estimativo de inversiones. Plan de pago de préstamos. Estimativo de ingresos. Costos de operación. Estimativo de impuestos. Cuadro de Fuentes y Usos de Efectivo.
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9– Aspectos financieros
Pronóstico del tránsito El estudio de tránsito proporciona los volúmenes de tránsito normal y atraído, correspondientes al año base. Se debe realizar las proyecciones de tránsito para cada componente, y asumiendo una composición vehicular constante, se determinan los volúmenes por tipo de vehículo. Estos cálculos se realizan utilizando una hoja de cálculo en Excel. En el Cuadro 9.5 se presentan los volúmenes de tránsito del proyecto. Las últimas columnas del cuadro proporcionan los vehículos que van a pagar el peaje, es allí dónde se utilizan los porcentajes de captación del tránsito atraído. Estimativo de inversiones, préstamos y pago de préstamos Las inversiones se estiman a partir de los precios unitarios por kilómetro y las metas físicas programadas en cada año de inversión. En el año 1 se realizarán los estudios de ingeniería. En el año 2 se mejorarán 30 kilómetros de vía a 800 millones por kilómetro, es decir, 24000 millones de inversión. El 60% de esos recursos provienen de un préstamo bancario, 14400 millones, que se pagarán en 10 años, con una cuota anual de aproximadamente 4914 millones. Para los años 3 y 4 se estima la inversión, el valor del préstamo y el valor aproximado de la cuota anual. En el Cuadro 9.6 se presenta en detalle la cuantificación de las inversiones y de los préstamos correspondientes. Cuadro 9.6 Estimativo de Inversiones y del pago de préstamos Año
Inversiones
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
1200.0 24000.0 28000.0 17000.0
Año
Préstamo 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
4914.0 4914.0 4914.0 4914.0 4914.0 4914.0 4914.0 4914.0 4914.0 4914.0
Préstamo 2
5733.0 5733.0 5733.0 5733.0 5733.0 5733.0 5733.0 5733.0 5733.0 5733.0
Préstamo 3
Total
3480.7 3480.7 3480.7 3480.7 3480.7 3480.7 3480.7 3480.7 3480.7 3480.7
4914.0 10647.0 14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 9213.7 3480.7
9 - 23
9 - 24
Volumen
6030 6150 6270 6390 6510 6630 6750 6870 6990 7110 7230 7350 7470 7590 7710 7830 7950 8070 8190 8310 8430 8550
Año
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
3739 3813 3887 3962 4036 4111 4185 4259 4334 4408 4483 4557 4631 4706 4780 4855 4929 5003 5078 5152 5227 5301
603 615 627 639 651 663 675 687 699 711 723 735 747 759 771 783 795 807 819 831 843 855
Tránsito Normal Autos Buses 1688 1722 1756 1789 1823 1856 1890 1924 1957 1991 2024 2058 2092 2125 2159 2192 2226 2260 2293 2327 2360 2394
Camiones 2460 2539 2620 2704 2790 2880 2972 3067 3165 3266 3371 3479 3590 3705 3823 3946 4072 4202 4337 4476 4619 4767
Atraído Total 1476 1523 1572 1622 1674 1728 1783 1840 1899 1960 2022 2087 2154 2223 2294 2367 2443 2521 2602 2685 2771 2860
246 254 262 270 279 288 297 307 316 327 337 348 359 370 382 395 407 420 434 448 462 477
Tránsito Atraído Autos Buses
Cuadro 9.5 Pronóstico del Tránsito
738 762 786 811 837 864 892 920 949 980 1011 1044 1077 1111 1147 1184 1222 1261 1301 1343 1386 1430
Camiones 8490 8689 8890 9094 9300 9510 9722 9937 10155 10376 10601 10829 11060 11295 11533 11776 12022 12272 12527 12786 13049 13317
TPD 3739 4194 4280 5097 5376 5838 5968 6100 6233 6368 6505 6644 6785 6929 7074 7222 7372 7525 7680 7838 7998 8161
603 615 692 828 874 951 972 994 1015 1038 1060 1083 1106 1129 1153 1178 1202 1227 1253 1279 1305 1332
1688 1722 1952 2357 2492 2720 2782 2844 2907 2971 3036 3102 3169 3237 3306 3376 3448 3520 3594 3669 3746 3824
Vehículos que pagan Autos Buses Camiones
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
9– Aspectos financieros
Estimativo de Ingresos Los ingresos en el proyecto corresponden a los recaudos del peaje. Para su cálculo se procede a multiplicar los volúmenes diarios por cada categoría de vehículo por la tarifa de peaje. En el Cuadro 9.7 se presentan los resultados obtenidos.
Cuadro 9.7 Estimativo de ingresos Ingresos Anuales, millones de unidades monetarias
Volumen Diario
Año
Total
Autos
Buses
Camiones
Autos
Buses
Camiones
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
3739 4194 4280 5097 5376 5838 5968 6100 6233 6368 6505
603 615 692 828 874 951 972 994 1015 1038 1060
1688 1722 1952 2357 2492 2720 2782 2844 2907 2971 3036
4093.8 4592.2 4687.0 5581.6 5886.2 6393.0 6535.0 6679.0 6824.9 6972.9 7123.1
990.4 1010.1 1137.4 1360.4 1435.9 1562.0 1596.8 1632.1 1668.0 1704.3 1741.2
4622.0 4714.0 5343.9 6452.3 6823.2 7446.8 7614.4 7784.5 7957.1 8132.2 8310.1
9706.2 10316.3 11168.3 13394.4 14145.3 15401.7 15746.2 16095.6 16450.0 16809.5 17174.3
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
6644 6785 6929 7074 7222 7372 7525 7680 7838 7998 8161
1083 1106 1129 1153 1178 1202 1227 1253 1279 1305 1332
3102 3169 3237 3306 3376 3448 3520 3594 3669 3746 3824
7275.4 7430.0 7586.9 7746.3 7908.2 8072.6 8239.7 8409.5 8582.1 8757.7 8936.3
1778.6 1816.6 1855.2 1894.4 1934.2 1974.6 2015.7 2057.5 2100.0 2143.3 2187.3
8490.6 8674.0 8860.3 9049.7 9242.1 9437.8 9636.8 9839.2 10045.2 10254.8 10468.1
17544.6 17920.6 18302.5 18690.4 19084.5 19485.0 19892.2 20306.2 20727.3 21155.7 21591.6
Costos de Operación Los costos de operación del proyecto están constituidos por los costos de mantenimiento, costos de recaudo del peaje y los gastos de administración. En el Cuadro 9.8 se relacionan los costos de operación para cada uno de los años de análisis del proyecto.
9 - 25
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro 9.8 Costos de Operación Año 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Costos de mante- Costos de cobro nimiento de peaje 120.0 260.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 1920.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0 320.0
970.6 1031.6 1116.8 1339.4 1414.5 1540.2 1574.6 1609.6 1645.0 1680.9 1717.4 1754.5 1792.1 1830.2 1869.0 1908.4 1948.5 1989.2 2030.6 2072.7 2115.6 2159.2
Gastos de administración
Total
50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0
1140.6 1341.6 1486.8 1709.4 1784.5 1910.2 1944.6 1979.6 2015.0 2050.9 3687.4 2124.5 2162.1 2200.2 2239.0 2278.4 2318.5 2359.2 2400.6 2442.7 2485.6 2529.2
Estimativo de impuestos Una de los rubros que se deben estimar para preparar el Cuadro de fuentes y usos de efectivo es el de los impuestos. Para su cálculo se prepara el Estado de Pérdidas y Ganancias correspondiente a cada año de operación del proyecto. Además, se supone que el pago de impuestos se realizan al final del período en que se causan. Para el ejemplo la tasa de impuestos es del 30%. En el Cuadro 9.9 se presenta los resultados del estimativo de pago de impuestos.
9 - 26
9– Aspectos financieros
Cuadro 9.9 Estimativo de Impuestos Año
Total Ingresos
Total Egresos
Utilidad . Bruta
Impuestos
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
9706.2 10316.3 11168.3 13394.4 14145.3 15401.7 15746.2 16095.6 16450.0 16809.5 17174.3 17544.6 17920.6 18302.5 18690.4 19084.5 19485.0 19892.2 20306.2 20727.3 21155.7 21591.6
1140.6 1341.6 1486.8 1709.4 1784.5 1910.2 1944.6 1979.6 2015.0 2050.9 3687.4 2124.5 2162.1 2200.2 2239.0 2278.4 2318.5 2359.2 2400.6 2442.7 2485.6 2529.2
8565.6 8974.7 9681.5 11684.9 12360.8 13491.6 13801.6 14116.0 14435.0 14758.5 13486.9 15420.2 15758.6 16102.2 16451.3 16806.0 17166.5 17533.0 17905.6 18284.6 18670.2 19062.5
2569.7 2692.4 2904.4 3505.5 3708.2 4047.5 4140.5 4234.8 4330.5 4427.6 4046.1 4626.0 4727.6 4830.7 4935.4 5041.8 5150.0 5259.9 5371.7 5485.4 5601.0 5718.7
Cuadro de Fuentes y Usos de Efectivo Todas las proyecciones financieras realizadas hasta el momento tienen como propósito el de preparar el Cuadro de Fuentes y Usos de efectivo, que corresponde a la llamada planificación financiera del proyecto, mediante el cual el proyecto se somete a un riguroso examen en su estructura de financiación. El Cuadro 9.10 representa el flujo de efectivo del proyecto, con las entradas y salidas cuantificadas anteriormente. La última columna, “Acumulado”, no puede ser negativo en ningún período, ya que indica problemas en la liquidez del proyecto, o en otras palabras, las fuentes de financiación no son suficientes. Por tanto se debe busca otra estructura de financiación del proyecto.
9 - 27
9 - 28
1200.0
24000.0 28000.0
17000.0
2 3
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Recursos Fi-
1
Año
13394.4 14145.3 15401.7 15746.2 16095.6 16450.0 16809.5 17174.3 17544.6 17920.6 18302.5 18690.4 19084.5 19485.0 19892.2 20306.2 20727.3 21155.7 21591.6
10316.3 11168.3
Ingresos
ENTRADAS
30394.4 14145.3 15401.7 15746.2 16095.6 16450.0 16809.5 17174.3 17544.6 17920.6 18302.5 18690.4 19084.5 19485.0 19892.2 20306.2 20727.3 21155.7 21591.6
34316.3 39168.3
1200.0
Total
17000.0
24000.0 28000.0
1200.0
Inversiones
1709.4 1784.5 1910.2 1944.6 1979.6 2015.0 2050.9 3687.4 2124.5 2162.1 2200.2 2239.0 2278.4 2318.5 2359.2 2400.6 2442.7 2485.6 2529.2
1341.6 1486.8
Costos
14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 14127.7 9213.7 3480.7
4914.0 10647.0 3505.5 3708.2 4047.5 4140.5 4234.8 4330.5 4427.6 4046.1 4626.0 4727.6 4830.7 4935.4 5041.8 5150.0 5259.9 5371.7 5485.4 5601.0 5718.7
2692.4 2904.4
Préstamos Impues-
SALIDAS
36342.6 19620.5 20085.3 20212.8 20342.1 20473.2 20606.2 21861.2 15964.2 10370.4 7030.9 7174.4 7320.3 7468.5 7619.1 7772.3 7928.1 8086.6 8247.9
32948.0 43038.2
1200.0
Total
Cuadro 9.10 Cuadro de Fuentes y Usos de Efectivo - Planificación Financiera del Proyecto
-5948.3 -5475.2 -4683.6 -4466.6 -4246.5 -4023.2 -3796.7 -4686.9 1580.4 7550.3 11271.6 11515.9 11764.2 12016.6 12273.1 12533.9 12799.2 13069.1 13343.7
1368.3 -3869.9
0.0
Entradas Salidas
-9818.2 -11423.4 -10158.8 -9150.2 -8713.0 -8269.7 -7820.0 -8483.6 -3106.5 9130.7 18821.8 22787.5 23280.1 23780.8 24289.6 24807.0 25333.1 25868.3 26412.8
1368.3 -2501.6
Acumulado
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
9– Aspectos financieros
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.
REDONDO Arturo. Curso de finanzas. Universidad de Chile. 2004. p24. Ibid, p27. Ibid, p29. Ibid, p29. Ibid, p31. ARBOLEDA Germán. Formulación y evaluación de proyectos de transporte. Universidad del Cauca. 1989. p 70. Ibid, p72. ARBOLEDA Carlos. Apuntes del curso de proyectos. Universidad del Cauca. Posgrado en ingeniería de vías Terrestres. Material de fotocopia, 1999, p 23. MUÑOZ Luis Orlando. Los Costos de la Construcción. Popayán: Universidad del Cauca. 1.992. Ibid, p 14. Ibid, p 16. Ibid, p 16. Ibid, p 177. ARBOLEDA Germán, obra cit, p 84. Manuales del HDM. Manuales del HDM. Manuales del HDM. MURGUEITIO RUIZ INGENIEROS. ARBOLEDA Carlos. Plan Vial del Cauca. 1996. Documento 11, p 14. REPUBLICA DE COLOMBIA. Ley 38 de 1989. REPUBLICA DE COLOMBIA. Ley 105 de 1993. REPUBLICA DE COLOMBIA. Ley 57de 1989. REPUBLICA DE COLOMBIA. Ley 105 de 1993. REPUBLICA DE COLOMBIA. Ley 105 de 1993. REPUBLICA DE COLOMBIA. Ley 141 de 1994. REPUBLICA DE COLOMBIA. Constitución Política de Colombia, 1991. REPUBLICA DE COLOMBIA. Ley 136 de 1994.
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10– Principios de evaluación de proyectos
10. PRINCIPIOS DE EVALUACION DE PROYECTOS En este capítulo se describe los principios más importantes de la evaluación de proyectos: el concepto de beneficio vial, la tasa de actualización, los precios financieros y económicos, los indicadores de evaluación. Para ilustrar los cálculos de los indicadores económicos y los análisis de sensibilidad se incluye un ejemplo de un proyecto vial. Por último, se desarrolla una técnica de evaluación multicriterio.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
10.1 GENERALIDADES 10.1.1 Metodología General
L
a evaluación tiene como objetivo básico establecer la conveniencia de emprender un proyecto. La evaluación financiera se centra en establecer la conveniencia para los inversionistas; mientras en la económica se establece la conveniencia para la sociedad en general.1
Esta diferencia en el sujeto o protagonista de la evaluación, hace que los rubros y contabilidad de costos e ingresos sea diferente en la evaluación financiera y económica. De otra parte, las metodologías que usualmente se utilizan son generales y con pequeñas adaptaciones, son aplicables a terminales de buses, de camiones, facilidades de estacionamiento, proyectos de mejoramiento y mantenimiento de carreteras y vías urbanas, etc. El cálculo de la rentabilidad económica de un proyecto de mejoramiento vial parte de la determinación de los costos y beneficios del mismo, evaluados según un sistema de valores previamente establecido, y culmina con la obtención de unos índices de rentabilidad que tratan de reflejar, desde el punto de vista financiero y/o económico, la conveniencia o no de emprenderlo. Para ello se define un período de análisis, que depende de la naturaleza del proyecto.2 En el cálculo de la rentabilidad se utilizan valores actualizados, es decir, teniendo en cuenta el valor del dinero a través del tiempo, necesitando para ello la definición de una tasa de actualización. Los beneficios de un proyecto de mejoramiento vial, en zonas desarrolladas están asociados con los ahorros en los costos de operación vehicular, el valor de los ahorros en los tiempos de viaje, disminución de la accidenta-
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lidad vial, ahorros en costos de mantenimiento, etc., generalmente considerados en la teoría del excedente al consumidor.3 Los costos del proyecto lo componen todos los rubros que representen alguna erogación: estudios de ingeniería, adquisición de predios, costos de construcción, supervisión, administración, gastos financieros, etc.4 Tanto los beneficios como los costos deben ser cuantificados tanto a precios financieros como económicos. Los segundos se calculan a partir de los primeros aplicando unos factores de ajuste o razones de precios de cuenta. (RPC).5 10.1.2 Principales variables a tener en cuenta en la evaluación 10.1.2.1 Período de análisis Corresponde al horizonte de tiempo de vida económica del proyecto, por lo que su valor depende de la naturaleza y magnitud de las inversiones. En proyectos de infraestructura con altas inversiones, el período de análisis recomendado es de 20 años, en proyectos de bajo costo, el período de análisis se puede fijar entre cinco y diez años. Otro aspecto a tener en cuenta en la determinación del período de análisis esta relacionado con la confiabilidad de los pronósticos. Si el período de análisis es demasiado grande, los pronósticos de ingresos y egresos podría ser bastante inciertos, debido a la incertidumbre en el comportamiento de variables macroeconómicas del país, crecimiento del tránsito, etc. En los proyectos viales la fijación del período de análisis depende del tipo de pavimento, así, para pavimentos flexibles normalmente se define un período de análisis de 10 años, para los rígidos el período es de 20 años.
10– Principios de evaluación de proyectos
Para proyectos estratégicos en ferrocarriles y puertos usualmente se utilizan períodos de análisis de más de 30 años. 10.1.2.2 Valor residual No se debe confundir el período de análisis con la vida útil de la infraestructura como tal. Al final del período de análisis las inversiones realizadas conservan parte de su valor y funcionalidad, monto que se denomina valor residual o remanente del proyecto. En proyectos de transporte se fija el valor residual como un porcentaje de las inversiones, con valores entre un 20 a un 30%.
expresar que cuando el comercio exterior de un país está en equilibrio, se puede decir que la producción total de dicho país, en un período dado de tiempo, se distribuye en consumo y ahorro. El ahorro corresponde a la porción que se decide destinar para inversión. Esta tendencia se incorpora al análisis económico a través de la llamada tasa de actualización. Un valor bajo de la tasa de actualización nacional7 en un sector expresa el deseo del gobierno por limitar el consumo de su población con el fin de incrementar la inversión. La tasa de actualización del sector transporte es generalmente elevada, ya que se fijan prioridades a otros sectores como salud y educación. 10.1.2.4 Precios
10.1.2.3 Tasa de evaluación Precios financieros y precios económicos En la evaluación financiera se debe utilizar una tasa de interés de mercado, descontando la tasa de inflación. Estas tasas de interés varían de país a país. Para su cálculo se emplea la fórmula de tasas de interés múltiple, que tiene la estructura: (1 + i) = (1 + i1) (1 + i2) En donde: i: Tasa múltiple, tasa de interés de mercado. i1: Tasa 1, tasa real. i2: Tasa de inflación. En la evaluación económica se utiliza la denominada tasa de descuento, definida por el organismo central de planeación para cada sector de la economía. En la mayoría de los países de América Latina la tasa de descuento para proyectos del sector transporte esta en el intervalo del 10 al 12% anual. Una explicación de lo que representa una tasa de actualización la proporciona Arboleda6 al
En la práctica de la ingeniería la preparación de presupuestos es una actividad rutinaria, su mecánica consiste en preparar precios unitarios de ciertos rubros o ítems y multiplicarlos por las cantidades de obra. Para preparar los precios unitarios el analista solicita a los proveedores el valor de los insumos o equipos. Este sistema de valores, se denomina de precios de mercado o financieros, ya que representan los valores normalmente transados en el medio. Sin embargo, ciertos insumos o elementos pueden tener un valor distorsionado para la sociedad, ya que pueden estar afectados de subsidios o de ciertas transferencias. Es decir, el precio real de esos insumos puede estar a la sombra, escondido, y su valor real debe obtenerse como el valor de mercado multiplicado por un factor de corrección. A este sistema de valores se le denomina precios económicos o “sombra”. Un ejemplo, que aclara en buena medida los conceptos de precios financiero y económico se encuentra con los combustibles. El valor del combustible en la estación de servicio co-
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
rresponde al precios financiero o de mercado. En la mayoría de los países los combustibles son subsidiados, y en mayor grado los que se emplean en el transporte público y privado. Por tanto el precio real para la economía del país indica que el valor de los combustibles es mayor al valor de mercado. La importancia de utilizar el sistema de precios económicos se puede ilustrar con un ejemplo hipotético. La construcción de un gran ferrocarril eléctrico origina el ahorro de un significativo volumen de combustible. Si se sabe que en el país el combustible tiene un subsidio, de cerca de 800 unidades monetarias por galón, aproximadamente el 10% de su valor comercial. Para la economía del país los ahorros en combustible por efecto del proyecto del ferrocarril deben ser cuantificados a precios reales, es decir, su valor comercial más los subsidios. Al utilizar los precios económicos se obtiene un beneficio por efecto del ahorro en los combustibles cercano al 10% más que si se hubiera cuantificado a precios de mercado. La conversión de precios financieros a económicos se lleva en la practica utilizando unos factores de corrección, denominados técnicamente Relación Precio - Cuenta, RPC, cuyos cálculos y publicación los realiza la Agencia Central de Planeación de cada país. Dependiendo del tipo de evaluación que se adelante se debe utilizar un sistema de precios: Evaluación financiera Tanto los ingresos como los costos se deben determinar a precios de mercado. Evaluación económica Como el propósito de la evaluación económica es medir la conveniencia del proyecto para la sociedad, muchos de los rubros de beneficios
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y costos tienen asociados subsidios, impuestos, etc., que deben ser eliminados de los precios de mercado. Para ello se hace uso de factores de conversión (denominados razones precios – cuenta), factores que son calculados por el organismo central de planeación. A los precios de mercados corregidos con los factores de conversión se les denomina precios económicos o precios sombra (escondidos). A manera de ejemplo, en el Cuadro 10.1 se presenta la conversión del valor de las inversiones en un proyecto vial.
Cuadro 10.1 Conversión de precios financieros a económicos
RPC
Inversión a precios económicos
Concepto
Porcentaje
Inversión a precios financieros
Mano de obra
7.8
8.42
0.80
6.74
Maquinaria y equipo
43.4
46.86
0.80
37.49
Indirectos
16.7
18.05
1.00
18.05
Proyecto
3.00
1.00
3.00
Afectaciones
3.00
1.00
TOTAL
114.00
3.00 91.51
(Millones de unidades monetarias) Para efectuar las conversión de precios financieros a económicos se puede proceder de tres formas: • La primera forma consiste en preparar precios unitarios y el presupuesto a precios financieros y económicos. • Dividir el presupuesto preparado a precios financieros en sus componentes: mano de obra, maquinaria y equipo y aplicar los factores de corrección respectivos. Es la técnica utilizada en el Cuadro 10.1 • Utilizar un factor global de conversión, que para proyectos viales y de transporte oscila entre
10– Principios de evaluación de proyectos
0.80 y 0.85. Precios corrientes y precios constantes El sistema de precios se puede establecer a precios corrientes cuando se utilizan los valores correspondientes a la fecha en que se causan los respectivos gastos. El sistema de precios constantes se da cuando todas las valoraciones se realizan con precios de una fecha base. En la preparación de los proyectos tanto las entradas como las salidas de efectivo se deben cuantificar para cada uno de los años del período de análisis. Es difícil llevar a cabo la cuantificación de ingresos y costos en el futuro a precios corrientes debido a la alta incertidumbre en el pronóstico de la inflación en los años futuros. Por tanto, en la práctica todas las cuantificaciones de ingresos y egresos se llevan a cabo a precios constantes. Debido a ello la tasa de interés utilizada en la evaluación financiera corresponde a la tasa de mercado menos la inflación, para corresponder al empleo de los precios constantes. 10.1.2.5 Ingresos y beneficios En la evaluación financiera las entradas del proyecto se centran en los ingresos operacionales por concepto de los servicios prestados . Los ingresos del proyecto se deben cuantificar monetariamente, para cada uno de los años del período de análisis. En la evaluación económica se trata de medir beneficios asociados al proyecto. Entre los beneficios se tienen:8 • Ahorros en costos de operación vehicular. • Ahorros en tiempos de viaje de los usuarios. • Beneficios en la disminución de la congestión urbana. • Beneficios en el mantenimiento de la malla vial.
• Beneficios por valorización de predios. • Beneficios por disminución de la contaminación. Los beneficios del proyecto se deben cuantificar monetariamente, para cada uno de los años del período de análisis. La técnica de cálculo de los beneficios viales se basan en la teoría del excedente del consumidor. Teoría del excedente del consumidor El excedente del consumidor es la diferencia entre lo que un individuo esta dispuesto a pagar por una cantidad especificada de un producto o servicio y el valor de dicha de producto o servicio a los precios de mercado.9 En la Figura 10.1 se presentan curvas de precio de viaje y volumen de viajes, para dos situaciones: situación actual y situación mejorada. Además, se tiene la curva de demanda, fija, debido a que depende de características socioeconómicas, que se suponen constantes. Para la situación actual el volumen de viajes es VM y el precio PM. Cualquier usuario de la vía esta dispuesto a pagar un precio PM por el servicio. Este precio esta representado por los costos de operación vehicular, valor del tiempo, pago de peajes y otros aspectos. Al mejorar la vía, se presenta un incremento de viajes, que se denomina tránsito generado, llegando a un volumen VN, por el otro lado el precio del viaje disminuye a PN, por tanto cada viajero experimenta un beneficio, la suma de todos los beneficios esta representado por el área rayada de la figura.10 En términos más sencillos el beneficio se expresa como la diferencia de los costos de transporte correspondiente a la situación actual y los costos de transporte correspondiente a la situación mejorada, así:
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Figura 10.1 Concepto de beneficio vial Fuente: Arboleda Germán, Formulación y evaluación de proyectos de transporte, p 102.
B = (CT)sp — (CT)cp En donde:
B
: Beneficio vial (CT)sp: Costo de transporte sin proyecto. (CT)cp: Costo de transporte con proyecto. Los beneficios que usualmente se cuantifican monetariamente son los ahorros en costos de operación vehicular, los ahorros en tiempos de viaje de los usuarios y los ahorros en costos de mantenimiento vial.
carretera y del estado general de los vehículos. Los costos de operación de los vehículos pueden ordenarse en tres grandes grupos, según sean o no independientes del kilometraje recorrido.11 Costos Fijos • Salarios y prestaciones. • Garaje o estacionamiento. • Seguros. • Administración. • Amortización. • Otros: engrase, lavado, pintura, etc.
Costos de Operación vehicular Al circular un vehículo por una vía incurre en gastos que se denominan costos de operación vehicular. La magnitud de estos costos dependen del tipo de vehículo, del tipo de superficie de rodadura y su estado, de la geometría de la
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Costos Variables • Consumo de combustibles. • Consumo de lubricantes. • Desgaste de llantas. • Desgaste y mantenimiento, reparaciones y repuestos o refacciones.
10– Principios de evaluación de proyectos
Depreciación e intereses. El Modelo HDM, desarrollado por el Banco Mundial, contempla un submodelo de cuantificación de costos de operación vehicular, VOC, de amplia uso a nivel internacional. Al utilizar el Modelo HDM en una aplicación real, la cuantificación de los costos de operación vehicular se llevan a cabo para cada año de análisis teniendo en cuenta el estado de la vía en cada momento. Estos cálculos son complejos ya que se tiene en cuenta el deterioro de la vía por efecto simultáneo de las cargas de vehículos y del medio ambiente, el tipo de mantenimiento y numerosas variables del comportamiento mecánico de los vehículos. Para utilizar adecuadamente el HDM cada país o región debe calibrar muchos de los parámetros de los algoritmos incluidos en los submodelos.
Banco Mundial12 recomienda para el cálculo de los costos de operación vehicular una ecuación cúbica con variable el IRI ( Índice Internacional de Rugosidad), según la siguiente expresión:
COV = a0 + a1 * IRI + a2 * IRI 2 + a3 * IRI 3 Donde: COV:: Costo de Operación del vehículo tipo v, en pesos / Km. IRI: Indice Internacional de Rugosidad, m/Km. a0, a1, a2 , a3 : Coeficiente que depende del tipo de vía y , tipo de pavimento En el Cuadro 10.2 se presentan los coeficientes de la ecuación cúbica reseñada, para superficie pavimentada y grava y por tipo de vehículo. Los resultados de la aplicación de la ecuación son los costos de operación vehicular en dólares de Estados Unidos por veh - km.
Para aplicaciones en estudios preliminares el Cuadro 10.2 Coeficientes para el cálculo de los costos de operación vehicular — Terreno plano Tipo de superficie Pavimentada
Grava
Tipo de vehículo Automóvil Utilitario Bus pequeño Bus mediano Bus grande Camión pequeño Camión mediano Camión grande Camión articulado Automóvil Utilitario Bus pequeño Bus mediano Bus grande Camión pequeño Camión mediano Camión grande Camión articulado
VOC ($/veh-km) (IRI) VOC = a0 + a1*IRI + a2*IRI^2 + a3*IRI^3 a0 a1 a2 a3 0.115092 -0.000426 0.000929 -0.000018 0.133053 -0.000277 0.001401 -0.000027 0.138239 0.000871 0.000395 0.000002 0.194315 0.001242 0.000488 0.000001 0.257212 0.001261 0.000585 0.000000 0.186921 0.011508 0.000622 -0.000011 0.235198 0.016947 0.000813 -0.000014 0.368736 0.023764 0.000904 -0.000015 0.575540 0.027622 0.001875 -0.000036 0.119319 -0.000344 0.000902 -0.000017 0.136946 -0.000053 0.001369 -0.000026 0.139303 0.001260 0.000358 0.000003 0.197628 0.001565 0.000448 0.000002 0.258862 0.001870 0.000532 0.000001 0.191196 0.011708 0.000586 -0.000010 0.235607 0.017797 0.000744 -0.000013 0.000858 -0.000014 0.371885 0.024181 0.632012 0.022648 0.001973 -0.000035
Fuente: HDM IV, 2001.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Para estimar los ahorros en costos de operación vehicular se procede a calcular los costos de operación vehicular sin y con proyecto, los ahorros en cada año estarán dados por la diferencia entre ellos. 10.1.2.6 Costos Se deben cuantificar todos los costos del proyecto. Los principales rubros son: Inversiones iniciales • Costos de ingeniería (de estudios y diseño definitivo) • Costos de adquisición de predios. • Costos de adquisición y montaje de maquinaria y equipos. • Costos de construcción. • Costos de administración y supervisión de obras. • Gastos financieros. • Imprevistos. Costos de operación y mantenimiento. Estos costos son recurrentes y deben cuantificados con una buena aproximación. El Modelo HDM permite estimar los costos de mantenimiento. Para determinar los costos de mantenimiento se deben definir unas políticas o estrategias de mantenimiento. En el Recuadro 10.1 se hace una descripción de los principales aspectos a considerar para estimar los costos de mantenimiento con el HDM. Pero de nuevo, aplicando la teoría del excedente del consumidor, los beneficios por ahorros en costos de mantenimiento se obtienen como la diferencia entre los costos de mantenimiento sin y con proyecto. Existen otras metodologías para estimar el costo de mantenimiento de una vía, entre las más conocidas, se tiene la metodología de INGEROUTE, desarrollada en la década de los ochenta y que se basa en la aplicación de unos estándares de mantenimiento por kiló-
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metro y en el trabajo de unas cuadrillas de mantenimiento rutinario y periódico.13
10.2 FLUJO DE EFECTIVO NETO El método tradicional de evaluación de proyectos, denominado beneficio - costo, consiste en una comparación de entradas y salidas de efectivo, en forma similar a lo señalado en la planificación financiera del proyecto. En la evaluación financiera la determinación de entradas y salidas se realiza desde el punto de vista de los inversionistas, mientras en la evaluación económica se realiza desde el punto de vista de la sociedad. En la Figura 10.2 se presenta las partidas de entradas y salidas típicas en un proyecto vial, que corresponden a los ítems a tener en cuenta en la preparación del flujo de efectivo neto. En la parte (a) se presenta el esquema correspondiente a la evaluación financiera, la parte (b) corresponde al flujo de efectivo neto para realizar la evaluación económica. Para la evaluación las partidas de entradas y salidas están representadas por: Entradas • Préstamos. • Ingresos por concepto de operación. • En la evaluación económica se adicionan los beneficios. • Otros ingresos. • Valor remanente en el último año. Salidas • • • • •
Inversiones totales. Costos de operación y mantenimiento. Costos de financiación. Pago de préstamos. Pago de impuestos (evaluación financiera).
En el Cuadro 10.3 se presenta el cuadro correspondiente al flujo de efectivo neto.
10– Principios de evaluación de proyectos
Ingresos por concepto de operación
Préstamos
Entradas de efectivo
Valor remanente en el último año
Ingresos po r operación Présta mos
Valor remanente e n el último añ o
Entradas de efectivo INVERSIONISTA
COMUNIDAD
Salidas de efectivo
Salidas de efectivo
Inversiones totales Costos de operación, netos de depreciación y amortización de diferidos
Benefici os
• Rendimientos financieros
Otros • Participaciones ingresos • Arrendamientos, etc
Pago impuestos
Pago préstamos Costos de financiación
(a) Evaluación financiera
Inversiones tota les Costos de oper ación , netos de depreciación y amortiza ción de diferidos
Pago préstamos Costos de financiació n
(b) Evaluación económica
Figura 10.2 Flujo de Efectivo Neto Fuente: Arboleda Germán, Proyectos, p 341.
Cuadro 10.3 Cuadro de Flujo de Efectivo Neto
Fase
Año de operación
Año
1
2
n
Valor Residual
ENTRADAS DE EFECTIVO • Préstamos • Ingresos por concepto de operación • Valor residual último año TOTAL ENTRADAS SALIDAS DE EFECTIVO Inversiones totales Costos de operación y financiación Pago préstamos Impuestos TOTAL SALIDAS Fuente: Arboleda Germán, Proyectos, p 341.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Recuadro 10.1 Estimación de costos de mantenimiento con HDM Dado que uno de los grandes inconvenientes en la formulación de un programa de mantenimiento vial es la determinación de los costos unitarios anuales de mantenimiento, ya que ellos dependen de las condiciones geométricas, estado de la vía, condiciones climáticas, niveles de tránsito y actividades de mantenimiento vial a realizar, el Banco Mundial ha desarrollado un modelo para estimar los costos unitarios de mantenimiento, denominado HDM. El concepto amplio del Modelo HDM es bastante simple, es el de disponer en primer lugar de un conjunto de relaciones que explican el comportamiento de la infraestructura vial, y su deterioro, por acción del clima y del tránsito. De otra parte, las intervenciones en la vía, expresadas como normas de mantenimiento u opciones de construcción, alteran a su vez el comportamiento de la infraestructura, cuya respuesta es el costo de operación vehicular de los vehículos. Si se desean comparar dos políticas o normas de mantenimiento, se producen unos flujos de dinero, a precios económicos, que permitirán medir la conveniencia económica de las intervenciones . Las operaciones del Modelo HDM tienen lugar en tres fases: • La primera fase es la operación de entrada de datos y diagnóstico de los datos de entrada. • La segunda fase es la simulación de los flujos de tránsito y de los cambios en las carreteras desde la construcción inicial a través de los ciclos anuales de uso, deterioro y mantenimiento, con posibles proyectos de construcción para mejorarlos. • La tercera fase incluye análisis económicos y comparaciones de las políticas alternativas de construcción y mantenimiento para grupos seleccionados de tramos de carreteras. Los principales aspectos involucrados en las bases de datos son: • • • • •
Datos Geométricos y Ambientales Estructura del Pavimento existente Estado Actual de la Calzada Tránsito Costos
Con estos datos de entrada el Modelo HDM mediante una simulación del comportamiento del pavimento, y aplicando las normas de mantenimiento propuesto, prevé la condición futura de la vía, calcula los costos de operación vehicular, los ahorros en costos de operación entre la alternativa en estudio y la alternativa base, y calcula los indicadores de evaluación económica. El corazón y la razón de la popularidad y uso del HDM radica en su capacidad de medir la conveniencia de aplicar ciertas normas o actividades de mantenimiento a la carretera o la red en su totalidad. Las normas de mantenimiento las diseña el usuario del modelo atendiendo las prácticas normales de las agencias viales o conformadas por aquellas actividades que en conjunto propendan por un aceptable estado permanente de la vía. Se pueden establecer tres niveles básicos de intervención:
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10– Principios de evaluación de proyectos
• Nivel 1, Intervención Baja: Mantenimiento mínimo, insuficiente, prácticamente nulo. • Nivel 2, Intervención Media: Mantenimiento regular. • Nivel 3, Intervención Alta : Mantenimiento deseable. Cada nivel conforma una política coherente en materia de mantenimiento vial, y en términos precisos, conforman una alternativa de mantenimiento. Es conveniente precisar, que por obvias razones las normas de mantenimiento son diferentes para caminos en afirmado que para carreteras pavimentadas. Políticas de Mantenimiento para la Red en Afirmado La experiencia en carreteras en afirmado recomiendan establecer políticas de mantenimiento en carreteras en afirmado en dos grupos: • Grupo 1: Carreteras con TPD igual o inferior a 100 vehículos. • Grupo 2: Carreteras con TPD superior a 100 vehículos. En el Cuadro se presenta las normas de mantenimiento propuestas dentro del Plan Vial del Cauca para carreteras en afirmado. Código de la norma
Descripción
Actividades contempladas
I. TPD < 100
NM 74
NM 75
NM 73
Mantenimiento óptimo
Mantenimiento regular
• • • • • •
Mantenimiento deficiente
• •
Mantenimiento óptimo
• • •
Mantenimiento de rutina. Nivelación una vez al año. Reconstrucción del espesor del afirmado cuando sea inferior a 5 cms, llevándolo a 10 cms. Mantenimiento de rutina. Nivelación cada dos años. Reconstrucción del espesor del afirmado cuando sea inferior a 2 cms, llevándolo a 5 cms. Mantenimiento de rutina. Nivelación cada dos años.
II. TPD>100
NM 71.
•
NM 72
NM 73
Mantenimiento regular
Mantenimiento deficiente
• • • • •
Mantenimiento de rutina. Nivelación dos veces por año. Porcentaje de pérdida del material reemplazado 400%. Reconstrucción del espesor del afirmado cuando sea inferior a 10 cms, llevándolo a 20 cms. Mantenimiento de rutina Nivelación una vez al año Reconstrucción del espesor del afirmado cuando sea inferior a 7 cms, llevándolo a 20 cms Mantenimiento de rutina. Nivelación cada dos años
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Políticas de mantenimiento para la red pavimentada En el Plan Vial del Cauca se proponen las siguientes políticas de mantenimiento en carreteras pavimentadas . Código de la norma
NM 81
NM 82
NM 83
Descripción
Mantenimiento óptimo
Mantenimiento regular
Mantenimiento deficiente
Actividades contempladas
• • • • • • • •
Mantenimiento de rutina Bacheo al 100% del área dañada. Sobrecarpeta de 10 cms de espesor cuando el IRI sea igual a 6. Mantenimiento de rutina Bacheo al 100% de los baches. Sobrecarpeta de 5 cm de espesor cuando el IRI sea igual a 6. Mantenimiento de rutina Bacheo al 100% de los baches.
Una aplicación de HDM cubre las siguientes acciones : • Creación de bases de datos y fichas de información de HDM. Atendiendo la guía del Modelo HDM se debe preparar la información de entrada. • Definición de alternativas. Combinación de características actuales, características futuras, tránsito y normas de mantenimiento. Que en conjunto, representan un escenario de análisis, y que el HDM III simulará a lo largo del período de análisis, reportando para cada año, estado de la vía, intervenciones realizadas, costo de las intervenciones, a precios financieros y económicos, y todas estas cifras descontadas a tasas de actualización, generalmente de 0 y 12%. • Comparación de Alternativas. Evaluar es comparar, y siempre que se realiza una evaluación los flujos de dinero son una diferencia entre los costos de la alternativa base con respecto a la alternativa a evaluar. Por tanto, es necesario especificar una alternativa base, ALT0, que generalmente se define como la situación actual. Para esta comparación, el Modelo HDM reporta los flujos de comparación y produce los indicadores de evaluación. • Solicitud de Reportes. Se le indica al Modelo el reporte que debe generar. HDM III genera reportes bastante detallados, y para limitar su producción se limitan a los estrictamente necesarios: condiciones de la vía, costos de las intervenciones y resultados de la evaluación económica.
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10– Principios de evaluación de proyectos
das las transacciones son conocidas, y por tanto, se trata de establecer de que lado los flujos son mayores.
10.3 INDICADORES DE EVALUACION 10.3.1 Base de cálculo El flujo de efectivo neto se convierte en la base de cálculo de los indicadores de evaluación. En él están representados todos los componentes del proyecto. Si bien los indicadores de evaluación son los mismos para la evaluación financiera y económica, la composición y estructura del flujo varía en:
En estos términos, el proceso de evaluación se puede asimilar al de una balanza, en la cual en el primer platillo se cargan las entradas y en el segundo platillo se cargan las salidas, se debe establecer cual de los platillos esta más cargado. Si la balanza se carga a favor de las entradas, los indicadores deben señalar que el proyecto es rentable, en caso contrario, la señal va dirigida a establecer la no conveniencia del proyecto. 10.3.2 Indicadores de evaluación
Tasa de evaluación
10.3.2.1 Valor Presente Neto, VPN (i)
En la evaluación financiera la tasa de evaluación es la tasa de interés de mercado, descontando la componente inflacionaria.
El Valor Presente Neto de un Proyecto a una tasa i es igual a la sumatoria del Valor Pren
En la evaluación económica la tasa de evaluación es la tasa de actualización, valor definido por el organismo central de planeación. Precios
VPN ( i ) =
∑
i =1
(Ii )(↑ ) −
m
∑
(Ej )(↓ )
j =1
sente de los Ingresos menos la sumatoria del Valor Presente de los Egresos. Por tanto:
En ambos tipos de evaluación se utilizan precios constantes. Los precios de mercado son utilizados en la evaluación financiera. Mientras en la evaluación económica se utilizan los precios sombra o económicos. El cálculo de los indicadores de evaluación se realizan utilizando los principios de la ingeniería financiera, en los cuales se tiene en cuenta el valor del dinero a través del tiempo. Para proceder al cálculo de indicadores, el flujo de efectivo neto se lleva a un diagrama de flujo, en el cual los ingresos están representados por las entradas del proyecto y los egresos están representados por sus salidas. La particularidad de este diagrama es que to-
En donde: VPN(i) : Valor Presente Neto a la tasa i. Ii : Total de entradas en cada año. Ej : Total de salidas en cada año. Ese valor representa la ganancia extraordinaria que genera el Proyecto, medida en pesos de hoy en día. La señal del indicador esta dada según la siguientes situaciones: • Si el VPN(i) es mayor que cero, es porque las entradas son mayores que las salidas, y por tanto, el proyecto es rentable.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
interés que devengan los dineros que perma• Si el VPN(i) es menor que cero, es porque las salidas son mayores que las entradas, y por tanto, el proyecto no es rentable.
n
∑
i=1
(Ii )(↑
) = ∑ (Ej )(↓ ) m
j=1
• Si el VPN(i) es igual a cero, entradas y salidas iguales, se llega a una situación de indiferencia.
necen invertidos en el proyecto.
10.3.2.2 Relación Beneficio - Costo, B/C (i)
Su cálculo se realiza a partir de la ecuación: Ecuación en la cual la tasa de interés es la incógnita y representa la TIR.
La relación Beneficio-Costo de un Proyecto, a una tasa i, es igual al cociente que resulta de dividir la sumatoria del Valor Presente de los Ingresos entre la sumatoria del Valor Presente n
B / C (i ) =
∑
i =1
(Ii )(↑ ) ÷
m
∑
(Ej )(↓ )
j =1
de los Egresos. Por tanto:
La señal del indicador esta dada según la siguientes situaciones: • Si la relación B/C(i) es mayor que uno, es porque las entradas son mayores que las salidas, y por tanto, el proyecto es rentable. • Si la relación B/C(i) es menor que uno, es porque las salidas son mayores que las entradas, y por tanto, el proyecto no es rentable. • Si la relación B/C(i) es igual a uno, entradas y salidas iguales, se llega a una situación de indiferencia. La relación B/C menos la unidad mide la ganancia extraordinaria por cada peso invertido en el proyecto, medida en pesos de hoy en día. 10.3.2.3.Tasa Interna de Retorno, TIR La tasa interna de retorno de un proyecto es la tasa de actualización que hace que el Valor Presente Neto sea nulo; y representa la tasa de
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Otra forma de obtener el valor de la TIR es utilizando un método gráfico de VPN (i) contra i. La Figura 10.3 ilustra con un ejemplo la determinación por métodos gráficos del valor de la TIR. La señal del indicador esta dada según la siguientes situaciones: • Si la TIR es mayor que la tasa de actualización, el proyecto es rentable. • Si la TIR es menor que la tasa de actualización, el proyecto no es rentable. • Si la TIR es igual a la tasa de actualización se llega a una situación de indiferencia., el proyecto no es rentable. 10.3.3 Análisis de sensibilidad El análisis de sensibilidad trata de medir el impacto de cambios en variables importantes, en relación con los indicadores de evaluación, y en últimas, en la conveniencia o no del proyecto. De otra parte, el nivel de precisión utilizado en la cuantificación de costos e ingresos presenta un alto grado de incertidumbre. Por lo anterior, es conveniente ampliar los cálculos de la evaluación económica y financiera atendiendo estas variaciones. Se recomienda el siguiente procedimiento para adelantar todos los análisis de sensibilidad de un proyecto:
10– Principios de evaluación de proyectos
Determinación Gráfica de la TIR 250.0 221.8
VPN milones de pesos
200.0
193.5 168.9
150.0
147.3 128.4 111.8
100.0
97.1
Valor de la TIR
84.1 72.6 62.3
50.0
53.2
45.0
37.6
31.0
25.1
19.7
0.0
- 0.54
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
25
-13.40
30
-50.0 Tasa de actualización (%)
Figura 10.3 Determinación gráfica de la Tasa Interna de Retorno, TIR
• Preparación de un gráfico de variación, representando en el eje X la variación de la variable de análisis y en el eje Y se mide el Valor Presente Neto.
• Selección de las variables que se van a someter a la sensibilidad y definir los intervalos de variación correspondientes. • Preparación en hojas de cálculo del flujo de efectivo neto, para las condiciones normales. Se agregan las ecuaciones correspondientes que traten de medir el impacto del cambio de la variable de análisis en el flujo de efectivo neto. • Preparación del diagrama de flujo correspondiente a la situación de análisis. • Cálculos de los indicadores de evaluación, para cada cambio de la variable de análisis.
10.3.4 Ejemplo de Evaluación de un proyecto Con el propósito de ilustrar los conceptos desarrollados en relación con la evaluación de proyectos se incluye Ejemplo 10.1, que corresponde a la evaluación económica de un proyecto vial. Los costos de operación de los vehículos y de mantenimiento vial se calculan con el Modelo HDM. Los cálculos de los indicadores económicos y el análisis de sensibilidad se realizan con el programa Excel.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial CARACTERISTICAS DEL PROYECTO El proyecto del ejemplo esta conformado por una carretera que cumple tres funciones básicas: • Variante para viajes de largo recorrido con la cual se evita el ingreso de los vehículos a la ciudad. • Vialidad que puede descongestionar algunas arterias de la ciudad. • Eje de desarrollo de una importante área de expansión. La sección propuesta para la vía esta conformada por dos calzadas, de 7.0 metros de ancho, un separador de 3.0 metros y ándenes de 2.0 metros, tal como se reseña en la sección.
2.00
3.50
3.50
3.00
3.50
3.50
2.00
21.00
METODOLOGIA DE EVALUACION En el diagrama adjunto se presenta la metodología para adelantar la evaluación del proyecto, en un todo de acuerdo, con los principios descritos en este capítulo. Es conveniente precisar que el estudio de tránsito debe proporcionar los volúmenes de tránsito para las situaciones sin y con proyecto, para cada uno de los años de análisis.
Información básica de cada tramo •Código •Longitud •Estado de la vía •Sección •Transito y composición vehicular •Tasas de crecimiento de transito
Cálculo de costo de operación vehicular
Cálculo de costos de mantenimiento
• Utiliza metodología y coeficiente de Roads Economic Decisión Model, HDM4, del Banco mundial
•Utiliza metodología del HDM4, del Banco mundial Evaluación, beneficio, costo Cálculo del valor presente neto y de la tasa interna de retorno
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Inversiones Estimativos de los diferente rubros
Sensibilidad Determinar la variación de indicadores según cambios en algunos parámetros
10– Principios de evaluación de proyectos
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación) AHORROS EN COSTOS DE OPERACIÓN VEHICULAR El cálculo de los costos de operación vehicular para las situaciones sin y con proyecto se calculan con el Modelo HDM. Los ahorros en costos de operación vehicular se determinan como la diferencia entre los costos de operación sin proyecto y con proyecto. En el Cuadro se presentan los costos de operación vehicular sin y con proyecto y los correspondientes ahorros en costos de operación vehicular. Las cifras se registran en millones de unidades monetarias del año 1 y a precios económicos. Ahorros en costos de operación vehicular (Millones de unidades monetarias) Año
Situación actual
Situación con proyecto
Ahorros en costos de operación vehicular
1 2 3
947.6 987.0 1031.5
931.4 969.8 1012.9
16.2 17.3 18.6
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1083.0 1144.7 1190.4 1033.8 1064.0 1101.1 1119.9 1157.3 1196.9 1239.4 1285.0 1334.7 1389.5 1451.0 1521.5 1605.4 1669.8
1062.7 1122.0 1168.1 1026.8 1058.6 1097.9 1104.2 1141.3 1180.8 1223.3 1263.5 1311.9 1365.2 1424.8 1493.0 1573.8 1638.3
20.4 22.7 22.4 7.0 5.4 3.2 15.7 16.0 16.1 16.0 21.6 22.8 24.3 26.2 28.5 31.6 31.6
Para obtener los ahorros en costos de operación vehicular con el Modelo HDM se tienen que preparar las fichas de entrada del modelo y efectuar las aplicaciones. respectivas.
10 - 17
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación)
COSTOS DE MANTENIMIENTO Los costos de mantenimiento se obtienen de las aplicaciones del Modelo HDM, para ello se debe definir una política de mantenimiento. En el Cuadro siguiente se presentan los costos estimados para las situaciones sin y con proyecto, en unidades monetarias del año 1 y a precios económicos. COSTOS DE MANTENIMIENTO (Millones de unidades monetarias)
Año 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Costos de mantenimiento Sin proyecto Con proyecto 3.64 3.65 3.65 3.65 3.65 3.75 4.48 3.65 3.65 4.47 3.64 3.64 3.64 3.64 3.64 3.65 3.65 3.65 3.65 3.75
3.84 3.84 3.84 3.84 3.84 3.94 4.66 3.84 3.84 4.66 3.84 3.84 3.84 3.95 3.84 3.84 3.84 3.84 3.84 3.94
Ahorros en costos de mantenimiento -0.20 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 -0.18 -0.19 -0.19 -0.19 -0.20 -0.20 -0.20 -0.31 -0.20 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19
El valor negativo en la columna de los ahorros en costos de mantenimiento significa que los costos son mayores con proyecto que sin proyecto. En otras palabras, no se tiene un ahorro, por el contrario se obtiene un sobrecosto en mantenimiento.
10 - 18
10– Principios de evaluación de proyectos
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación)
INVERSIONES EN EL PROYECTO Las inversiones en el proyecto, a precios económicos, se estiman en 91.51 millones de unidades monetarias del año 1. FLUJO DE EFECTIVO NETO El flujo de efectivo neto del proyecto se presentan a continuación FLUJO DE EFECTIVO NETO (Millones de unidades monetarias)
Año 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Situación con proyecto Flujo de efectivo Beneficios Costos Neto 15.99 91.51 -75.52 17.08 17.08 18.42 18.42 20.16 20.16 22.52 22.52 22.18 22.18 6.82 6.82 5.22 5.22 3.03 3.03 15.51 15.51 15.76 15.76 15.91 15.91 15.83 15.83 21.28 21.28 22.65 22.65 24.14 24.14 25.97 25.97 28.30 28.30 31.41 31.41 31.38 31.38
TASA DE ACTUALIZACION La tasa de actualización es del 12% anual.
10 - 19
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación)
DIAGRAMA DE FLUJO A partir del flujo de efectivo neto se prepara el diagrama de flujo, base para aplicar las ecuaciones de la ingeniería financiera.
31.41 31.38
28.30 25.97 24.14 22.65
20.16 22.52 22.18
18.42 17.08 15.99
21.28 15.51 15.76 15.91 15.83
6.82 5.22 3.03 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
i = 12% anual 91.51
Diagrama de flujo del proyecto
INDICADORES DE EVALUACION Valor Presente Neto, VPN (12%) Para calcular el VPN se aplica la ecuación:
VPN ( i ) =
∑ (Ii )(↑ ) − ∑ (Ej )(↓ ) n
m
i =1
j =1
La primera sumatoria corresponde al valor presente de las entradas, valor que se calcula tomando fecha focal en 0. La segunda sumatoria corresponde al valor presente de las salidas, se calcula tomando fecha focal en 0.
10 - 20
10– Principios de evaluación de proyectos
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación) Al aplicar la ecuación se tiene: P
P
P
P
VPN(12%)= 15.99 ( /F,12%,1) + 17.08 ( /F,12%,2) + 18.42 ( /F,12%,3) + 20.16 ( /F,12%,4)+ P P P P 22.52 ( /F,12%,5) + 22.18 ( /F,12%,6) + 6.82 ( /F,12%,7) + 5.22( /F,12%,8) + 3.03 P P P P ( /F,12%,9)+ 15.51 ( /F,12%,10) + 15.78 ( /F,12%,11) + 15.91 ( /F,12%,12) + 15.83 P P P P ( /F,12%,13) + 21.28 ( /F,12%,14) + 22.65 ( /F,12%,15) + 24.14 ( /F,12%,16) + P P P P 25.97 ( /F,12%,17) + 28.30 ( /F,12%,18) + 31.41 ( /F,12%,19) + 31.88 ( /F,12%,20) P - 91.51 ( /F,12%,1) Al resolver la ecuación, se obtiene: VPN (12%) = 46.46 millones de unidades monetarias. Como el VPN(12%) es mayor que cero, el proyecto es rentable. Además, el proyecto produce una ganancia extraordinaria de 46.46 millones por encima de la situación actual.
Relación Beneficio - Costo, B/C(12%) Para calcular la relación B/C(12%) se aplica la ecuación: n
B / C (i ) =
∑
i =1
(Ii )(↑ ) ÷
m
∑
(Ej )(↓ )
j =1
Al aplicar la ecuación, y teniendo en cuenta que los términos son similares a los del cálculo del VPN, se tiene: B / C (12 %) =
128 . 16 = 1 . 57 81 . 7
La relación B/C (12%) mayor que uno, el proyecto es rentable. Su significado es que cada peso invertido produce una ganancia extraordinaria de 57 centavos. Tasa Interna de Retorno, TIR La TIR corresponde a la tasa de rentabilidad del proyecto. Para su cálculo, se plantea la ecuación de equivalencia, con incógnita la tasa de interés, atendiendo a un diagrama de flujo como el siguiente:
10 - 21
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación)
31.41 31.38
28.30 25.97 24.14 22.65
20.16 22.52 22.18
18.42 17.08 15.99
21.28 15.51
6.82
15.76 15.91
15.83
5.22 3.03
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
i =? 91.51
La ecuación de equivalencia con fecha focal en 0 es: P
P
P
P
P
15.99 ( /F, i, 1) + 17.08 ( /F, i, 2) + 18.42 ( /F, i, 3) + 20.16 ( /F, i, 4) + 22.52 ( /F, i, 5) + P P P P P 22.18 ( /F, i, 6) + 6.82 ( /F, i, 7) + 5.22( /F, i, 8) + 3.03 ( /F, i, 9)+ 15.51 ( /F, i, 10) + 15.78 P P P P P ( /F, i, 11) + 15.91 ( /F, i, 12) + 15.83 ( /F, i, 13) + 21.28 ( /F, i, 14) + 22.65 ( /F, i, 15) + 24.14 P P P P P ( /F, i, 16) + 25.97 ( /F, i, 17) + 28.30 ( /F, i, 18) + 31.41 ( /F, i, 19) + 31.88 ( /F, i, 20) = P 91.51 ( /F, i, 1) Al resolver la ecuación, la TIR es del 22% anual. Valor por encima del 12% anual, el proyecto es rentable. La información suministrada por los tres indicadores reseñados no es contradictoria, en el ejemplo, los tres indicadores señalan la conveniencia del proyecto.
ANALISIS DE SENSIBILIDAD Análisis de sensibilidad a la tasa de actualización Todos los análisis realizados hasta el momento se han llevado a cabo con una tasa de actualización del 12%, el análisis de sensibilidad de esta variable, consiste en hacer variaciones en la tasa de actualización, y determinar el Valor Presente Neto. Es de notar, que variaciones en la tasa de actualización no afectan a la tasa Interna de Retorno. Los resultados del análisis de sensibilidad a la tasa de actualización son:
10 - 22
10โ Principios de evaluaciรณn de proyectos
Ejemplo 10.1 Evaluaciรณn econรณmica de un proyecto vial (Continuaciรณn)
Tasa de Actualizaciรณn, % 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25
VPN(i) millones 136.7 117.9 101.6 87.4 75.1 64.3 54.8 46.5 39.1 32.6 26.8 21.6 17.0 12.9 9.2 5.9 -6.6
Tasa de actualizaciรณn %
VPN milones de pesos
160.0 140.0
136.7
120.0
117.9 101.6
100.0
87.4
80.0
75.1 64.3
60.0
54.8 46.5
40.0
39.1 32.6
26.8
20.0
21.6
17.0
12.9
9.2
5.9
0.0 -20.0
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
25
-6.6
Tasa de actualizaciรณn (%)
El anรกlisis de la curva de variaciรณn del VPN con respecto a la tasa de actualizaciรณn permite establecer de forma grรกfica el valor de la TIR, que para el proyecto es del 22%.
10 - 23
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación) Análisis de sensibilidad a los beneficios Este análisis examina la sensibilidad del proyecto a variaciones en los ahorros en costos de operación vehicular. los resultados obtenidos: Variación de Beneficios, % 100 90 80 70 60 50
VPN(i) millones 46.5 33.5 20.5 7.6 -5.4 -18.4
Variación de Beneficios 50.0
46.5
VPN milones de pesos
40.0
33.5
30.0
20.5
20.0 10.0
7.6
0.0 100
90
80
70
60
-5.4
50
-10.0
-18.4
-20.0 -30.0
Variación de Beneficios
La principal conclusión del análisis de sensibilidad a los beneficios, es que el proyecto tolera reducciones en los beneficios un poco más allá del 30%. Estas reducciones están altamente relacionadas con disminución en los volúmenes de tránsito. Se puede concluir que el proyecto presenta una fortaleza en relación con sus beneficios. Análisis de sensibilidad a las inversiones Una de las variables más importante en la estructura del flujo de efectivo neto esta relacionada con las inversiones. Debido a una cierta incertidumbre en la magnitud de las inversiones. Los resultados son:
10 - 24
10– Principios de evaluación de proyectos
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación) Porcentaje de Inversión 80 90 100 110 120 130 140 150
VPN (millones ) 62.8 54.6 46.5 38.3 30.1 21.9 13.8 5.6
SENSIBILIDAD A LA INVERSIÓN %
VPN milones de pesos
70.0 62.8
60.0
54.6
50.0
46.5
40.0
38.3
30.0
30.1 21.9
20.0
13.8
10.0
5.6
0.0 80
90
100
110
120
130
140
150
Porcentaje de inversión (%)
Los resultados del análisis de sensibilidad a las inversiones muestran que el proyecto presenta una fortaleza en materia de inversiones, ya que con sobrecostos de hasta el 50% sigue siendo rentable. Análisis de sensibilidad a costos de mantenimiento Los costos de mantenimiento son relativamente bajos, en comparación con las inversiones, y esta es la razón que ha llevado a que su cuantificación y análisis se haya relegado a un segundo plano. Sin embargo, en las últimas décadas, como consecuencia de las políticas del Banco Mundial, su inclusión en los análisis económicos es indispensable. Los resultados de sensibilidad a esta variable son:
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación) Porcentaje de Mantenimiento 80 90 100 110 120 130 140 150
VPN (millones 46.75 46.60 46.46 46.31 46.16 46.02 45.87 45.73
SENSIBILIDAD A MANTENIMIENTO %
VPN milones de pesos
47.00 46.80
46.75
46.60
46.60 46.46
46.40
46.31
46.20
46.16
46.00
46.02 45.87
45.80
45.73
45.60 45.40 45.20 80
90
100
110
120
130
140
150
Porcentaje de m antenim iento (%)
Estas cifras muestran la insensibilidad de los indicadores a los costos de mantenimiento, y se pueden dar incrementos notables en ellos, y el proyecto sigue siendo rentable. Tasa de rentabilidad inmediata:. El Valor Presente Neto, VPN, y la Tasa Interna de Retorno, TIR, miden la efectividad de las inversiones para la totalidad del período de análisis. Cuando se trata de establecer la rentabilidad en períodos cortos de tiempo, la Tasa de Rentabilidad Inmediata proporciona una técnica apropiada. La Tasa de Rentabilidad Inmediata, TRI, se obtiene como el cociente entre los beneficios de un período y la totalidad de la inversión del proyecto. Valores de la TRI por encima del de la tasa de actualización representan situaciones altamente convenientes, desde el punto de vista económico. En el Cuadro se presenta los resultados del cálculo de la TRI correspondientes al proyecto. Para el año 1, los beneficios anuales son del orden de los 16 millones de pesos y la inversión total, a precios sociales, es de 91.5 millones. Por tanto, la TRI para ese año, es igual a:
10 - 26
10– Principios de evaluación de proyectos
Ejemplo 10.1 Evaluación económica de un proyecto vial (Continuación) TRI = (16.0/91.5) * 100 = 17.5 % Rentabilidad que esta por encima de la tasa de actualización del 12%. Año
BENEFICIOS
COSTOS
FEN
Acum. Beneficios
TRI
1
16.0
-91.5
-75.5
-75.5
17.5
2
17.1
17.1
-58.4
18.7
3
18.4
18.4
-40.0
20.1
4
20.2
20.2
-19.8
22.0
5
22.5
22.5
2.7
24.6
6
22.2
22.2
24.9
24.2
7
6.8
6.8
31.7
7.5
8
5.2
5.2
36.9
5.7
9
3.0
3.0
39.9
3.3
10
15.5
15.5
55.5
16.9
11
15.8
15.8
71.2
17.2
12
15.9
15.9
87.1
17.4
13
15.8
15.8
103.0
17.3
14
21.3
21.3
124.2
23.3
15
22.7
22.7
146.9
24.8
16
24.1
24.1
171.0
26.4
17
26.0
26.0
197.0
28.4
18
28.3
28.3
225.3
30.9
19
31.4
31.4
256.7
34.3
20
31.4
31.4
288.1
34.3
Anualidad de Inversión:
Recuperación
Año Optimo Año Optimo
Recuperación Inversión
12.3
Año Óptimo de Inversión. El año óptimo de la inversión, se obtiene para flujos de beneficios crecientes, como es el caso del análisis presente, como el año en que los beneficios de ese período son mayores que la anualidad de la inversión. Para la situación de análisis, la inversión a precios sociales es del orden de los 91.5 millones, que son equivalentes a una anualidad de 12.3 millones; los beneficios correspondientes al primer año, alcanzan los 16 millones, que superan el valor de la anualidad de la inversión, razón por la cual, el año óptimo de inversión del proyecto es el 1. Período de recuperación de la inversión. El período de recuperación de la inversión corresponde al año en el cual la cantidad acumulada de los beneficios supera a la inversión del proyecto, cuantificada a precios sociales. Para su cálculo se procede a determinar la cantidad acumulada de los benéficos para cada uno de los años de análisis y se compara con la inversión de 91.5 millones. En el Cuadro IV.12 se ha dispuesto este cálculo en la columna 5. Un análisis de las cifras consignadas en dicha columna, permite establecer que el año de recuperación de la inversión es el año 4, es decir, la recuperación de la inversión se da en cuatro (4) años.
10 - 27
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• La técnica es bastante sencilla y no requiere la aplicación de algoritmos engorrosos.
10.5 EVALUACION MULTICRITERIO
• La técnica permite adelantar una evaluación integral y por jerarquías.
10.5.1 Consideraciones generales
• La técnica permite obtener resultados comparables, según una escala numérica adoptada.
La evaluación financiera y económica de proyectos presentan dificultades para incorporar aspectos cualitativos en sus análisis, la estructura del flujo de efectivo neto permite incluir sólo las partidas que se pueden cuantificarse monetariamente. Para llevar a cabo una evaluación integral se deben allegar técnicas de evaluación cualitativas que lleven a resultados cuantitativos y sirvan de base para la toma de decisiones. Estas técnicas se denominan de evaluación multicriterio, existiendo en la literatura varios métodos: Electre IV, calificación de metas y objetivos y otras. En cualquiera de éstos métodos la subjetividad de la evaluación se puede minimizar al centrar el trabajo en grupos interdisciplinarios de entre 10 a 15 personas. 10.5.2 Método de calificación de metas y objetivos El método de calificación de metas y objetivos es una técnica cualitativa de evaluación multicriterio, consiste en cuantificar el grado de importancia de cada uno de los factores o criterios de evaluación, a través de la asignación de un peso o ponderación y luego proceder a la calificación del proyectos o sus alternativas hasta obtener una calificación global. Las principales características son: • La técnica permite variaciones grandes en la medición de la importancia relativa entre los atributos a ponderar. Esta característica es de mucha importancia, ya que permite establecer que aspectos del proyecto deben ser cuidadosamente formulados.
10 - 28
Este método se ha utilizado en el análisis de localización de infraestructura de transporte, en el estudio de alternativas de intersecciones viales, en sistemas de transporte público, etc..En el Capítulo 5, Localización de Proyectos, se presenta una aplicación para el análisis de la ubicación de un proyecto de central de carga. 10.5.2 Ejemplo de evaluación multicriterio El Grupo de Investigación en Ingeniería de Tránsito de la Universidad del Cauca ha utilizado en numerosos proyectos e investigaciones la técnica de calificación de metas y objetivos. Al respecto, los ingenieros Arboleda, González y Paz han desarrollado una metodología para la evaluación de alternativas de solución de intersecciones viales. Una síntesis de la misma se presenta en el Ejemplo 10.2.14
10– Principios de evaluación de proyectos
Ejemplo 10.2 Técnica de evaluación multicriterio DESCRIPCION DEL PROBLEMA En el estudio de intersecciones viales urbanas es corriente plantear alternativas de solución, cada una de ellas responde de alguna medida a las expectativas fijadas por el grupo de diseñadores y por la comunidad en general. Pero la selección de la alternativa más conveniente es un ejercicio difícil. En el trabajo se desarrolla una metodología basada en multiplicidad de criterios, urbanísticos, de tránsito, económicos, sociales, ambientales, etc. Los cuales son ponderados utilizando una técnica denominada Saaty, por medio de la cual se califican alternativas y permite identificar la alternativa más conveniente.
IDENTIFICACION DE LOS FACTORES DE EVALUACION DE LAS ALTERNATIVAS Los factores o variables de evaluación se han dividido en cinco (5) grupos a saber: Factores urbanísticos • Manejo del entorno urbanístico. • Renovación urbana del sector. • Manejo del espacio público. Factores Técnicos • • • • •
Impacto sobre la red vial de la ciudad. Manejo de movimientos en la intersección. Vida útil del proyecto. Manejo de peatones. Grado de dificultad de la construcción.
Factores Económicos • Afectación de predios. • Reubicación de redes de servicios. • Costo global de las obras. Factores Funcionales • Desarrollo por etapas. • Aprovechamiento de infraestructura existente. • Manejo del tránsito en la etapa de construcción. Factores Sociales • Impacto sobre establecimientos comerciales.
10 - 29
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Ejemplo 10.2 Técnica de evaluación multicriterio DESCRIPCION Y PONDERACION DE FACTORES Con el propósito de disponer de una uniformidad de criterios con respecto a los factores identificados, se ha preparado una descripción de cada uno de ellos, que se presenta en la segunda columna del Cuadro 10.2.1. Se hace la indicación de la forma de medición del factor. Además, se presentan los resultados del proceso de jerarquización y ponderación, cuyos resultados más detallados se indican en el Cuadro 10.2.2. En el Cuadro 10.2.2, utilizando la técnica SAATY de jerarquización y ponderación de factores, se presentan los resultados de la misma llevado a cabo por el grupo de trabajo de la Universidad del Cauca. Una técnica de amplia aplicación a nivel mundial es la de la matriz de Saaty, cuando se trata de jerarquizar y ponderar variables o factores con cualquier proceso. La técnica es bastante simple. Se dispone de una matriz cuadrada, una fila y columna por variable. La diagonal de la matriz se dispone de unos (1). Se comparan uno a uno los factores, se establece el más importante de los dos y el grado de diferencia. Este valor se anota en las celdas de la matriz tal como se reseña en el Cuadro adjunto. Del proceso de cálculo de la matriz se establece el grado de importancia y la ponderación de cada factor es decir, el grado de importancia el orden descendente de importancia y el ponderador el peso específico de cada factor.
DESCRIPCION DE ALTERNATIVAS Alternativas Básicas a Considerar El criterio primordial en el planteamiento de las alternativas, es el de establecer como Alternativa Básica aquella con carencia de restricciones, es decir la denominada Alternativa Ideal. A partir de ésta, se considerarán las siguientes alternativas, tratando de cubrir un espectro grande de posibilidades. Descripción de Alternativas Diseño en Planta y Perfil Para cada alternativa se debe elaborar el diseño en planta y perfil, sin llegar a detalles de diseño definitivo. Cuantificación de los costos globales de las obras A partir de los planos de cada alternativa y utilizando cantidades de obras y precios unitarios de los ítems más representativos, se cuantificarán los costos globales de las obras de cada alternativa, estos costos incluirán los costos de adquisición de predios, de reubicación de redes de servicios, obras temporales, costos de las obras, interventoría y administración.
10 - 30
Impacto sobre la red vial de la ciudad Manejo de movimientos en la intersección Vida útil
Manejo de peatones
Grado de dificultad en la construcción Afectación de predios
F-2:
F-3 :
F-5 :
F-6 :
Aprovechamiento de la infraestructura existente Manejo de tránsito en la etapa de construcción Impacto sobre establecimientos comerciales Σ
F-11:
F-13:
F-12:
Ponderador
Grado de Importancia
1/Σ
Desarrollo por etapas
F-10:
F-9 :
Reubicación de redes de Servicios Costo global de la obras
F-8 :
F-7 :
F-4 :
Manejo urbanístico
F-1:
FACTOR
0.311 4 1 36.4
2 18.8
3.211
6.206 0.161 1
1/5
1/9
1/9
1/9
1/5
1/6
1/6
1/6
1/9
1/3
1/5
1
1/3
2
1/5
1/9
1/9
1/5
1/3
1/9
1/3
1/9
1/9
1/3
1/4
3
1
1
9.5
4
0.081 3
12.30 0
1/5
1/9
1/9
1/2
1/3
1/5
1/5
1/5
1/9
1/3
1
5
4
3
9.8
3
0.0837
11.966
1/5
1/9
1/9
1/2
1/3
1/5
1/5
1/5
1/9
1
3
3
3
4
1.3
12
0.0111
90.200
9
3
3
9
9
9
9
1/5
1
9
9
9
9
5
2.7
9
0.00227 6
43.944
5
1/9
1/9
1
1/3
1/2
5
1
5
5
5
6
9
6
5.2
5
0.0446
22.400
1/5
1/9
1/9
1/3
1/3
1
1
1/5
1/9
5
5
6
3
FACTOR 7
Cuadro 10.2.1 Ponderación de factores
3.9
7
0.0334 6
29.844
1/5
1/9
1/9
1/9
1/5
1
1
2
1/9
5
5
6
9
8
4.5
6
0.0375 3
26.644
1/5
1/9
1/9
1/9
1
5
3
3
1/9
3
3
5
3
9
2.8
8
0.024 3
41.62 2
1/5
1/9
1/9
1
9
9
3
1
1/9
2
2
9
5
10
1.7
11
0.0142
70.511
1/5
1/9
1/9
5
9
9
9
1
1/5
9
9
9
9
11
1.3
13
2.1
10
0.0181
55.311
91.444 0.0109
1
9
9
5
5
5
5
1/5
1/9
5
5
5
5
13
1/9
1
1
9
9
9
9
9
1/3
9
9
9
9
12
10– Principios de evaluación de proyectos
10 - 31
10 - 32
Impacto sobre la red vial de la ciudad
FACTORES TECNICOS
Manejo urbanístico
FACTORES URBANISTICOS
FACTOR Forma de medida
Se relacionará el proyecto desde el punto estratégico dentro del funciona- Comparación de Esquemiento de la red vial, pero cada altermas de circulación nativa podrá generar unos impactos general globales diferentes. Entre estos as- Jerarquización vial del pectos se tienen : la búsqueda de una sector jerarquización vial, la supresión, cierre o apertura de algunas Calles locales, el manejo coordinado de algunas intersecciones aisladas, etc. Si bien el propósito del trabajo no es llegar al diseño definitivo de estas acciones, dentro de las recomendaciones se fijarán acciones de esta naturaleza.
Este factor cubre el manejo del entor- Manejo global no, la inducción a un proceso de reArea de espacio público novación urbano y la incorporación de en m2 nuevos y/o adecuación de espacios públicos
Descripción
DESCRIPCION DE FACTORES
Cuadro 10.2.2 Descripción de factores
1
2
Importancia
36.4
18.8
Ponderación %
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Manejo de peatones
Vida útil del proyecto
Manejo de movimiento en la intersección
FACTOR Forma de medida
En la intersección se presentan movi- Comparación de Planos mientos direccionales que pueden se y esquemas atendidos de muy diversas formas. El esquema básico de circulación de cada alternativa pueden originar nuevos y/o cambios en los conflictos entre ellos. Por tanto, se debe procurar minimizar el número de conflictos de cruce. Años de vida útil El dimensionamiento de los diferentes elementos : Puentes, enlaces y rampas tendrán una vida útil, en función de los volúmenes de tránsito. Por tanto, se deberá determinar la vida útil de cada alternativa. Comparación de Planos y esquemas Un elemento de tránsito que debe considerarse es la circulación de peatones, ante todo si se incorporan espacios públicos importantes.
Descripción
DESCRIPCION DE FACTORES
Cuadro 10.2.2 (Continuación) Descripción de factores
12
3
4
Importancia
1.3
9.8
9.5
Ponderación %
10– Principios de evaluación de proyectos
10 - 33
10 - 34 Forma de medida
Se deberá establecer en cada alter- Número e importancia nativa si algunas obras presentan un de obras de difícil grado alto de dificultad o una tecnoconstrucción logía de difícil manejo o alto costo.
Descripción
Costo global de las obras
Se deberán determinar las cantidades globales y precios unitarios de los temas más representativos de cada Millones de pesos. alternativa. Además, los costos deberán contemplar los relacionados con la adquisición de predios, reubicación de redes, interventoria, administración e imprevistos.
Reubicación de redes Hasta donde la información de las Redes a reubicar de servicios empresas de servicios lo permitan, se (metros lineales) deberán identificar las redes de servicios que deberán ser reubicadas.
Afectación de predios Se deberán determinar los predios m2 afectados afectados, su ubicación, áreas, costo, uso del suelo actual, etc.
Grado de dificultad en la construcción
FACTOR
DESCRIPCION DE FACTORES
Cuadro 10.2.2 (Continuación) Descripción de factores
6
7
5
9
Importancia
4.5
3.9
5.2
2.7
Ponderación %
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Se deberá establecer en cada alter- Indicación de etapas nativa de solución, si es susceptible de construirse por etapas. Si es el caso de que sea factible, indicar las obras que contemplaría cada una de ellas. Indicación de Infraestructura aprovechaSe debe realizar un inventario de la ble infraestructura existente que de alguna medida pueda ser utilizada en la intersección. Se deberá establecer en cada alternativa de solución, si se aprovecha en su totalidad o parcialmente esta infraestructura. De otra parte, si algunos giros secundarios se conducen hacia Calles locales.
Descripción
Manejo del tránsito en Por tratarse de una intersección con Comparación de Esquele etapa de consconvergencia de flujos intensos e mas trucción importantes, en cada alternativa, se deberá esquematizar un plan de manejo de desvíos del transito en la etapa de construcción
Aprovechamiento de la infraestructura existente
Desarrollo de etapas
4. FACTORES FUNCIONALES
FACTOR
DESCRIPCION DE FACTORES Forma de medida
Cuadro 10.2.2 (Continuación) Descripción de factores
13
11
8
Importancia
1.3
1.7
2.8
Ponderación %
10– Principios de evaluación de proyectos
10 - 35
10 - 36 Descripción
Forma de medida
Impacto sobre estable- Se deberá establecer el número de Número de establecicimientos comercia- establecimientos comerciales en los mientos afectados les que en alguna medida se restringe su acceso o presente un cambio en la forma de operar, debido a las obras contempladas en cada alternativa de solución.
5. FACTORES SOCIALES
FACTOR
DESCRIPCION DE FACTORES
Cuadro 10.2.2 (Continuación) Descripción de factores
10
Importancia
2.1
Ponderación %
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
10– Principios de evaluación de proyectos
Descripción de alternativas Se preparará un perfil de cada alternativa consignado en las columnas señaladas en el Cuadro 10.2.3. EVALUACION DE ALTERNATIVAS Cada alternativa será sometida a una evaluación según las ponderaciones de los factores indicados anteriormente y se diligenciará un formato como el consignado en el Cuadro 10.2.4. Se asignarán calificaciones de 0 a 10, según se cumpla con el factor o no. Esta calificación puede asignarse en forma relativa entre las alternativas estudiadas, es decir, la que cumple más con el factor se calificará con 10 y así sucesivamente. RECOMENDACIONES Se debe preparar un informe con los principales resultados de la evaluación y la recomendación de la alternativa más conveniente. Cuadro 10.2.3 Formato de descripción de alternativas
FACTOR
A-1
ALTERNATIVA A-2 A-3
A-n
10 - 37
10 - 38
Calificación total de la Alternativa
Calificación ponderado
Alternativa 1 Calificación
ALTERNATIVAS
Nombre
Pondera ción
FACTOR
Calificación
Calificación ponderado
Alternativa 2 Calificación
Calificación ponderado
Alternativa 3
Cuadro 10.2.4 Formato de calificación de alternativas
Calificación
Calificación ponderado
Alternativa n
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
10– Principios de evaluación de proyectos
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
ARBOLEDA Carlos. Apuntes del curso de proyectos. Universidad del Cauca. Posgrado en ingeniería de vías Terrestres. Material de fotocopia, 1999, p 34. Ibid, p 35. Ibid, p 35. Ibid, p 37. Ibid, p 37. ARBOLEDA Germán. Formulación y evaluación de proyectos de transporte. Universidad del Cauca. 1989. p 110. Ibid, p 110. ARBOLEDA Carlos, Obra cit, p 39. ARBOLEDA Germán, Obra cit, p 101. Ibid, p 102. RIVAS Nelson. ARBOLEDA Carlos. Conferencias de Ingeniería de Tránsito. Universidad del Cauca. 2001.p.108. Manuales HDM IV. Informes misión INGEROUTE, 1982. ARBOLEDA Carlos, GONZALEZ Aldemar, PAZ Carlos I. Metodología para la evaluación de alternativas de intersecciones viales, Universidad del Cauca, 2001.
10 - 39
11 – Proyectos típicos
11. PROYECTOS TIPICOS Se desarrollan en este capítulo algunos aspectos específicos de proyectos típicos en el área de las vías, tránsito y transporte. Se han seleccionado tres tipos de proyectos carreteras, intersecciones y sistemas de transporte público. Para cada uno de ellos se hace una relación de las particularidades de la metodología para su formulación y evaluación. Además, se reseñan algunas herramientas para ese mismo propósito.
11 - 1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
11.1 PRESENTACION
S
i bien la teoría de los proyectos proporciona una técnica general para la preparación de proyectos de cualquier tipo, en la cual se establecen los aspectos que se deben examinar en su formulación y evaluación. La aplicación a casos concretos recomienda el uso de técnicas especificas, en un todo de acuerdo, con la naturaleza de esos proyectos. Tres tipos de proyectos se han seleccionado como representativos del sector de vías, tránsito y transporte: • Proyectos de carreteras. • Proyectos de intersecciones. • Proyectos de transporte público. Para cada uno de los proyectos tipo se hace una descripción de la metodología apropiada para llevar a cabo su formulación y evaluación, se reseñan algunos aspectos que se deben
considerar en los términos de referencia de los concursos de méritos y se mencionan o relacionan algunas técnicas especiales y/o programas de computador que pueden facilitar las labores de cálculo y diseño.
11.2 PROYECTOS DE CARRETERAS 11.2.1 Esquema general Los proyectos de carreteras y/o vías urbanas tienen un carácter aglutinador de las diferentes disciplinas de la ingeniería civil, y en este sentido, son actividades integrales, de trabajo en grupo. En la Figura 11.1 se presenta un esquema de las labores requeridas en la formulación y evaluación de proyectos viales. Es de anotar, que el esquema esta simplificado y no se muestran todas las relaciones entre los diferentes aspectos. Muchos de estos aspectos se han discutido en el Capitulo 6 del documento.
Estudio de Tránsito Estudio de suelos, pavimentos y fuentes de materiales
Impacto ambiental Estudio geológico y geotécnico Diseño geométrico Estudio de hidrología, hidráulica y socavación
Cálculo estructural
Topografía
Cantidades de obra y presupuesto
Estudio predial
Análisis financiero y evaluación
Informe final, planos y carteras
Figura 11.1 Metodología formulación y evaluación de proyectos viales.
11 - 2
11 – Proyectos típicos
11.2.2 Elementos de los términos de referencia En la preparación de los términos de referencia de proyectos viales se acostumbra incluir una lista de la normatividad, manuales y documentos base para su elaboración. En el Recuadro 11.1 se incluye la lista que acostumbra acompañar el Instituto Nacional de Vías en sus términos de referencia. Los Consultores deben presentar como resultado de los estudios informes, planos y carteras, los cuales se indican a continuación:1
Informes • Estudio de tránsito. • Estudio geológico y geotécnico (con planos y anexos). • Estudio de hidrología, hidráulica y socavación (con anexos, datos básicos de lluvias, caudales, climatología, etc., y bibliografía). • Estudio de suelos, diseño de pavimentos y fuentes de materiales. • Listado de propietarios de las zonas por adquirir y/o indemnizar, con sus respectivos levantamientos y fichas prediales. • Memorias de cálculo estructural. • Memorias de cálculo de las cantidades de obra. • Bitácora de los principales problemas encontrados durante el desarrollo del estudio, principalmente lo que se refiere a las condiciones “in situ” del proyecto. • Estudio de impacto ambiental. • Estudio de evaluación económica. • Informe final.
Carteras • • • • • • •
Tránsito. Nivel. Topografía. Chaflanes y/o secciones transversales. Rasante y peraltes. Coordenadas. Referencias.
Planos y cuadros (según modelos y formatos de la entidad) • Carátula (localización nacional y regional del proyecto e índice de planos). • Reducido en planta y perfil, escala 1:20000 H y 1:2000 V. • Resumen de cantidades de obra. • Resumen de obras de drenaje. • Secciones transversales típicas de construcción en corte, terraplén y mixtas, en tangente y en curva. • Diagrama de transición y desarrollo del peralte y sobreancho. • Detalles constructivos de las obras de drenaje. • Localización de fuentes de materiales y programa de utilización. • Delimitación de las cuencas aferentes, ubicación de las estaciones hidrometereológicas utilizadas, ubicación del proyecto y localización de las obras propuestas. • Plano de obras correctivas, con ubicación de los sectores de subdrenajes y drenajes, y cantidades de obra. • Inventario de obras de drenaje (ubicación, estado, dimensiones, observaciones y recomendaciones). • Levantamiento topográfico de ponteaderos. • Planos de construcción de estructuras (diseños nuevos y normalizados). • Planos de construcción de muros de concreto y gaviones. • Planos de localización en planta y perfil, incluyendo señalización, a escala 1:2000 H y 1:200 V. • Planos, documentos, cuadros y esquemas solicitados al Consultor durante el desarrollo de los estudios. • Documentos de licitación, descripción detallada de los procedimientos, cronogramas de ejecución de la obra y control de calidad, incluyendo procedimientos de control de tránsito durante la ejecución de las obras y presupuesto estimado.
11 - 3
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Recuadro 11.1 Documentos base para la elaboración de proyectos de carreteras En los concursos de méritos para el estudio de carreteras, el Ministerio de Transporte de Colombia, a través del Instituto Nacional de Vías, establece la siguiente documentación base a tener en cuenta en la formulación y evaluación de los proyectos: DOCUMENTOS DEL PROYECTO • La Resolución por la cual se ordena la apertura del concurso público, emanada de la Subdirección de Apoyo Técnico • Los términos de referencia y sus adendas si los hubiere. • Los estudios, diseños, planos y especificaciones del proyecto existentes, los cuales se podrán consultar en la Subdirección de la Red Nacional de Carreteras. NORMATIVIDAD GENERAL • La Ley 80 de 1993 y sus decretos reglamentarios, las normas comerciales y civiles vigentes que rijan las materias que aquella o estos no regulen particularmente. • La Ley 99 de 1993 (Ley Ambiental) y sus decretos reglamentarios. • La Ley 105 de 1993 - Por la cual se dictan disposiciones básicas sobre el transporte. • La Ley 685 de 2001. - Por el cual se expide el Código de Minas y se dictan otras disposiciones. • La Ley 716 de 2001. - Por la cual se expiden normas para el saneamiento de la información contable en el sector público y se dictan otras disposiciones en materia tributaria. • La Ley 734 de 2002. - Por la cual se expide el Código Disciplinario Único. • La Ley 789 de 2002. - Por la cual se dictan normas para apoyar el empleo y ampliar la protección social y se modifican algunos artículos del Código Sustantivo del Trabajo. • La Ley 816 de 2003. - Por medio de la cual se apoya la Industria Nacional a través de la Contratación Pública. • La Ley 828 de 2003. - Por la cual se expiden normas para el control de la evasión del Sistema de Seguridad Social. • La Ley 850 de 2003. - Por la cual se reglamentan las veedurías ciudadanas. • La Resolución No. 007001 del 18 de noviembre de 1997, emanada de la Dirección General del Instituto, por medio de la cual se establecen los porcentajes mínimos y su vigencia en las garantías de los contratos que celebre el Instituto. • La Resolución No. 000306 del 1 de febrero de 2001, emanada de la Dirección General del Instituto, por medio de la cual se definen unos procedimientos para el pago de obligaciones a cargo del Invias y se derogan las Resoluciones Nos. 005154 de septiembre 8 de 1995 y 004293 de julio 24 de 1997. • La Resolución No. 000416 del 6 de febrero de 2001, emanada de la Dirección General del Instituto, por medio de la cual se aclara la Resolución No. 00306 del 1 de febrero de 2001. • La Resolución No. 001136 del 13 de marzo de 2002, emanada de la Dirección General del Instituto, por la cual se reglamenta la competencia, el procedimiento, se fija los requisitos y se adoptan documentos modelo para la liquidación de los contratos celebrados por el Instituto Nacional de Vías, y se delega una facultad. • La Resolución No. 004189 del 15 de octubre de 2002, emanada de la Dirección General del Instituto, por medio de la cual se establece un requisito en el procedimiento para el pago de obligaciones a cargo del Instituto Nacional de Vías.
11 - 4
11 – Proyectos típicos
Recuadro 11.1 Documentos base para la elaboración de proyectos de carreteras (continuación)
MANUALES S Y OTROS DOCUMENTOS • El Manual de Gestión Socio - Ambiental y Predial de Proyectos Viales en Colombia - INVIAS, versiones 2000 y 2002. • El Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes, adoptado mediante Resolución No. 0003600, del 20 de junio de 1996, emanada del Ministerio de Transporte. • Las Normas de Ensayos de Materiales para Carreteras, versión 1996, adoptadas mediante Resolución No. 008067 del 19 de diciembre de 1996, emanada de la Dirección General del Instituto. • Las Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras, versión 1996, adoptadas mediante Resolución No. 008068 del 19 de diciembre de 1996, emanada de la Dirección General del Instituto. • La Resolución No. 003000 del 5 de junio de 1998, emanada de la Dirección General del Instituto, por medio de la cual se adopta la política ambiental del Instituto Nacional de Vías. • El Manual Sobre Políticas y Practicas Ambientales. Ediciones Septiembre de 1993, Agosto de 1996 y Marzo de 1997. • El Manual Sobre Vías y Desarrollo Social – Impactos Socioeconómicos-. Enero de 1998. • El Manual Sobre Gestión Socio-Ambiental y Predial en los Proyectos Viales de Colombia. Septiembre de 1999. • El Manual Sobre La Negociación y el Manejo del Conflicto Social en los Proyectos del Sector Carreteras de Colombia. Una Aproximación para Disminuir el Riesgo Social y Construir el Capital Social en los Corredores Viales. Año 2000. • El Manual Sobre El Programa Nacional de Cultura Vial y Tecnologías Limpias en la Gestión SocioAmbiental en Proyectos Viales. Agosto del 2002. • El Manual Sobre Gestión Socio-Ambiental en Proyectos Viales. Agosto de 2002. • El Manual de Capacidad y Niveles de Servicio para Carreteras de Dos Carriles – segunda versión, adoptado mediante Resolución No. 005864, del 12 de noviembre de 1998, emanada de la Dirección General del Instituto. • El Manual de Diseño Geométrico para Carreteras, adoptado mediante Resolución No. 005865, del 12 de noviembre de 1998, emanada de la Dirección General del Instituto. • El Manual de Dispositivos para la Regulación del Tránsito en Calles y Carreteras, adoptado por la Resolución No. 005866 del 12 de noviembre de 1998, proferida por el Instituto Nacional de Vías. • El Manual de Diseño de Pavimentos Asfálticos para Vías con Bajos Volúmenes de Tránsito, adoptado mediante Resolución No. 005867, del 12 de noviembre de 1998, emanada de la Dirección General del Instituto. • El Manual de Diseño de Pavimentos Asfálticos en Vías con Medios y Altos Volúmenes de Tránsito, adoptado mediante Resolución No. 002857, del 6 de julio de 1999, emanada de la Dirección General del Instituto. • La Guía Metodológica para el Diseño de Consultorías de Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos de Carreteras, adoptada mediante Resolución No. 002658 del 27 de julio de 2002, emanada de la Dirección General del Instituto. • La Resolución No. 009400 del 13 de noviembre de 2001, emanada del Ministerio de Transporte, por la cual se establece un modelo para la instalación de vallas informativas.
11 - 5
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Recuadro 11.1 Documentos base para la elaboración de proyectos de carreteras (continuación) MANUALES Y OTROS DOCUMENTOS (continuación) • La Resolución No. 002661 del 27 de junio de 2002, emanada de la Dirección General del Instituto, por medio de la cual se actualizan las Normas de Ensayo de Materiales para Carreteras del Instituto Nacional de Vías. • La Resolución No. 002662 del 27 de junio de 2002, emanada de la Dirección General del Instituto, por medio de la cual se actualizan las Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras para los contratos de consultoría celebrados por el Instituto Nacional de Vías. • La Resolución No. 001101 del 3 de abril de 2003, emanada de la Dirección General del Instituto, por la cual se adopta el Manual de Gerencias Técnicas Comunitarias, como norma para el desarrollo de las veedurías técnicas ejercidas en los proyectos a cargo del Instituto Nacional de Vías. • La Resolución No. 005282 del 18 de diciembre de 2003, emanada del Instituto Nacional de Vías, por la cual se adopta el Manual de Interventoría en el Instituto Nacional de Vías. • La Resolución No. 000090 del 26 de enero de 2004, emanada del Ministerio de Transporte, por la cual se establece la instalación obligatoria de vallas de información en las consultorías públicas que realice el Ministerio de Transporte y sus entidades adscritas y vinculadas. • La Resolución No. 000227 del 26 de enero de 2004, emanada del Instituto Nacional de Vías, por medio de la cual se establece el procedimiento para imposición de sanciones y se señalan las causales y cuantías para hacer efectiva la Cláusula de Multas en los contratos celebrados por el Instituto Nacional de Vías. • La Resolución No. 000070 del 21 de enero de 2004, emanada del Ministerio de Transporte, por la cual se reglamenta la certificación sobre la calidad técnica de mezclas asfálticas para proyectos de pavimentación. • La Resolución No. 001129 del 25 de marzo de 2004, emanada de la Dirección General del Instituto, por medio de la cual se establecen las funciones de los supervisores de proyectos, de contratos de consultoría y consultoría. • El Manual de Dispositivos para la Regulación del Tránsito en Calles, Carreteras y Ciclorrutas de Colombia, adoptado por la Resolución No. 001050 del 5 de mayo de 2004, proferida por el Ministerio de Transporte. 11.2.3 Algunas herramientas de aplicación 11.2.3.1 Estudio de tránsito - Modelo Asigna En la mayoría de los proyectos viales se requiere analizar el tránsito atraído o desviado. Para su estimación se parte de los flujos básicos que constituyen la demanda potencial para el proyecto, y con la aplicación de un porcentaje de desvío, se calcula la magnitud de el componente de tránsito desviado. Para obtener el porcentaje de desvío se utilizan numerosos algoritmos, pero el más utiliza-
11 - 6
do es el de ruta óptima por ser el más confiable y refinado. El método de ruta óptima, minimiza los costos de transporte del usuario y realiza la asignación por incrementos monitoreando las condiciones operativas de cada arco de la red regional en cada iteración. Al realizar la simulación del flujo en cada arco de la red, se toman en cuenta para el cálculo de las condiciones operativas, tanto la curva de deterioro del pavimento acorde con diferentes políticas de conservación, como las características geométricas de cada arco a fin de determinar con mayor certidumbre el efecto de estos parámetros en el costo de operación y por consecuen-
11 – Proyectos típicos
cia en el costo de transporte. En cada arco el costo de transporte se calculará como sigue: Costo total transporte = Costo operación + Costo tiempo de recorrido + Cuota Este método consiste en determinar para cada par origen – destino la distribución o probabilidad en tomar una ruta en particular. El cálculo de la probabilidad se da en relación al costo total del transporte. El cálculo del reparto se puede realizar utilizando una proporcionalidad lineal o utilizando un Modelo de reparto tipo Logit. Para cada par de origen – destino se determinan las rutas o itinerarios probables, y atendiendo a un modelo econométrico debidamente calibrado, se determinan las probabilidades, en función del costo generalizado de transporte.
estudios en todo el mundo, con unos resultados aceptables. Además, su proceso de calibración se puede perfeccionar utilizando técnicas de simulación de la situación actual, con matrices por estación y sentido, como las que tiene implementadas el modelo Asigna. El Programa Asigna, es un modelo de asignación de tránsito, diseñado e implementado por investigadores del Grupo de Investigación en Ingeniería de Tránsito de la Universidad del Cauca, Colombia. Ha sido utilizado en numerosos estudios de transporte a nivel regional y en áreas urbanas. ASIGNA contiene varios modelos de asignación y posee una poderosa rutina de búsqueda de rutas entre pares de origen y destino, y contiene un algoritmo original, de tipo recursivo, que permite examinar exhaustivamente una malla vial. En la Figura 11.2 se presenta la estructura general del Modelo.
La importancia de este algoritmo radica en que ha sido aplicado en un buen número de
Definición de la red •Nodos (coordenadas) •Arcos (nodo inicial y final) •Zonas y conectores
Matriz origen-destino •Matriz O-D por estación •Matriz O-D total
Búsqueda de rutas
Proceso de calibración •Calcula parámetros de paso relativo de las variables
•Para cada par O-D se definen todas las rutas posibles. Utiliza un algoritmo recursivo Cálculo de parámetros
Repartición por rutas
•Para cada ruta calcula: Longitud total, tiempo, Costo de operación vehicular y pago de peaje (cuota)
•Aplica un modulo de selección modal por ruta: Método AASHTO, todo o Nada, o multi-ruta
Modulo de Evaluación Económica
Asignación a la red •Determina los volúmenes para cada tramo de la vía
Preparación de informes Prepara informes y resúmenes detallados
Figura 11.2 Estructura del Modelo Asigna Fuente: Arboleda Carlos, Solano Efraín, Rivas Nelson, El Modelo Asigna, 2004.
11 - 7
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
El inicio de la modelación 2se da con la definición topológica de la red, a través de nodos y arcos. A cada nodo de la red se le asignan coordenadas, norte y este, y a cada arco se define a través de su nodo inicial y final. Además, los arcos, que representan las diferentes vialidades, se le asocian variables significativas: longitud, velocidad, sección, sentido de circulación, estado, capacidad, etc. Previamente, se tienen las matrices de origen y destino, obtenidas de una encuesta a conductores de vehículos particulares y de carga, con una zonificación dada.
conectores por zona, a diferencia de otros modelos que restringen su número. La razón de ello, es que conectores adicionales hacen más complejo el algoritmo de solución. La parte más original del Modelo ASIGNA, lo constituye una rutina que busca todas las rutas entre dos conectores de zona, ésta rutina contiene un algoritmo recursivo, muy eficiente que requiere el empleo de equipo de cómputo de buenas especificaciones. La selección modal la realiza ASIGNA por cualquiera de los modelos señalados anteriormente, a petición del usuario. En la Figura 11.3 se muestra en forma muy esquemática las relaciones matemáticas utilizadas en los diferentes modelos de reparto, y que se encuentran implementadas en el Modelo ASIGNA.
El amarre entre la red vial3 y la zonificación y matrices origen – destino, se da a través de los conectores, que representan las vías secundarias que alimentan al sistema vial de análisis. Una zona puede tener varios conectores a la red, ASIGNA permite hasta cinco
Parámetros de cada ruta •Longitud •Tiempo •Costo de operación •Costo de peaje-cuota Para las rutas posibles entre cada par O-D (Conectores)
Método AASHTO P ( ri ) =
Tri K
∑ Tri i =1
Método todo o nada
P (ri ) =
1,
Método multi-ruta 4
∑ Pj * Vj
si ri es mínima de K
0,
en los demás casos
p ( ri ) =
K
j =1 4
∑ ∑ Pj * Vj i =1 j =1
En donde: P(ri) = proporción o probabilidad de utilizar la ruta, ri. Tri = tiempo de viaje en la ruta i. K = todas las rutas posibles entre el conector de origen y destino. Pj = pnderador de la variable j, Vj; en donde: j = 1 (longitud) j = 2 (tiempo) j = 3 (costo de operación) j = 4 (costo de peaje
−
P ( ri ) =
Figura 11.3 Algoritmos básicos del Modelo Asigna Fuente: Arboleda Carlos, Solano Efraín, Rivas Nelson, El Modelo Asigna, 2004.
11 - 8
4
∑ Pj *Vj
e ∑ e∑ j =1
k
4
j =1
i =1
Pj *Vj
11 – Proyectos típicos
El manejo del programa de computador que contiene el modelo ASIGNA, es bastante sencilla, maneja todas las herramientas ofrecidas por el sistema Windows, y contiene un editor gráfico, que permite efectuar modificaciones directamente en pantalla. En la Figura 11.4 se presenta la apariencia general del Menú Principal del Programa.
En el Menú cálculos se dispone del formulario que contiene lo relativo al modelo de asignación de tránsito, que puede ser debidamente configurada a petición del usuario. La Figura 11.5 presenta la apariencia de esta opción. 11.2.3.2 Capacidad y niveles de servicio CNS97 El manual de capacidad y niveles de servicio preparado por el Instituto Nacional de Vías a través de contratos con universidades colombianas, coordinadas por la Universidad del Cauca, se constituye en un hito en la investigación vial en el país, entre otras por las siguientes razones:
Figura 11.4 Menú principal del Modelo Asigna Fuente: Arboleda Carlos, Solano Efraín, Rivas Nelson, El Modelo Asigna, 2004
• La línea de investigación vial se ha consolidado por más de veintes años. • El trabajo ha sido desarrollado por varias universidades, en un trabajo interinstitucional e interdisciplinario.
Figura 11.5 Formulario de parámetros para la aplicación del modelo Asigna Fuente: Arboleda Carlos, Solano Efraín, Rivas Nelson, El Modelo Asigna, 2004.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• La dirección de la mayoría de los trabajos de investigación la ha realizado el Doctor Guido Radelat, investigador cubano - americano de reconocida reputación internacional. • El fruto de la investigación se recoge en un manual, adoptado oficialmente por INVIAS mediante Resolución No. 005864, del 12 de noviembre de 1998. En forma complementaria se preparó un programa de computador con las técnicas recomendadas por el manual. CNS97 permite trabajar con la red vial nacional, utilizando la nomenclatura y la base de datos o calcular la capacidad y niveles de servicio para un tramo aislado. Para el primer caso, el programa permite obtener informes resumidos y detallados de la red, distribución según capacidad, distribución según nivel de servicio. Para ambas situaciones CNS97 proporciona los resultados de capacidad y niveles de servicio según las hojas de trabajo establecidas en el manual. En la Figura 11.6 se presenta las opciones disponibles en el programa CNS97.
El paquete contiene cuatro módulos básicos: • • • •
Red Vial Cálculos Resultados Salir
Cada uno de estos son las llamadas opciones del menú principal. Red Vial. Este menú permite la consulta, actualización o creación de registros de carreteras. Cálculos. Este menú procesa la información bien sea de secciones de la Red Vial Nacional o nuevas. Resultados. Este menú permite presentar y organizar los informes finales, bien sea de secciones de la Red Vial Nacional o nuevas.
Salir. Esta opción retorna el control al sistema operativo
Figura 11.6 Opciones del programa CNS97 Fuente: Instituto Nacional de Vías. Universidad del Cauca. Manual de capacidad y Niveles de Servicio en carreteras de dos carriles, 1997.
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11 – Proyectos típicos
11.2.3.3 Topografía y diseño geométrico Programa TopoWin Los ingenieros Efraín Solano F y Armando Orobio desarrollan una metodología y algoritmos para obtener modelos digitales de terreno, este trabajo lo desarrollan como trabajo de investigación en sus estudios de maestría. Después de esos desarrollos iniciales el Ingeniero Solano4, en forma independiente, ha complementado y depurado dichos algoritmos y los ha extendido hasta lograr aplicaciones al diseño geométrico de vías. En resumen, TopoWin es un programa en desarrollo, en el momento realiza: • • • • •
Cálculos topográficos. Obtención del modelo digital de terreno. Diseño en planta de vías. Diseño en perfil de vías. Cálculo de volúmenes.
TopoWin es un programa de libre uso, que se puede obtener en el FTP de la Universidad del Cauca. 11.2.3.4 Modelo HDM El modelo HDM desarrollado por el Banco Mundial permite analizar técnica y económicamente opciones o alternativas de mantenimiento de una vía o de una red vial. En el Capítulo 9 y 10 del documento se hace una descripción del modelo HDM.
11.3 PROYECTOS DE INTERSECCIONES 11.3.1 Clasificación básica Uno de los elementos más complejos en la operación de los sistemas viales lo constituyen las denominadas intersecciones, áreas compartidas por varias vías, en dónde, en espa-
cios relativamente pequeños se dan una gran multitud de movimientos y con frecuencia se dan conflictos de gran intensidad. El sistema de control del tránsito de las intersecciones evoluciona según un orden jerárquico o secuencial, y sus componentes son dinámicas en el tiempo.5 El primer nivel de control se tiene con las llamadas intersecciones de prioridad: controladas con pares o con ceda el paso. Se tienen las intersecciones de pare y las glorietas. Cuando los volúmenes de tránsito crecen6 y se presentan demoras altas, ante todo en las calles secundarias, se empieza a vislumbrar la necesidad de contar con el control con semáforos, inicialmente manejando las intersecciones en forma aislada. Con la densificación de las intersecciones controladas con semáforos en un área, se hace necesario efectuar los análisis de conjunto, y se presentan las denominadas redes de semáforos. Otras intersecciones, de gran importancia, ante todo las relacionadas con las vías del sistema arterial principal, se deben resolver a desnivel o parcialmente a desnivel y controladas con otras de las opciones señaladas anteriormente. 11.3.2 Intersecciones a nivel y a desnivel Algunos especialistas se refieren al diseño de las intersecciones como un arte y señalan la dificultad de esbozar un método general. Si bien la formulación de alternativas de solución de una intersección deberá contemplar aspectos particulares en cada paso, es posible establecer una técnica para el cálculo de los diferentes elementos de la intersección. En la Figura 11.7 se presenta un esquema con la metodología clásica para el cálculo de una intersección vial. Se establecen una serie de pasos o fases, que se pueden dividir en tres partes:
11 - 11
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
D e f i n i r y d e s c r i b i r á r e a d e i n f lu e n c i a d e la in te rs e c c ió n L e v a n ta m ie n to to p o g r á fic o
E s tu d io d e trá n s ito y tra n s p o rte D ia g n o s tic o d e la s i t u a c i ó n a c tu a l
P r o y e c c io n e s R e a s i g n a r f lu jo s v e h i c u la r e s E s q u e m a tiza r s o lu c i ó n a d e s n i v e l C á lc u lo d e la in te r s e c c ió n D is e ñ o g e o m é tric o d e la i n t e r s e c c i ó n
I lu m i n a c i ó n , u r b a n i s m o y p a i s a ji s m o
S e ñ a li z a c i ó n y d e m a r c a c i ó n d e la in te r s e c c ió n
In fo rm e fin a l
Figura 11.7 Metodología cálculo de una intersección vial. Fuente: Arboleda Jimena, Valencia Carlos. Cálculo y diseño de intersecciones a desnivel. Tesis de grado Universidad Javeriana, Cali, 2003. • Análisis de la situación actual. Diagnóstico. • Formulación de alternativas de solución y selección de la más conveniente. • Diseño y cálculo de la solución seleccionada. Además, se pueden establecer tres criterios universales en la definición del esquema de funcionamiento: • Los conflictos vehiculares deben tratar de resolverse en forma separada. • • Los cambios en los elementos geométricos se deben establecer en forma progresiva, a través, de longitudes de transición apropiadas. •
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• En la medida de las posibilidades se deben suprimir los conflictos de cruce por conflictos de convergencia y divergencia. El cálculo de la intersección comprende el dimensionamiento físico de la misma. Los elementos materia de cálculo se presentan en la Figura 11.8. estos elementos son:7 • • • • • •
Vías principales. Vías de enlace. Longitud de entrecruzamiento. Ancho de la longitud de entrecruzamiento. Flujos emergentes. Carriles de aceleración.
11 – Proyectos típicos
DESNIVEL 3 Y4
1. 1.Vías Víasprincipales. principales. 2. Vías 2. Víasde deenlace. enlace. 3. Longitud deentrecruzamiento entrecruzamiento 3. Longitudde 4. Ancho de la 4. Ancho de lalongitud longitudentrecr. entrecr. 5. Flujos emergentes. 5. Flujos emergentes. 6. 6. Carriles Carrilesde deaceleración. aceleración. 7. Carriles de desaceleración. 7. Carriles de desaceleración. 8. 8. Gálibo Gálibo 9. 9. Rampas Rampas 10.Balance 10.Balancede decarriles carriles
2
6 1 5 2
5
1
3 Y4
7
Figura 11.8 Elementos de cálculo en una intersección vial típica. Fuente: Arboleda Jimena, Valencia Carlos. Cálculo y diseño de intersecciones a desnivel. Tesis de grado Universidad Javeriana, Cali, 2003. • • • • •
Carriles de desaceleración. Gálibo. Rampas. Balance de carriles. Espaciamiento de las intersecciones a desnivel . • Calzadas de servicio y vías colectoras – distribuidoras. El informe del proyecto, en su parte técnica, comprende:8 • Resumen. • Introducción. • Definición y descripción general del área de influencia. • Levantamiento topográfico. • Estudio de tránsito y transporte. • Diagnóstico de la situación actual. • Cálculo y diseño de la intersección. • Esquema de la solución.
• • • • • • • • •
Resignación del flujo vehicular . Cálculo de la intersección. Diseño geométrico. Esquema de la solución a desnivel. Calculo y diseño de la intersección. Demarcación y señalización. Iluminación, urbanismo y paisajismo. Conclusiones y recomendaciones. Anexos.
11.3.3 Redes de semáforos El control semaforizado de intersecciones aisladas se pueden analizar utilizando las técnicas manuales o computacionales de Webster o de Ackelic, y cuyo resultado es la determinación del ciclo óptimo, duración de fases y estimación de las demoras. Por su parte, un Sistema Interconectado y coordinado, es más complejo9, y los resulta-
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
dos de su análisis son la determinación del ciclo del sistema, duración de fases y desfases. Estos cálculos son más dispendiosos y, salvo para redes simples o arterías, no se pueden resolver en forma manual, por lo que se requiere un Modelo de Optimización de desfases y fases, que permitan la aparición de bandas de progresión de pelotones. Un Programa bastante difundido a nivel mundial es el Transyt. Una aplicación del Programa Transyt requiere de una serie de tareas consecutivas que van desde la modelación de la red, la realización de estudios e investigaciones de campo, la creación de archivos de datos , la utilización del programa mismo y la interpretación de los resultados. 11.3.3.1 Definiciones10 Duración de Ciclo Es el tiempo durante el cual se efectúan todos los movimientos en una intersección semaforizada . En un sistema de semáforos coordinados de tiempo prefijado la duración del ciclo es igual para todos los semáforos, durante el periodo de control dado . TRANSYT - 7F solo funciona con ciclo común en todos los controladores de la red , pero admite semáforos con doble ciclo igual que la mitad del ciclo del sistema. Sistema de Fases . El ciclo suele componerse de 2 a 7 fases . TRANSYT - 7F acepta hasta siete fases , las cuales pueden ser un máximo de seis fases para movimientos vehiculares mas una fase optativa exclusiva para peatones . La secuencia de fases puede consistir en una combinación de movimientos protegidos y no protegidos . El ingeniero de tránsito debe aplicar su juicio profesional para definir las más prácticas y apropiadas para los semáforos en cuestión . TRANSYT - 7F no selecciona la secuencia de fases ; éste es un dato de entrada.
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Duración de Fases e Intervalos . La cantidad de tiempo otorgada a cada fase se llama duración de fase . Una fase se compone de dos o mas intervalos . La distinción entre ambos términos es la siguiente : Intervalo es el segmento de ciclo durante el cual las indicaciones del semáforo , tanto vehiculares como peatonales , no cambian ; fase es la combinación de intervalos verde y amarillo durante el cual los movimientos con derecho a vía permanecen con ese derecho . Si varios intervalos dan derecho a vía para peatones solamente , ésta también es una fase. Así pues , una fase consiste en dos o mas intervalos y se expresa en segundos o en porcentaje de ciclo . Las duraciones de fase (en vez de los intervalo individuales) son optimizadas por TRANSYT - 7F ; además de lo anterior TRANSYT - 7F da todas las duraciones de los intervalos. Desfase. Tiempo transcurrido entre un punto de referencia temporal y el inicio del ciclo en cada intersección del sistema . Generalmente se busca que los desfases permitan que el flujo vehicular circule con menor número de paradas y demoras . En TRANSYT - 7F , un punto de cesión , en vez del desfase , se puede referenciar al inicio de cualquier intervalo distinto al primer intervalo del primer ciclo . Esto se hace con el fin de facilitar la representación de controladores semiaccionados . Los desfases (o puntos de cesión) son optimizados por TRANSYT - 7F. 11.3.3.2 Elementos de términos de referencia Los aspectos que se deben contemplar en la metodología para el análisis de redes de semáforos comprende algunas actividades de las descritas para un plan vial, asuntos tratados con mayor profundidad en el Capítulo 2 del documento. A continuación se hace una breve
11 – Proyectos típicos
presentación de algunos aspectos específicos de proyectos de esta naturaleza. Red vial básica a semaforizar No existe un procedimiento para definir las intersecciones que se van a controlar en red, depende de la configuración de la red, de la capacidad de los equipos de control. Además, si la distancia entre intersecciones es de más de 150 metros es difícil establecer la coordinación entre ellas. Conteos e investigaciones de campo Como investigaciones de tránsito las siguientes: • Conteos de volúmenes vehiculares y peatonales en las intersecciones. • Estudio de velocidad y retardos. • Flujos de saturación. • Medición de demoras y colas en las intersecciones. • Estudio de accidentalidad. Diagnóstico situación actual Se debe efectuar una evaluación funcional de cada una de las intersecciones de la Red Vial Básica a semaforizar y adelantar un análisis minucioso con la información disponible sobre accidentalidad dentro del área de influencia del proyecto. Identificación de acciones de mejoramiento y plan indicativo Se deben identificar las acciones de mejoramiento y formular un plan indicativo. Los proyectos asociados con el programa de semaforización se pueden clasificar en:11 • Mejoramientos básicos de carácter general. Corresponden a deficiencias generalizadas en los elementos básicos del control del tránsito, incluyendo ubicación, visibilidad y calidad de las señales y de la demarcación. La implementación de mejoras en estos campos es necesaria para obtener los beneficios de otros proyectos
tales como interconexión de semáforos y cambios operacionales. • Proyecto de interconexión. O sistema interconectado de Semaforización. Comprende la interconexión de grupos de intersecciones semaforizadas para constituir un sistema de control central y capacidad de programación ajustable con el tráfico. • Proyectos de mejoramiento en intersecciones aisladas. Incluye revisión de los elementos de control del tránsito y pueden comprender modificaciones geométricas menores, cambios operacionales, adición o eliminación de fases y señalizaciones o demarcaciones especiales. • Programas de carácter institucional. Cubren campañas de educación, de cumplimiento de las normas de tráfico y de desarrollo técnico de las autoridades de tránsito para la operación, actualización y mantenimiento del sistema. Criterios de diseño Se establecen criterios en relación con:12 • Semáforos vehiculares (significado de las indicaciones, características de lentes y caras, número y ubicación de caras). • Semáforos peatonales (significado de las indicaciones, características básicas y ubicación de caras). • Condiciones bajo las cuales se justifica la instalación de semáforos. • Demarcación (aspectos generales, normas básicas, normas básicas aplicables al control del tránsito en el Area Central de Popayán). • Señalización (aspectos generales, normas en cuanto a tipo y diseño de las señales, normas en cuanto a dimensiones de las señales). • Criterios de diseño: radios de giro, islas y separadores, carriles exclusivos para cruces a la izquierda, demarcación, señalización, semaforización (ubicación de los semáforos, tipos de soporte de los semáforos, caras de semáforos, flexibilidad de las instalaciones, definición y secuencia de las fases, intervalos de despeje, localización de detectores).
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Definición del sistema interconectado La descripción del sistema interconectado comprende un análisis detallado de cada uno de los siguientes elementos:13 • Cubrimiento del sistema • Características de comportamiento del tráfico: volúmenes y patrones, direccionalidad, longitud y distribución del ciclo, velocidades, accidentes, soluciones implementadas en las intersecciones críticas, intersecciones a semaforizar • Requerimiento técnicos: desfasamientos, longitud de ciclos, distribución de ciclos • Características del control central: funciones de control del tráfico, funciones de supervisión del tráfico y de procesamiento de la información de detectores, funciones operacionales y de supervisión del sistema • Subsistema de supervisión del tráfico • Subsistema de control de intersecciones • Subsistema de comunicaciones Modelación inicial de la red La red de semáforos se debe modelar en una red conformada por nodos y arcos . Los nodos representan las intersecciones y los arcos representan , hasta cierto punto , las calles , flujos vehiculares , etc. La modelación se basa en la representación matemática14 , o al menos numérica , de los sistemas vial y de tránsito . Es común representar el sistemas de vías por una red de nodos y arcos , el patrón de movimiento por flujos en los arcos , y el tiempo y otros elementos en recorrer los arcos . La red de nodos y arcos , junto con los parámetros relacionados con ellos , deben ser capaces de representar lo mejor posible las técnicas de control del tránsito consideradas . Además , los flujos y otras variables deben ser capaces no solo de suministrar una base para la modelación de las elecciones hachas por los usuarios del sistema , sino también de describir las condiciones del tránsito lo suficiente-
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mente bien como para permitir la estimación de otras cantidades importantes en la evaluación. La representación mas simple con nodos y arcos15 , que diferencia entre vías de uno y doble sentido de circulación en el sistema vial , tiene un nodo por cada intersección . Los nodos representan intersecciones que son unidas mediante un arco direccionado por cada sentido de circulación permitido en las vías que unen tales intersecciones . Esto garantiza que una ruta tomada por un vehículo a través del sistema de vías sea representada por una secuencia de arcos en la red correspondiente ; entonces el vehículo se representará como viajando sólo en la dirección permitida a lo largo de las vías . Sucede a menudo que dos o mas corrientes de tránsito que circulan en la misma dirección a lo largo de una calle empleen tiempos de recorrido con diferencias apreciables debido a que forman colas separadas en la intersección mas próxima , la cual evacuan por diferentes vías .En tales casos es importante modelar los movimientos de tránsito en cada una de esas corrientes en forma separada , y por eso se representan con arcos separados y paralelos. Este nivel de detalle en la representación de la red es apropiado para la modelación del control del tránsito con semáforos cuando las rutas seleccionadas por los vehículos se suponen fijas . Así se hace en el programa TRANSYT. La red interconectada de semáforos propuesta se somete a un proceso cálculo de: • Ciclo óptimo de la red • Desfasamiento • Distribución del ciclo en cada una de las intersecciones de la red • Longitud de la cola en cada uno de los accesos de las intersecciones de la red • Demoras
11 – Proyectos típicos
Los resultados de la modelación inicial de la red permiten identificar y definir las mejoras que se pueden hacer a nivel de la red y de cada intersección en particular. Diseño de obras a nivel de intersección Para cada una de las intersecciones de la red interconectada propuesta se formula un programa de diseño de obras civiles, el cual se materializa en planos a escala apropiada. El diseño comprende:16 • • • • •
Levantamiento topográfico de la intersección. Diseño de los mejoramientos geométricos Cuadro de fases. Cuadro de postes y caras de semáforos. Detalles de demarcación sobre el pavimento y de señalización. • Ubicación del control local y red de canalización desde dicho control hasta cada uno de los postes de semáforo. • Cableado de la intersección. • Cantidades de obra, tanto civiles como de equipos.
• Suministro e instalación de estructuras de soporte de los semáforos. • Obras complementarias (excavaciones para la cimentación de postes, construcciones de obras en concreto, suministro, almacenamiento, figuración y colocación del acero de refuerzo, reconstrucción de pavimentos asfálticos o de concreto, etc. Unidad operadora de semáforos Para una adecuada operación del sistema se debe concebir e implementar una unidad administrativa encargada de su gestión. Dicha estructura se expresa a través de un organigrama y una descripción de cargos. Esta comprende lo siguiente:19 • Nombre del cargo. • Funciones. • Herramientas con las que trabajará quien desempeñe el cargo. • Requisitos que se deben cumplir para desempeñar el cargo. Modelación final de la red
Especificaciones de equipos Se deben preparar especificaciones relacionadas con los siguientes equipos:17 •Sistema central de control del tránsito. •Equipos de control local. •Detectores vehiculares. •Semáforos para el control de vehículos. •Semáforos para el control de peatones. •Cables y conductores.
Para disponer de una red interconectada con un buen nivel de funcionamiento se deben realizar varias simulaciones con el programa Transyt. Además, se deben proponer varios esquemas de funcionamiento. Todos estos cambios, de tiempos, anchos de vía, sentidos de circulación, se deben medir a través de indicadores de efectividad que permitan establecer el esquema alternativo más apropiado. Costos
Las especificaciones de equipos se complementan con las especificaciones de construcción necesarias para una adecuada evaluación del costo del sistema interconectado para el área. Se deben preparar especificaciones de construcción relacionadas con: 18
Esta actividad comprende los siguientes trabajos: el cálculo de las cantidades de obra, el análisis de precios unitarios, el cálculo del presupuesto de las obras y el cálculo del porcentaje de reajuste que se debe aplicar al presupuesto.
• Suministro e instalación de canalizaciones. • Cajas de inspección .
La determinación de las cantidades de obra se hará de la manera más precisa posible con el fin de evitar durante la etapa de construcción la apa-
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
rición de cantidades de obra no previstas. Para reforzar lo anterior se utilizarán las llamadas cantidades de obra eventuales. El análisis de los costos unitarios se realizará teniendo en cuenta los costos básicos en la región de materiales, mano de obra y equipos, y los factores de producción propios de la zona. Estos costos se afectarán de los porcentajes utilizados corrientemente para administración, imprevistos y utilidad. Los precios unitarios para cada ítem se estudian de acuerdo con las especificaciones, normas y planos de construcción. Con base en las cantidades de obra y en los precios unitarios se calcula el presupuesto actual de las obras. Se debe preparar un formulario de precios el cual contendrá los siguientes capítulos:20 • • • • • • • •
Control central. Equipos de control central. Detectores vehiculares. Cables y conductores. Suministro e instalación de canalizaciones. Semáforos para control de vehículos. Semáforos para control de peatones. Suministro e instalación de estructuras de soporte de semáforos. • Obras civiles menores.
11.4 PROYECTOS DE TRANSPORTE PUBLICO 11.4.1 Panorama del transporte público en Colombia Problemática del sector21 Las condiciones del sistema de transporte urbano para la mayoría de las grandes ciudades colombianas son muy similares. Debido al problema de la violencia desde hace mas de cinco décadas y a otros factores de desarrollo e
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industrialización, las ciudades colombianas albergan actualmente el 70% de la población, mientras que en el pasado solo lo hacían con el 30%. Estos procesos generaron tasas de crecimiento poblacional muy altas en las ciudades, acompañadas de un crecimiento desordenado, carente de planificación urbana y de servicios públicos apropiados. Este fenómeno se ha reflejado, igualmente, en un inadecuado desarrollo del sistema de transporte urbano. Por un lado, la prestación del servicio público de transporte se hace a través de operadores privados y la regulación existente causa fragilidades a la estructura de funcionamiento, lo que, a su vez, ocasiona que el servicio se preste con niveles de calidad muy bajos. Por otro lado, el bajo poder adquisitivo de los ciudadanos impide que circulen más de 10 vehículos privados por cada 100 habitantes. Sin embargo, con una tasa de motorización tan baja, algunas ciudades como Bogotá se ven afectadas con graves problemas de congestión debido a la alta densidad poblacional en las zonas urbanas. A este problema se le suma la escasa disponibilidad presupuestal de las entidades locales, lo que se refleja en una insuficiente intervención sobre la malla vial, originando una red de vías altamente deteriorada, escasa señalización y un bajo nivel de seguridad vial. En la Figura 11.9 se presenta un esquema bastante preciso de las causas y efectos de la operación de los sistemas de transporte público en Colombia. Estrategias para el desarrollo de sistemas sostenibles de transporte urbano 22 La política de transporte urbano a nivel nacional esta orientada hacia la creación de instrumentos que incentiven a los municipios para la implantación de sistemas de transporte que atiendan las necesidades de movilidad de la población bajo criterios de eficiencia operativa, económica y ambiental. Para ello, se busca romper la inercia que motiva la preferencia de las administraciones locales por la expansión
11 – Proyectos típicos
Figura 11.8 Problemática del transporte público. Fuente: Franco Carlos M, Neira Juan F. Estructuración de un modelo descriptivo orientado al mejoramiento de las condiciones de operatividad. Tesis de grado Universidad Javeriana, Cali, 2003. de la capacidad de la infraestructura frente a la adopción de soluciones operativas de bajo costo y mayor impacto. Adicionalmente, se apoyarán iniciativas que castiguen el uso del automóvil en zonas urbanas y que a la vez ofrezcan alternativas a los usuarios para utilizar el transporte público para acceder y movilizarse en dichas zonas, bajo condiciones de velocidad y comodidad adecuadas. Para lo anterior, a continuación se enuncian las principales acciones estratégicas que emprenderá el Gobierno Nacional para alcanzar los objetivos de política propuestos: • Prestar apoyo a las ciudades en el diseño y formulación de planes de transporte. Estos planes estarán basados en estudios integrales de demanda, criterios de ordenamiento urbano y de racionalidad económica y ambiental. • Apoyar proyectos piloto en los cuales las ciudades, a partir de un Plan integral de transporte,
propongan la implantación de acciones fiscales, de gestión pública y privada y de inversión que promuevan la racionalización de los sistemas de administración de tráfico, maximicen la utilización de la infraestructura existente, minimicen los costos de expansión vial y desestimulen el uso del automóvil en las zonas urbanas. • Promover acciones legislativas tendientes a facilitar la creación de nuevas fuentes para la financiación de proyectos de transporte orientados hacia la mejor utilización de la infraestructura existente. Igualmente, se buscará que la ley otorgue instrumentos a los municipios para garantizar los recaudos tributarios por concepto de impuesto de timbre y rodamiento, evitando que dichos recursos se recauden en municipios en los cuales no circula el vehículo gravado. • Apoyar iniciativas municipales en proyectos de transporte público basados en la utilización de vías exclusivas de buses, siempre y cuando los niveles de demanda así lo ameriten y se consi-
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
deren integralmente los aspectos de diseño y control operativo con los de la infraestructura. • Apoyar iniciativas municipales en proyectos de transporte que consideren la utilización de modos ambientalmente amigables como la bicicleta y los vehículos que utilicen el gas natural o el GLP como combustible. • Diseñar, con el concurso de las universidades, estructuras de administración de tráfico que puedan ser adoptadas por las ciudades como alternativa de solución a sus problemas de transporte. Se buscará que estas nuevas estructuras no impliquen el aumento de las plantas de personal municipal, buscando involucrar al sector privado en la financiación y operación de los sistemas de administración y control de tráfico. Adicionalmente, con la creación de estas nuevas estructuras, se buscará el estímulo a la demanda por servicios especializados de ingeniería de tráfico, el cual permitirá a las universidades reorientar sus esfuerzos para formar el recurso profesional que requiere la administración de tráfico. • Diseñar instrumentos financieros que permitan a las ciudades contar con los recursos financieros necesarios para adelantar, en el corto plazo, proyectos de transporte acordes con los objetivos de política ya mencionados. El diseño de estos instrumentos se complementará con la adecuación de la legislación y la regulación existente, de manera que las ciudades puedan utilizar los recursos provenientes de la sobretasa a la gasolina, la implantación de peajes urbanos u otros tipos de cargos a los usuarios para el repago de los costos financieros y de capital que resulten de habilitar la pronta ejecución de los proyectos. • Los aportes financieros de la Nación a sistemas de transporte masivo estarán condicionados al cumplimiento riguroso de los mandatos legales que rigen la materia, a la mitigación de los impactos de estos aportes en la estabilidad de las finanzas públicas nacionales y a que las ciudades beneficiadas adopten medidas fiscales que castiguen la utilización del vehículo par-
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ticular de manera consecuente con la magnitud de los proyectos a financiar. Adicionalmente, la concepción de estos proyectos debe realizarse bajo el marco integral del sistema de transporte de la ciudad y debe ser el resultado de un análisis comprehensivo de las alternativas tecnológicas disponibles. Proyectos23 Transmilenio es un sistema de transporte masivo de pasajeros basado en buses. El Sistema se estructura en corredores troncales, con carriles destinados en forma exclusiva para la operación de buses articulados de alta capacidad (160 pasajeros por bus). Esta red de corredores troncales se integra con rutas alimentadoras, operadas con buses de menor capacidad (entre 64 y 72 pasajeros), para incrementar la cobertura del sistema. Los diferentes componentes del sistema Transmilenio son la infraestructura, un sistema de operación de buses, el sistema de operación de los equipos de recaudo y el sistema de gestión apoyado en un centro de control. El Distrito es responsable de la construcción y mantenimiento de la infraestructura y del suministro y operación de los equipos del centro de control. Por su parte, el sector privado suministra y opera, mediante contratos de concesión, los buses y los equipos de recaudo. El costo estimado de la infraestructura de Transmilenio asciende a US$1.970 millones de 2000 y el plan contemplado por el Distrito comprende la construcción, durante 16 años, de 388 kilómetros de troncales, hasta cubrir el 80% de los viajes de transporte público de la ciudad. Durante el mismo período, se prevé la entrada en operación de 4.475 buses articulados. El costo de la totalidad de los buses es cercano a US$900 millones, y el de los equipos de recaudo se calcula en US$74 millones. MIO, Sistema de servicio público urbano de transporte masivo de pasajeros de Santiago de Cali, Actualmente está en ejecución la primera troncal. Su estructura es similar al siste-
11 – Proyectos típicos
ma de Bogotá. En la actualidad se tienen problemas en establecer la estructura financiera del proyecto, debido a inconveniente en los presupuestos. Bucaramanga, El proyecto consiste en un sistema de transporte masivo de pasajeros adaptando calzadas exclusivas, separadas del resto del tráfico vehicular, para circulación exclusiva de buses con mayor capacidad, comodidad y eficiencia. Estos buses operarán bajo condiciones técnicas que generen un mejor nivel de servicio bajo condiciones ambientalmente amigables, a lo largo de corredores que presenten normalmente altos niveles de congestión vehicular. El valor estimado de inversión privada en los corredores troncales principales y terminales es de $13.000 millones, que incluyen la financiación, la construcción, la operación y el mantenimiento.
TOMA DE DATOS
DIAGNÓSTICO
S IS TEM A De m a nda C o s to s o pe ra c ió n Infra e s truc tura s C o ndic io ne s trá ns ito M a rc o le ga l
S IS TEM A C o be rtura e s pa c ia l C o be rtura te m po ra l Efic ie nc ia
EM P R ES A Unida de s Infra e s truc tura s
EM P R ES A R e nta bilida d
C o s to s Ingre s o s
Im a ge n S e gurida d
Pereira. El objetivo de este proyecto es implantar el mejor esquema de participación privada para el proyecto del Sistema integrado de transporte masivo –SITM–, de manera tal que el sector privado asuma la responsabilidad y los riegos en la ejecución del diseño, financiación, construcción, operación y mantenimiento del Sistema, dejando a una entidad pública únicamente como reguladora, planificadora y controladora del sistema. 11.4.2 Metodología general Las etapas para elaborar el estudio integral de transporte público se presenta en la Figura 11.10. En su orden: toma de datos, diagnóstico, formulación de alternativas y evaluación de alternativas. Para realizar estudios específicos se deben realizar investigaciones de transporte, en el Cuadro 11.1 se hace una relación de los estudios de transporte requeridos.
F OR M ULAC IÓN DE ALTER NATIVAS
EVALUAC IÓN DE ALTER NATIVAS
S IS TEM A R e e s truc tura c ió n P rio riza c ió n
M ODELAC IÓN % c o be rtura
EM P R ES A De s a rro llo
ANÁLIS IS EC ONÓM IC OS
% tra ns bo rdo s
R UTAS Optim iza c ió n
R UTAS Utiliza c ió n Efic ie nc ia
R UTAS De m a nda C a rga s m á xim a s Lo ngitud Ve lo c ida d C o nd. trá ns ito Infra e s t. (pa ra de ro s , te rm ina le s )
Figura 11.10 Metodología estudio integral de transporte público Fuente:Cal y Mayor Asociados. Manual de estudios de ingeniería de tránsito y transporte.
11 - 21
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro 11.1 Proyectos típicos en transporte público y los estudios requeridos
Acción Actualización de tarifas
Programación de la operación
Autorización de nuevas rutas
Diseño de paraderos
Extensión y desvíos de rutas
Descripción Los operadores periódicamente solicitan incrementos en las tarifas, siendo necesario que las autoridades las autoricen
Las empresas requieren definir las tablas de operación de las rutas
Los operadores en conjunto con la comunidad solicitan la autorización de nuevas rutas para una determinada zona
Ubicación y diseño de paraderos
Los operadores y comunidad extienden a nuevos barrios o se desvían para atender nuevos polos generadores.
Estudios básicos requeridos • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Demanda: Terminales y cierres de circuito. Ascenso y descenso Oferta: Inventario de rutas (flota, edad, marca, longitud de rutas) Costos de operación Demanda: Terminales y cierres de circuito Ascenso y descenso Oferta: Inventario de rutas Velocidad y demoras Demanda: Encuestas a usuarios potenciales (origen y destino, demanda insatisfecha, de opinión). Ascenso y descenso en rutas cercanas o similares. Oferta: Inventario de rutas Costos de operación Demanda: Ascenso y descenso Oferta: Inventario de rutas Verificación de itinerarios Demanda: Encuestas a usuarios Oferta: Verificación de itinerarios Velocidad y demoras
• Demanda: • Encuestas a usuarios • Terminales y cierres de circuito • Ascenso y descenso • Frecuencia de paso y ocupación • Oferta: • Inventario de rutas • Verificación de itinerarios • Velocidad y demoras • Costos de operación Fuente: Cal y Mayor Asociados. Manual de estudios de ingeniería de tránsito y transporte. Reestructuración de rutas
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La problemática de cobertura, economía y conflictos en la operación justifican la reestructuración de las rutas existentes.
11 – Proyectos típicos
El plan de transporte debe incluir por lo menos los siguientes programas:24 • • • • • • • • •
Reestructuración de rutas Rehabilitación red de transporte público Paraderos de transporte público colectivo Zonas amarillas Revisión vehicular Asistencia a empresas Terminales de empresas Optimización oferta – demanda Fortalecimiento institucional.
• Arcos: son líneas que unen los nodos para darle forma a la red, cada uno de los arcos se identifica por un código y por el código de los dos nodos que lo conforman ( nodo inicial - nodo final). • Rutas: son las rutas actuales que operan dentro del área en estudio, hacen uso parcial de la red, las rutas se describen dentro de la red a través de nodos secuenciales que permite identificar las vías por las que opera y el sentido de circulación.
11.4.3 Modelo RutasWin
Elementos básicos del sistema
El análisis de sistemas de transporte público requiere de una gran cantidad de información producto de las investigaciones de campo y del análisis y resultados de modelos de transporte.
para lograr el análisis y la evaluación de las alternativas de solución que el ingeniero con la ayuda del programa RUTASWIN desarrolle, es necesario identificar los siguientes elementos básicos del sistema:
Por lo anterior, el Grupo de Investigación en Ingeniería de Tránsito de la Universidad del Cauca y la Empresa Ingeniería de Consulta Ltda. Han desarrollado una herramienta denominada RutasWin, que permite el manejo integral de la información, tanto en tablas como en gráficas. En la Figura 11.11 se presenta el esquema general del modelo, sus componentes son:25 Red de transporte público La red de transporte público es el conjunto actual de rutas que operan en una población en particular. RUTASWIN, permite la creación de dicha red teniendo en cuenta: • Nodos: son los puntos que forman el esqueleto de la red, identificados a través de un código y sus coordenadas (coordenada norte - coordenada este). La cantidad de nodos a manejar en el programa es ilimitado, sin embargo es importante definir nodos en el cruce de vías importantes.
Zonas de transporte público El área en estudio, se debe dividir en zonas para lograr una cobertura total del transporte de manera simplificada. Para el análisis de cada una de las zonas, RUTASWIN, requiere: • contorno de la zona: el contorno de la zona, son los limites del área que conforman dicha zona, se requiere de la descripción a través de sus coordenadas para que RUTASWIN defina gráficamente cada una de las zonas y pueda definir: • Centroide de la zona: es centro de servicios de la zona, es decir, es el centro de la zona con relación a la concertación poblacional de la misma. • Conectores: son los nodos de la red de transporte público que se asignan a cada zona, teniendo en cuenta su centroide y su contorno, para garantizar la cobertura del transporte público en la zona.
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Proceso de auditoria
9Volúmenes por tramos 9Ocupación 9Matriz origen y destino 9Longitudes 9Velocidades 9Otros
9Tipos de vehiculos 9Empresas 9Otros
Selección de alternativas
EVALUACIÓN
9Frecuencia 9Intervalos 9Poligonos de carga 9Flota 9Indicadores de operación
Resultados por alternativa
9Modelo Logit 9Proceso iteractivo
Asignación a la red
9Tipo de vehiculos por ruta 9Costos de operación, tarifas 9Conectores de centroide 9Puntos de transbordo
Información de operación
9Modificación de rutas 9Creación de nuevas rutas
Alternativas propuestas
Figura 11.11 Estructura básica del modelo RutasWin Fuente: Arboleda Germán, Arboleda Carlos, Solano Efraín, Rivas Nelson. El Modelo RutasWin, 2003.
9Conteos visuales 9Estudios de origen y destino 9Ascenso y descenso de pasajeros 9Otros
Estudios de transporte
Indicadores Básicos
Tablas Básicas
9Centroide 9Contorno de zonas 9Conectores
Zonas de transporte público
Cada ruta se define a través de una secuencia de nodos
Rutas actuales de transporte
Nodos (Coordenada Norte, coordenada este) Arcos (nodo inicial, nodo final)
Definición de la red
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
11 – Proyectos típicos
Tablas básicas • Tipos de vehículos. RUTASWIN, requiere la clasificación de los vehículos de transporte público, con el fin definir su capacidad, sea bus, buseta, microbús, colectivo, camperos entre otros. • Empresa: es en nombre de cada una de las empresas legalmente constituidas para el transporte de pasajeros dentro de la red. Para su simplificación se le asigna un código para su identificación en el programa RUTASWIN. • Rutas: son todas las rutas que funcionan en cada empresa, donde se diferencian según el tipo de vehículo. • Estaciones de conteo: Son puntos estratégicos de la red, para lograr el conteo máximo de vehículos y pasajeros. Haciendo distinción entre estaciones maestras y estaciones de apoyo. • Propósito de viajes: Dentro de la red, los usuarios de la misma, tienen diversas razones para realizar sus desplazamientos. En RUTASWIN se puede identificar los motivos del viaje que se crean pertinentes. Rutas actuales de transporte Para conseguir las rutas actuales del sistema en estudio, es necesario que se haga una verificación de los recorridos de las mismas, para que la información que se depure en RUTASWIN en secuencia de nodos sea real. Estudios de transporte Para obtener los indicadores básicos que permitan proponer un determinado número de alternativas de solución a un sistema de transporte público a través de RUTASWIN, es necesario desarrollar los siguientes estudios de transporte :
• Conteos visuales. Consiste en aforar desde una estación maestra o de apoyo, la totalidad de vehículos de transporte público, registrando el nombre de la empresa, la ruta, tipo de vehículo y su ocupación, además, se hacen los registros en períodos de una hora.. • Estudio de origen y destino. Por medio de una encuesta de origen y destino a pasajeros, identificando la zona de origen y la zona de destino y su propósito de viaje en intervalos de tiempo, en las estaciones de conteo donde el ingeniero considere necesario, RUTASWIN, procede a calcular las matrices origen y destino que permita encontrar la forma como se movilizan los usuarios del servicio. • Ascenso y descenso de pasajeros. Tomando una muestra representativa de las rutas que operan en el sistema, se procede a realizar dicho estudio, el cual consiste en contar el número de personas que ascienden y descienden los pasajeros, teniendo en cuenta los paraderos de los mismos. • Estudio de velocidad y retardo. Con el fin de conocer el tiempo promedio de los recorridos y su velocidad promedio, el aforador que se encuentra dentro del vehículo debe tomar los tiempos de parada del vehículo, sea cualquier el motivo de su parada (pasajeros, congestión, semáforos entre otras) y debe tomar el tiempo que demora el recorrido en salir del control hasta su regreso. Proceso de cálculos básicos Los procesos de cálculo básico radican en lograr el amarre de la información de campo a la red de transporte, con lo que se logra el tratamiento espacial de la información. Se han implementado poderosas herramientas computacionales para llevar a cabo estas tareas. Los cálculos básicos son: • Volúmenes por tramos: indica la cantidad de vehículos que circulan por un tramo de la red para diferentes periodos del día.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
• Ocupación: muestra la demanda de pasajeros para diferentes periodos del día en cada una de las rutas y tipos de vehículos que operan dentro de la red. • Matriz Origen y Destino: como resultado de la encuesta origen y destino, esta matriz permite identificar las zonas generadores de mayor número de viajes y la zonas cuyos destinos son más frecuentes. • Longitudes: teniendo la descripción de los nodos secuenciales de las rutas, RUTASWIN, encuentra la longitud de cada una de las rutas. • Velocidades de operación, marcha y comercial
• Creación de nuevas rutas: basados en las matrices de origen y destino, es posible identificar las principales zonas generadoras de viajes en transporte público, así se pueden plantear nuevas rutas mas cortas, cómodas y rentables, las cuales pueden ser planteadas gráficamente con las herramientas de dibujo de RUTASWIM. Asignación a la red Para cada plan alternativo de rutas se realiza un proceso de asignación de la demanda, expresado a través de polígonos de carga. Además, se calcula el tamaño de la flota e indicadores básicos de operación. Manejo básico de RutasWin
Planteamiento de alternativas Dentro del planteamiento de las alternativas, es adecuado empezar a reestructurar las rutas a partir de: • Modificación de rutas: teniendo en cuenta las rutas actuales, RUTASWIN, permite hacer cambios gráficos y textuales ( seguimiento de nodos) de la trayectoria de las rutas en la red.
RutasWin es un modelo de análisis de sistemas de transporte público, de uso libre, que puede obtenerse en el FTP de la Universidad del Cauca. El proceso de instalación incluye un programa Setup, siguiendo las instrucciones del mismo se puede llevar a cabo su instalación. La apariencia de la pantalla principal se presenta en la Figura 11.12. En el Cuadro 11.2 se presenta una relación de las opciones disponibles en el programa.
Figura 11.12 Opciones de RutasWin Fuente: Arboleda Germán, Arboleda Carlos, Solano Efraín, Rivas Nelson. El Modelo RutasWin, 2003.
11 - 26
11 – Proyectos típicos
Cuadro 11.2 Opciones de RutasWin Menú
Información_Básica
Red
Opción
Descripción
Empresas
Se debe especificar el código y una descripción de cada una de las empresas.
Tipos de vehículos
Para cada tipo de vehículo se debe especificar el código, descripción, número de asientos, capacidad de pasajeros,código y porcentaje de ocupación utilizados en los conteros de pasajeros, velocidad, costos de operación y tarifa.
Macrozonas
Se debe especificar el código y una descripción de cada una de las macrozonas.
Zonas
Para cada zona se debe registrar el código, la descripción, macrozona a la que pertenece, coordenadas del centroide, distancia máxima de conectores, coordenadas del contorno, conectores, si es visible o no en pantalla y un color para la apreciación en pantalla.
Estaciones de conteo
Especificar código, descripción, zona en la que esta ubicada y si es o no estación maestra.
Encuestadores
Especificar código, nombre e identificación.
Propósitos de viaje
Especificar código y descripción para cada propósito de viaje.
Rutas
Especificar la empresa, la ruta, el tipo de vehículo, una descripción de su itinerario y el color para visualización en pantalla y en planos.
Encuesta a pasajeros
Digitar las encuestas de origen y destino.
Conteo de vehículos
Digitar la información de los conteos de vehículos e inspección visual de ocupación.
Nodos
Definir nodos, su código y coordenadas.
Arcos
Definir arcos, su nodo inicial y final, código de la vía y su velocidad.
Nodos - Rutas
Para cada ruta registrar su recorrido a través de la secuencia de nodos.
Ubicación de estaciones Para cada estación establecer sus coordenadas y los nodos inicial y final dónde se ubica. Generador automático
Genera automáticamente una red.
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Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Cuadro 11.2 (Continuación) Opciones de RutasWin Menú
Opción
Descripción
Expansión de conteos.
>Determina el número de pasajeros y vehículos en cada estación. Si la estación no es maestra realiza la expansión de los conteos a lo largo del período de análisis.
Expansión encuesta origen - destino
Realiza la expansión de la muestra y obtiene la matriz d eorigen y destino.
Volúmenes
Mediante un procedimiento aproximado calcula los volúmenes de pasajeros y vehículos en todos los arcos de la red de transporte. Para ello utiliza los resultados de volúmenes.
Dibujo
Dibujo en planta
Este programa es un editor gráfico, que permite apreciar toda la información. Ser trata de sistema de información geográfico.
Informes
Información básica
Ofrece la posibilidad de obtener en archivos o impreso las tablas básicas.
Conteos
Permite la obtención de tablas de resultados de volúmenes.
Matriz origen - destino
Permite la obtención de matrices de origen—destino.
Alternativas
Se define cada alternativa del sistema de transporte.
Rutas - Alternativas
Se describe cada una de las rutas de la alternativa, su tipo de vehículo. En el editor gráfico también se pueden reaslizar muchas de estas tareas.
Asignación Matriz OD
Realiza el proceso de asignación a la red, calcula las frecuencias flotas e indicadores d eoperación de cada ruta.
Datos básicos
Se define e subdirectorio de datos.
Procesos de auditoria
Procesos para validación de información.
Definición períodos de análisis
Se definen los diferentes períodos de análisis.
Terminar
Salir del programa.
Acerca de ...
Proporciona información del os autores del programa.
Cálculos
Alternativas
Utilidades
Salir
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11 – Proyectos típicos
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.
INSTITUTO NACIONAL DE VIAS DE COLOMBIA. Bases de términos de referencia para proyectos de carreteras. 2004. ARBOLEDA Carlos, SOLANO Efraín, RIVAS Nelson, El Modelo Asigna, 2004. ARBOLEDA Carlos, SOLANO Efraín, RIVAS Nelson, El Modelo Asigna, 2004. SOLANO Efraín, Programa TopoWin. ARBOLEDA Carlos, SOLANO Efraín, RIVAS Nelson, Análisis de redes de semáforos. Universidad del Cauca, 2002, p 1. Ibid, p 4. ARBOLEDA Jimena, VALENCIA Carlos. Cálculo y diseño de intersecciones a desnivel. Tesis de grado Universidad Javeriana, Cali, 2003, p 24. Ibid, p 26. ARBOLEDA Carlos, SOLANO Efraín, RIVAS Nelson, Análisis de redes de semáforos. Universidad del Cauca, 2002, p 4. Ibid, p 25. MUNICIPIO DE POPAYAN, INGENIERIA DE CONSULTA LTDA. Programa de semaforización área central. Popayán, 1998, p 23. Ibid, p 34. Ibid, p 42. ARBOLEDA Carlos, SOLANO Efraín, RIVAS Nelson, Análisis de redes de semáforos. Universidad del Cauca, 2002, p 38. Ibid, p 39. MUNICIPIO DE POPAYAN, INGENIERIA DE CONSULTA LTDA. Programa de semaforización área central. Popayán, 1998, p 28. Ibid, p 31. Ibid, p 33. Ibid, p 34. Ibid, p 36. DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACION DE COLOMBIA, página Web, 2004. ( www.dnp.gov.co) DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACION DE COLOMBIA, página Web, 2004. ( www.dnp.gov.co) DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACION DE COLOMBIA, página Web, 2004. ( www.dnp.gov.co) MUNICIPIO DE POPAYAN, INGENIERIA DE CONSULTA LTDA. Reestructuración del sistema de transporte público. Popayán, 2003, p 224. Ibid, p 335.
11 - 29
12 – Esquema general de presentación
12. ESQUEMA GENERAL DE PRESENTACION En el capítulo se fijan pautas generales para la preparación y revisión de los informes orales y escritos relacionados con el proyecto. Se incluye una lista guía de los aspectos mínimos que se deben examinar en cada uno de los aspectos o capítulos del informe final. Por último se señala la necesidad de inscribir los proyectos en los Bancos de Proyectos, procedimiento que requiere el diligenciamiento de formatos o fichas.
12 - 1
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
12.1 GENERALIDADES
U
no de los aspectos más importantes en la preparación de los proyectos es el relacionado con la elaboración y presentación de los informes. Los informes se dividen en orales y escritos. Radelat presenta una clasificación de los informes, la cual se indica en la Figura 12.1. Además, es costumbre que la presentación de los informes orales se complemente con material escrito. Cada tipo de informe tiene un propósito determinado, un lenguaje apropiado y un contenido mínimo. Los informes escritos externos son los que centran la atención de los expertos, en el lenguaje coloquial se les denomina “el proyecto”.
En los últimos años, con la aparición de los sistemas de aseguramiento de la calidad, se han incluido procedimientos para la elaboración y revisión de los documentos técnicos. Al respecto, en el Manual de diseño geométrico de Colombia, se expresa:1 “Para tener un verdadero control de calidad del diseño geométrico de una carretera, debe asociarse a cada actividad del proceso de diseño dos tipos de controles: el control de producción y el control de recepción. El control de producción (CP), por tratarse de un control interno, lo realiza el responsable de la actividad. El control de recepción (CR), caracterizado como un control externo y ejercido en el paso de una actividad a otra, donde hay un traspaso de responsabilidades, debe ser realizado por el receptor, generalmente el Interventor del correspondiente estudio.”.
(1)ACTUALIZACION (2)CHARLAS
(A) INTERNOS (1)EXPOSICION DE IDEAS (2)CONFERENCIAS
ORALES (B) EXTERNOS
(1)CHARLAS (2)CONFERENCIAS (3)PONENCIAS
INFORMES (1)DE AVANCE
(A) INTERNAS
(2)DOCUMENTOS DE TRABAJO
(B) EXTERNAS
(1)INFORME FINAL
ESCRITOS (2)TRABAJO ESCRITO
Figura 12.1 Clasificación de los informes Fuente: Metodología de la investigación para ingenieros de vías. Guido Radelat, 2001, p 138.
12 - 2
12 – Esquema general de presentación
12.2 PAUTAS PARA LA PREPARACION DEL INFORME DEL PROYECTO
Por último el lenguaje debe ser técnico, sencillo y directo.
Si bien existen tratados de lo relacionado con el trabajo escrito y oral, pocas veces se centra la atención en formular una técnica o metodología para la preparación del informe del proyecto.
12.3 LISTA DE VERIFICACION
A lo largo de más de veinte años Radelat ha ilustrado el curso de metodología de la investigación con un método de preparación de informes técnicos. Dicha técnica proporciona una forma sencilla y ordenada de llevar a cabo la labor de preparar informes escritos. En el Recuadro 12.1 se presenta una pequeña reseña de dicha técnica. El procedimiento se inicia con la preparación de un bosquejo2 de contenido del informe, utilizando nomencladores o numeración que permitan una identificación de cada una de las partes. A medida que avanza el desarrollo del proyecto, cada recopilación de información o producción de nueva información se relaciona con el bosquejo preparado. Para ello se realizan a notaciones o se preparan fichas de documentación. Con esta información, en el momento de redactar el informe, se procede a ordenar las fichas o anotaciones respectivas a cada nomenclador del bosquejo. De otra parte, el informe del proyecto puede constar de varios documentos de soporte, para la elaboración de cada uno de ellos, se recomienda utilizar la misma técnica de planeación y elaboración descrita anteriormente.
Es costumbre incluir bastante material anexo relacionado con el contenido de cada uno de los capítulos y secciones del informe del proyecto. Además, de proporcionar guías de verificación que permitan establecer, en forma rápida y confiable, un mecanismo de control del contenido de la documentación del proyecto. En la literatura especializada en proyectos se reseñan largas y exhaustivas listas de verificación. En lo que respecta a los proyectos viales, en el Cuadro 12.1 se relaciona una guía o lista de verificación de los principales aspectos que se deben relacionar en la elaboración del informe. En los proyectos viales y de transporte en las memorias de cálculo y planos se consigna información detallada, que es difícil incluirla en los documentos. Por tanto, es conveniente relacionar en los informes todas las memorias y planos que se anexan, incluyendo una breve descripción de cada uno de ellos, su contenido, escalas de los planos, etc. En los proyectos de infraestructura de transporte: centrales de pasajeros y carga, edificios de estacionamiento, etc. Es conveniente utilizar una lista guía de verificación de proyectos que se relacionan en la bibliografía especializada.
12 - 3
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
Recuadro 12.1 Pautas para la preparación de informes — Tomado del Libro Metodología de Investigación para ingenieros de vías. Doctor Guido Radelat, 2001.
La elaboración de todo informe, comprende las etapas de planeación, indagación, redacción, revisión y producción. A continuación se identifica o describe cada una de ellas. La planeación consiste en la preparación del bosquejo preliminar que sirve para clasificar los apuntes que se tomen en la etapa siguiente. La indagación la constituye la revisión bibliográfica detallada o los resultados de la investigación o trabajo. El resultado de la misma es un conjunto de fichas clasificadas según las divisiones del último bosquejo (o de anotaciones en el bosquejo si no se han preparado fichas). La redacción es, con mucho, la etapa más importante de todas, la más difícil y la que requiere mayor esfuerzo mental. Por esa razón, es preciso realizarla en las mejores condiciones posibles. Se debe emprender cuando se tiene tiempo suficiente para poder llevarla a cabo sin grandes interrupciones que hagan perder el hilo de lo que se piensa. Cuando de preparan fichas de documentación e ideas, todas ellas deben estar completamente terminadas y clasificadas según el bosquejo. Entonces, siguiendo orden del bosquejo y se van tomando sucesivamente los grupos de fichas correspondientes a cada subdivisión del mismo, se releen y se escribe el texto de esa subdivisión, traduciéndose en escritura el pensamiento en forma ininterrumpida, antes de que se olvide. Si no hay fichas relativas a una subdivisión del bosquejo es porque lo que se va a expresar en esa subdivisión es de conocimiento público o son ideas propias del que redacta, pero en un informe bibliográfico no debe haber muchas subdivisiones sin fichas. Con frecuencia hay que modificar sobre la marcha la organización prevista en el bosquejo, pero es de esperar que en esta etapa esas modificaciones sean menores y fáciles de hacer. No hay que poner demasiada atención a la sintaxis, ortografía o puntuación: lo esencial es expresar el pensamiento. Cuando no se tiene a mano un dato de menor importancia, se deja un espacio en blanco para ponerlo después y se sigue escribiendo. ¡Lo importante es no parar! Sin embargo, en esta carrera no hay que olvidarse de las referencias bibliográficas; pero lo único que se necesita poner en esta etapa es lo que está en la ficha de trabajo, esto es, el número y nombre abreviado de la publicación y el número de la página o páginas (que se pueden escribir entre paréntesis). Al terminar, se habrá producido un borrador que, por tosco e incompleto que sea, constituye una indiscutible creación intelectual. Al utilizar la información que contienen las fichas de trabajo, el investigador conoce el tema un poco mejor que cuando preparó las fichas. Entonces puede resumir con sus propias palabras muchas transcripciones o citas directas, y hacer, en general, una selección de la información que está en las fichas de trabajo. Es preciso advertir que no se debe abusar de las transcripciones, pues, de lo contrario se puede caer en el plagio literario. No se pueden dar reglas explícitas relativas al abuso de las transcripciones, pero una cita directa que pase de una media página se considera demasiado larga. Es buena práctica limitar las transcripciones a no más del cinco por ciento del texto. Si no se han preparado fichas se buscan todas las referencias o fotocopias de las mismas y se ponen al alcance del investigador. Entonces se procede a redactar guiándose por el bosquejo y consultando las fuentes. Debe tenerse en cuenta que la consulta directa de las fuentes entorpe-
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12 – Esquema general de presentación
Recuadro 12.1 Pautas para la preparación de informes — Tomado del Libro Metodología de Investigación para ingenieros de vías. Doctor Guido Radelat, 2001. ce el trabajo de redacción por la mayor distracción que ello supone y lo hace más difícil, porque no se dispone de la adecuación preliminar del texto consultado al escribir las fichas; el tiempo de redacción se prolonga y lo redactado puede ser de inferior calidad que la del que se preparara con fichas. La revisión y las modificaciones que ésta produce representan la conversión del borrador, que es una especie de embrión, en un informe terminado. Para lograrla se pueden dar los siguientes pasos: • • • •
Se añaden los datos que falten y se comprueban los que parezcan sospechosos. Se suprimen repeticiones y defectos en la estructura del informe que no habían sido corregidos. Se analiza la estructura de los párrafos y se modifican los que se adviertan como defectuosos. Se estudian las oraciones y se enmiendan faltas sintácticas y de puntuación. También se mejoran las oraciones y periodos que se hayan redactado en forma obscura, fea o árida. • Se revisan y corrigen, si es preciso, las palabras de dudosa ortografía. Si se redacta el informe con un procesador de texto esta labor resulta mucho más fácil, pero no hay que olvidar que esos procesadores, si bien conocen los acentos prosódicos, no ayudan nada con los acentos diacríticos (tales como el, artículo y él, pronombre). En cambio, son muy buenos para detectar errores tipográficos. • Se hacen referencias correctas a las fuentes bibliográficas citadas siguiendo estrictamente el estilo que establece la institución donde se realiza la investigación. El último paso merece un comentario especial. Cada vez que se usa material ajeno hay que indicar claramente la fuente de donde procedió ese material. Eso se hace mencionando el autor o autores del documento utilizado y remitiendo al lector, por medio de una llamada, a una referencia bibliográfica que identifica sin ambigüedades el documento correspondiente y su procedencia. En algunos informes técnicos, estas referencias se colocan al final del informe. En tesis y otros documentos más formales las referencias bibliográficas se colocan en notas de pie de página. (Tal como hemos hecho aquí siguiendo las pautas que había establecido el Instituto Colombiano de Normas Técnicas) Si bien la redacción debe hacerse rápidamente, es indispensable que la revisión sea lenta, cuidadosa y exhaustiva. La revisión, si se hace bien, siempre demora mucho más de lo se espera. Por último, la producción es la operación material de poner el informe en un medio que pueda ser leído por los que tienen que leerlo. Para ello hay que cumplir con las reglas de la institución correspondiente. Tradicionalmente los informes se redactaban a mano, es de-cir, con papel y lápiz, y luego se pasaban a máquina de escribir. Las páginas mecanografiadas casi siempre se modificaban, lo que suponía volverlas a pasar a máquina. Hoy en día, las computadoras con sus procesadores de texto, están por donde quiera y permiten hacer las modificaciones con gran facilidad en discos magnéticos que luego, cuando contienen la versión final del texto, se usan para imprimir el informe.
12 - 5
12 - 6
3
2
1
No.
Localización yecto
del pro-
Dimensionamiento vial y análisis de capacidad y niveles de servicio
Estudio de Tránsito
Nombre del aspecto
Aspectos a considerar
Estimar los volúmenes actuales y futu- • Descripción del área de influencia. ros de vehículos y peatones en el pro- • Metodología del programa de conteos e investigaciones de transporte. yecto. • Cuadros, figuras y análisis de los trabajos de campo. • Descripción de modelos. (opcional). • Estimación de la demanda actual por componente: normal, atraída y generada. • Estimación del tránsito total. • Descripción de escenarios de proyección. • Proyecciones. • Cálculo de ejes equivalentes. Se deben dimensionar los espacios • Definición de criterios de diseño. físicos y seleccionar la tecnología; • Cálculo de la sección transversal. aprove-chando las economías de • Esquema de la sección transversal. escala. • Cálculo de la capacidad y niveles de servicio. Examinar los posibles corredores de • Localización general. ruta y seleccionar el más conveniente. • Descripción de alternativas de ruta, en materia de: geología, hidrología, aspectos ambientales, topografía, obras especiales, pendientes, longitud, poblaciones beneficiadas, dificultades de construcción, etc. • Calificación y selección de alternativa de ruta. • Prediseño de la carretera. • Presupuesto preliminar. • Cuantificación preliminar de beneficios. • Evaluación financiera y económica..
Objetivos
Cuadro 12.1 Lista guía preparación y revisión de un proyecto vial
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
6
5
4
No.
Objetivos
Aspectos a considerar
Programa de obra
Proponer el plan de trabajo, expresa- • Red de actividades do en un cronograma detallado. • Ruta crítica y holguras • Diagrama o cronograma.
Ingeniería del proyec- Describir los aspectos técnicos del • Geología: descripción de la geología general, descripción y ubicación to proyecto. de fallas, identificación de fuentes de materiales. • Hidrología: definición de cuencas, drenaje, cálculo de caudales. • Hidráulica: Análisis de corrientes, avalanchas. Diseño del sistema de drenaje del área de influencia de la carrtera. • Geotecnia: análisis físico y mecánico de la subbase, taludes, diseño de pavimentos. • Aspectos ambientales: descripción de componentes, identificación de riesgos y establecer el tipo y ubicación de obras de mitigación. • Diseño geométrico: topografía, diseño en planta y perfil, secciones, movimiento de tierra y sistema de localización, proyecto de señalización e iluminación. • Presupuesto de obra: Presupuesto a precios financieros y económicos. • Evaluación financiera y económica. Organización Establecer el tipo de organización • Definir el tipo de sociedad más conveniente. que requiere el proyecto a lo largo de • Establecer la estructura administrativa. las diferentes etapas.
Nombre del aspecto
Cuadro 12.1 (Continuación) Lista guía preparación y revisión de un proyecto vial
12 – Esquema general de presentación
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12 - 8
12
11
10
9
8
7
No.
Objetivos
Aspectos a considerar
Control del proyecto
Evaluación de proyecto
Establecer un sistema de control de aseguramiento de la calidad.
o • Planes de calidad.
Establecer la conveniencia de eje- • Flujo de efectivo neto. cutar el proyecto: en materia téc-nica, • Indicadores de evaluación. social, económica, financiera, am• Análisis de sensibilidad. biental, legal, etc.
•
Financiación del pro- Establecer las fuentes reales de fi- • Definición de fuentes de financiación. yecto nanciación del proyecto y sus apor- • Cronograma de aportes y/o desembolso de préstamos. tes. • Preparar información del proyecto para presentar a entidades de financiación.. Proyecciones finanEstablecer si el proyecto presenta • Cuadro de estado de pérdidas y ganancias cieras liquidez a lo largo de la fase de inver- • Cuadro de fuentes y uso de fondos sión y operación. • Balance proyectado • Indicadores financieros.
Presupuesto de obra
Cuantificar el valor de las inversiones • Presupuesto a precios económicos y financieros. requeridas en el proyecto. • Cuadro o cronograma de inversiones. Costos de manteni- Establecer una estructura de costos y • Costos de mantenimiento ( preferible con HDM) miento cuantificarla para cada año de ope- • Cuadro de costos de operación y financiación. ración.
Nombre del aspecto
Cuadro 12.1 (Continuación) Lista guía preparación y revisión de un proyecto vial
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
12 – Esquema general de presentación
inscribir con el diligenciamiento de las denominadas fichas EBI.
12.4 FICHAS DE EVALUACION La mayoría de los países de América Latina cuentan con bancos de proyectos de inversión administrados por la Agencia Nacional de Planeación . Para que un proyecto pueda acceder a recursos de la Nación debe estar inscrito en el banco de proyectos respectivo. La inscripción en el Banco de Proyecto se realiza a través del diligenciamiento de fichas de evaluación, y de procedimientos establecidos en la normatividad de cada país. En Colombia por ejemplo, el departamento Nacional de Planeación administra el Banco de Proyectos y todos los proyectos se deben
Es conveniente aclarar que el diligenciamiento del as fichas de inscripción debe ser posterior a la formulación y evaluación del proyecto. En Colombia, muchas de los proyectos inscritos en el Banco de Proyectos carecen de un estudio de soporte, solamente se diligencian las fichas EBI, con información muy preliminar. Al ponerse en marcha los proyectos aparecen las improvisaciones y los imprevistos, llevando a muchos de los proyectos a un fracaso dramático. Con el propósito de contar con los formatos o fichas de inscripción, se presentan en el Anexo 1 las fichas EBI3, utilizadas en Colombia.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. 2. 3.
MINISTERIO DE TRANSPORTE DE COLOMBIA. Manual de diseño geométrico de carreteras. 1996, p . RADELAT Guido. Metodología de la investigación para ingenieros de vías. Universidad del Cauca, 2001, p . DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACION DE COLOMBIA, página Web, 2004. ( www.dnp.gov.co).
12 - 9
Formulaciรณn y Evaluaciรณn de Proyectos Viales y de Transporte
ANEXO 1 FICHAS EBI
12 - 10
12 – Esquema general de presentación
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO ID-01
DESCRIPCION DEL PROBLEMA
Descripción de la situación actual
Causas del problema
Consecuencias de no realizar acciones para solucionar el problema
12 - 11
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
NOMBRE DEL PROYECTO:
FORMATO ID-02:
POBLACION Y ZONA AFECTADA POR EL PROBLEMA
En uno o varios planos geográficos localice la zona afectada por el problema, indicando: limites de los municipios, uso actual del suelo, vías existentes y zonas de mayor concentración poblacional.
POBLACION Y SERVICIOS VEREDAS
MUNICIPIO
Nombre
No predios
POBLACION AFECTADA
URBANA
RURAL
Describa brevemente el estado y cobertura de los servicios que existan en la zona afectada por el problema (acueducto, alcantarillado, energía, infraestructura en salud y educación)
12 - 12
12 – Esquema general de presentación
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO ID-03:
CARACTERISTICAS ECONOMICAS DE LA ZONA AFECTADA POR EL PROBLEMA
USOS DEL SUELO USOS
HECTAREAS
%
Urbana Agrícola Pecuaria Descanso Rastrojo Bosques Forestal Improductivo Otros TOTAL
100
PRINCIPALES ACTIVIDADES ECONOMICAS ACTIVIDAD
PRODUCTOS
Agrícola Ganadería Piscicultura Forestal Minera Otros
12 - 13
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO ID-04:
CARACTERISTICAS ACTUALES DE LA VIA
CARACTERISTICAS TOPOGRAFICAS DEL CORREDOR VIAL
- Terreno plano _____ (% sobre la longitud total) - Terreno ondulado _____ (% sobre la longitud total) - Terreno montañoso _____ (% sobre la longitud total) CARACTERISTICAS GEOLOGICAS
- Cruza áreas geológicamente inestables
Si ___
No ___
CARACTERISTICAS GEOMETRICAS COMPONENTE
UNIDAD
Longitud total de la vía
kms
Capa de Rodadura
Pavimentado (kms) Afirmado (kms)
Ancho de Corona
mts
Ancho de Calzada
mts
Ancho de Carril
mts
Ancho de Bermas
mts
Cunetas
kms
Pendiente longitudinal máxima
%
Velocidad de operación
km/h
TPD
#
Automóviles Buses Camiones
12 - 14
SIN PROYECTO
12 – Esquema general de presentación
NOMBRE DEL PROYECTO:
FORMATO ID-05
OBJETIVO DEL PROYECTO
Objetivo del Proyecto:
Descripción del Indicador No. 1:
Descripción del Indicador No. 2: Descripción del Indicador No. 3: Descripción del Indicador No. 4:
INDICADOR
UNIDAD DE MEDIDA
VALOR ACTUAL
META
PERIODO
1.
2. 3. 4.
12 - 15
Formulaciรณn y Evaluaciรณn de Proyectos Viales y de Transporte
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO ID-06:
RELACION DEL OBJETIVO DEL PROYECTO CON LOS OBJETIVOS DE LOS PLANES Y PROGRAMAS DE DESARROLLO Describa el objetivo del proyecto de forma concreta e incluya Indicadores que sirvan para evaluar el alcance de estos.
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO ID-07: ANALISIS DE ALTERNATIVAS Nombre de la alternativa No. 1: Descripciรณn de la alternativa:
Nombre de la alternativa No.2: Descripciรณn de la alternativa:
Nombre de la alternativa No.3: Descripciรณn de la alternativa:
12 - 16
12 – Esquema general de presentación
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO PE-01: DESCRIPCION DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO PE-02: CARACTERISTICAS TECNICAS DEL PROYECTO CARACTERISTICAS TOPOGRAFICAS DEL CORREDOR VIAL - Terreno plano _____ (% sobre la longitud total) - Terreno ondulado _____ (% sobre la longitud total) - Terreno montañoso _____ (% sobre la longitud total) CARACTERISTICAS GEOLOGICAS
- Cruza áreas geológicamente inestables
Si___ No___
CARACTERISTICAS GEOMETRICAS COMPONENTE Longitud total de la vía Longitud a ser atendida
UNIDAD kms
CON EL PROYECTO
Del Km __al Km __ Capa de Rodadura
Ancho de Corona Ancho de Calzada Ancho de Carril Ancho de Bermas Cunetas Velocidad de operación TPD Automóviles Buses Camiones
Pavimentado (kms) Afirmado (kms) mts mts mts mts kms km/h #
12 - 17
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO PE-03:
ASPECTOS INSTITUCIONALES Y COMUNITARIOS
- Nombre algunos proyectos de esta misma naturaleza ejecutados por el ente responsable del proyecto?
- Qué tipo de concertación y coordinación se ha dado o se dará entre el ente responsable del proyecto, otras instituciones involucradas y la comunidad.
- Entidad o tipo de ejecutor previsto para el proyecto.
- Entidad o tipo de organización encargada de la administración del proyecto.
- Participación de la comunidad en la ejecución y operación del proyecto:
Actividades o aportes con los que participaría la comunidad:
- Participación de la comunidad en la veeduría del proyecto:
Describa las acciones programadas para la veeduría del proyecto:
12 - 18
12 – Esquema general de presentación
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO PE-04:
IMPACTOS AMBIENTALES Y PROGRAMA DE MITIGACION DE LA ALTERNATIVA
IMPACTO AMBIENTAL DE LA ALTERNATIVA En la zona del problema existe (marque con X) áreas ambientales sensibles, tales como:
Parque natural
Ciénagas, humedales
Santuarios de fauna y flora
Páramos
Reserva forestal
Cuenca en ordenamiento
Bosques
Playa marina
Manglares
Resguardos indígenas
Selvas
Zona de interés arqueológico
Describa el impacto ambiental de la alternativa:
PROGRAMA DE MITIGACION AMBIENTAL ACTIVIDAD
COSTO (miles de $)
12 - 19
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO PE-07:
COMPONENTES Y ACTIVIDADES DEL MANTENIMIENTO
COMPONENTES Y UNIDAD DE MEDIACTIVIDADES DA
AÑO DEL PROYECTO / AÑO CALENDARIO
0
MANTENIMIENTO RUTINARIO
MANTENIMIENTO PERIODICO
12 - 20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
12 – Esquema general de presentación
NOMBRE DEL PROYECTO:
FORMATO PE-08: FLUJO DE COSTOS DE MANTENIMIENTO COMPONENTES Y ACTIVIDADES
AÑO DEL PROYECTO / AÑO CALENDARIO 0
1
2
3
4
5
6
7
0.893
0.798
0.712
0.636
0.577
0.507
0.452
MANTENIMIENTO RUTINARIO
MANTENIMIENTO PERIODICO
SUBTOTAL 1.000
FACTOR DE VALOR PRESENTE
TOTAL EN VALOR PRESENTE
12 - 21
Formulaciรณn y Evaluaciรณn de Proyectos Viales y de Transporte
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO PE-09:
12 - 22
BENEFICIOS DE LA ALTERNATIVA
12 – Esquema general de presentación
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO PE-10:
SELECCION DE LA ALTERNATIVA
DESCRIPCION DEL INDICADOR
ALT.1
a)
Longitud de la alternativa (km)
b)
Total variación en el nivel productivo
c)
Total de costos de inversión en valor presente
d)
Total costos de mantenimiento en valor presente
e)
Valor total del proyecto en valor presente (c) + (d)
f)
Costo promedio por kilometro
g)
Factor de Costo Anual Equivalente
h)
Costo anual equivalente del proyecto (CAE)
i)
ALT.2
ALT.3
(e) / (a)
(e)*(g)
Relación nivel productivo / CAE (b) / (h)
j)
Número de personas beneficiadas
k)
Costo anual pér cápita
(h) / (j)
ALTERNATIVA SELECCIONADA: JUSTIFICACIÓN:
12 - 23
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO FS-01:
FUENTES DE FINANCIACION DEL PROYECTO AÑO CALENDARIO AÑO DEL PROYECTO
ACTIVIDADES Y/O COMPONENTES NOMBRE DE LAS FUENTES DE FINANCIACION
TOTAL FINANCICION POR FUENTE
OBSERVACIONES:
12 - 24
TOTAL FINANCIACION POR ACTIVIDAD Y/0 COMPONENTE
12 – Esquema general de presentación
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO FS-02:
SOSTENIBILIDAD
12 - 25
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO PE-05: COMPONENTES Y ACTIVIDADES DE LA INVERSION AÑO DEL PROYECTO / COMPONENTES Y ACTIVIDADES
AÑO CALENDARIO UND 0
Estudios Complementarios
Global
Terrenos
Ha.
Explanación
M3
Terraplén
Drenaje
M3 ML
Puentes No.
M
Base
M3
Subbase
M3
Pavimento
M2
Mitigación de Impacto Ambiental
Global
Demarcación
M
Señalización
Und.
Obras Varias: Ajustes
Administración e Interventoría Imprevistos
12 - 26
Cantidad Total
Global
1
2
3
4
5
Precio Unitario
12 – Esquema general de presentación
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO FF-01: No
PROGRAMACION FISICO-FINANCIERA DEL AÑO
COMPONENTE Y SUS ACTIVIDADES (2)
CANTIDAD / COSTO TRIMESTRE UN (3)
CANTIDAD (4)
COSTO UNITARIO (5)
COSTOTOTAL (6)
ENEMAR (7)
ABRJUN (8)
JULSEP (9)
OCTDIC (10)
12 - 27
Formulación y Evaluación de Proyectos Viales y de Transporte
NOMBRE DEL PROYECTO: FORMATO PE-06: FLUJO DE COSTOS DE INVERSION AÑO DEL PROYECTO / AÑO CALENDARIO
COMPONENTES Y ACTIVIDADES
0
1
2
3
4
5
1.000
0.893
0.797
0.712
0.636
0.567
Estudios complementarios Terrenos Explanación Terraplén
Drenaje Puentes Base Subbase Pavimento Mitigación Impacto ambiental Demarcación Señalización Obras Varias: Ajustes Administración e Interventoria Imprevistos TOTAL FACTOR DE VALOR PRESENTE TOTAL EN VALOR PRESENTE
12 - 28
TOTAL EN VALOR PRESENTE