El documento describe la herramienta HDM-4 (Highway Development and Management), que es un modelo de análisis de inversiones en proyectos viales utilizado para evaluar proyectos, programas y políticas de conservación de carreteras de manera técnica y económica. El HDM-4 puede usarse para la planeación y presupuesto de recursos, la programación de trabajos de conservación, y la optimización de recursos para proyectos viales. La conferencia también cubre conceptos clave como el ciclo de vida de carreteras, modelos

1. 1
El HDM-4 (HIGHWAY DEVELOPMENT &
MANAGEMENT) y su aplicación en el
Planeamiento y Gestión de proyectos de
Infraestructura vial
San Salvador, El Salvador
Abril de 2011
Conferencista:
Ing. Mauricio Salgado Torres M.Sc.
Contenido de la Conferencia
Que es el HDM-4? y cuál es su aplicación práctica?
Conociendo el HDM-4
Aplicación en evaluación de proyectos de inversión vial
Recomendaciones para el uso e implementación del HDM-4

2. 2
Novedades de la Versión 2.08 del HDM-4
Por donde comienza el proceso de
hacer gestión de pavimentos?
Identificar el momento y la forma como
inicia y progresa el deterioro de un
pavimento
Identificar el momento donde
corresponde intervenir un pavimento,
definiendo el tipo de intervención y el
efecto esperado.
Identificar la forma más eficiente y
técnicamente viable de invertir
recursos para la conservación de
pavimentos
Modelar el comportamiento de
los pavimentos con miras a
entender su patrón de
deterioro.
Evaluar los efectos de llevar a
cabo distintos tipos de
intervención para diferentes
estándares.
Evaluar y comparar los
presupuestos de diferentes
escenarios y estrategias de
intervención

3. 3
Ciclo de la Gestión
Diseño y
construcción
Rehabilitación e
impactos
GESTION
Valor residual
Periodo de
Análisis
Conservación Costos de usuarios
Beneficios esperados de la Gestión Vial (1)
Cuantificar con cierta exactitud la
magnitud de los fondos requeridos por
una agencia vial para lograr las metas
establecidas.
Determinar con la mayor certeza la
estrategia más rentable para un
presupuesto determinado.
Contar con herramientas que permitan
tomar consistentes y acertadas
decisiones, y que estas a su vez sean lo
más objetivas posibles.

4. 4
Beneficios esperados de la Gestión Vial (2)
Contar con un mecanismo que logre
prolongar la vida de la vía
Tener un medio que permita lograr una
adecuada asignación y distribución de los
presupuestos de mantenimiento y
rehabilitación (M&R).
Contar con una herramienta que mejore
la eficiencia de los procesos alrededor de
la conservación vial.
El Highway Design and Maintenance
Standards Model (HDM-III), desarrollado
por el Banco Mundial, se ha usado durante
más de dos décadas para combinar la
evaluación técnica y económica de
proyectos de inversión de caminos, normas
y estrategias.
Modelo de análisis de inversiones en
proyectos carreteros, que se ha utilizado en
más de cien países durante más de dos
décadas para determinar la viabilidad
económica de acciones de conservación y
optimizar los beneficios económicos de
estas acciones bajo diferentes niveles de
gasto.

5. 5
Desarrollo histórico del modelo HDM
Banco Mundial
TRRL
LCPC
Revisión bibliográfica,
estudio teórico
(1968-1972)
HCM
(HDM-I)
1972
TRRL
Banco Mundial
Estudio de campo en
Kenia (1971-1975)
HDM
(HDM-II)
1979
TRRL
CRRI
UNDP
Estudio de campo en
el Caribe (1977-1983)
Estudio de campo en
la India (1977-1983)
Estudio de campo en
Brasil (1975-1984)
HDM-III
1984
Banco Mundial
Banco Mundial,
ADB, DFID, SNRA
FINNRA, FICEM
Estudio ISOHDM
(1993-1996)
HDM-4 1.0
2001
HDM-PC
1989
VOC
1989
HDM-Q
1994
HDM-ADM
1994
HDM-4 1.3
2001
PIARC –
HDMGlobal
Concesión
HDMGlobal
Desde 2005
HDM-4 2.00
2005
HDM-4 2.08
2010

6. 6
HDM – 4 ????
Es un conjunto de herramientas que facilitan la toma de decisiones a partir del
análisis y optimización de inversiones destinadas al mantenimiento, rehabilitación y
reconstrucción de carreteras, que puede ser utilizada para evaluar, en términos
técnicos y económicos, proyectos, programas y políticas de conservación.
HDM – 4
Es una herramienta de gestión de pavimentos pensada y
diseñada para la gestión de red, pero que sabiendo como
hacerlo es posible sacarle provecho a nivel de proyecto

7. 7
El HDM-4 es una herramienta para ...
el análisis y evaluación técnica y económica de proyectos
viales a través de la comparación objetiva de alternativas.
la planeación y presupuesto de recursos de obras de
conservación de proyectos viales.
la programación de trabajos de conservación.
la optimización de recursos disponibles sujetos a
restricciones presupuéstales.
la priorización de intervenciones en determinados
corredores viales de una red, con base en políticas
definidas por la agencia correspondiente.
el seguimiento y control de la eficiencia de trabajos de
conservación, y en general evaluar el deterioro de un
pavimento.
Herramientas de análisis
Base de datos
Modelos de simulación
Acciones y estándares de
conservación
políticas de
conservación
Modelos de
costos
Inventario de la red
Condición del pavimento
Historia del pavimento
Datos de transito
Clima
Información de costos de
usuario
Modelos de
comportamiento
Condiciones
iniciales
SISTEMA
DE
GESTIÓN
HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS
ESQUEMA DE UN SISTEMA DE
GESTIÓN DE PAVIMENTOS

8. 8
Analysis Tools
Project Program Strategy
RDWE : Road Deterioration and Works Effects
RUE : Road User Effects
SEE : Safety , Energy and Environmental Effects
PMS : Pavement Management System
,
RUE SEERDWE
Models
Road
Network
Vehicle
Fleet
HDM
Config .
Data Managers
Road
Works
Base de datos
SISTEMA DE
GESTIÓN
Esquema SGP
aplicado a
HDM-4

9. 9
Metodología general de análisis del
HDM-4
Modelos de
deterioro y
efectos de las
acciones
Modelos de
efectos para
los
usuarios
Flujo de
costos
Flujo de
beneficios
Cálculo de
indicadores
de
rentabilidad
Alternativas
rentables
OptimizaciónRestricciones
presupuestales
Alternativas
óptimas
Datos de
Entrada del
Software
Costos Totales = Costos de la Administración + Costos de los Usuarios
$
VAN

10. 10
Nivel de Red - Nivel de Proyecto
NE1 NE2 NE3

11. 11
Procesos de Gestión

12. 12
Procesos de Gestión
El proceso de Planificación
Planificación
Estratégica
Programación de
obras
Planificación
Física
Metas
Red
Virtual
Red
Física
Proyectos
Presupuesto asignado
Financiamiento
Herramienta de
gestión
Herramienta de
gestión
Herramienta de
gestión - EBM
Programa
Multianual
Tomado del Marco de desarrollo de los modelos SAP de Nicaragua y HMS de
Filipinas y El Líbano
Plan Maestro
Escenario
Elegido

13. 13
Planificación estratégica
Evaluación del
estado de la
red
Evaluación de
escenarios
Identificación y
evaluación de las
necesidades de la
red
Objetivos
Matriz de
tramos
Estándares y
costos
Umbrales
Restricciones
Herramienta de
gestión
Herramienta de
gestión
Herramienta de
gestión - EBM Escenario
elegido y
presupuesto
asignadoTomado del Marco de desarrollo de los modelos SAP de Nicaragua y HMS de
Filipinas y El Líbano
Escenarios
Tramos
típicos
Planificación Física
Identificación
de Proyectos y
estudios
Optimización del
Plan Físico
Priorización de
proyectos
Tipo de
Estudio
Red
escenario
elegido
Priorización
multicriterio
Lista
integral de
proyecto
Criterios de
priorización y
ponderación
Presupuesto
Herramienta de
gestión
Herramienta de
gestión
Herramienta de
gestión
Plan Maestro
Tomado del Marco de desarrollo de los modelos SAP de Nicaragua y HMS de
Filipinas y El Líbano
Factibilidad y
Diseño detallado
Criterios técnicos y
económicos de
comportamiento
Lista de estudios
priorizadosLista de
Proyectos
Potenciales

14. 14
Programación de Obras
Preparación de
programa de
inversión
Ajuste del Programa
de Inversión
Evalúa el
Impacto del
programa de
inversión
Presupuesto y
Asignación
Plan
Maestro
Contratos en
ejecución
Presupuesto
aprobado
Metas
Indicadores
Presupuesto y
asignación
Herramienta de
gestión
Herramienta de
gestión
Herramienta de
gestión
Programa
Multianual
Tomado del Marco de desarrollo de los modelos SAP de Nicaragua y HMS de
Filipinas y El Líbano
Programa
financiero
Actualización
programa
multianual
Estructura de un sistema de gestión

15. 15
Herramientas de Análisis
Proyecto Programa Estrategia
RDWE :Road DeteriorationandWorks Effects
RUE: Road UserEffects
SEE: Safety, Energyand Environmental Effects
PMS: Pavement ManagementSystem
,
RUE SEERDWE
Modelos
Red de
Carreteras
Flota
Vehicular
Configuración
Manejadores de Datos
Trabajos
Manejador de datos

16. 16

17. 17
Length Gap
Space (m)

18. 18

19. 19
67 kN
15,000 lb
0.48 ESAL
27 kN
6,000 lb
0.01 ESAL
+ =
151 kN
34,000 lb
1.10
151 kN
34,000 lb
1.10
+ =
54 kN
12,000 lb
0.19
+
0.49 ESALs
2.39 ESALs
Camión pesado
Camión ligero

20. 20
Aspectos a definir en una sección nueva
Nombre y codificación.
Condiciones de flujo y
velocidad.
Modelo de tráfico.
Zona Climática.
Clase de Carretera.
Nivel de tráfico.
Tipo de geometría.
Tipo de pavimento y
características cualitativas del
mismo.
Tramos
Flexible Rígido
Cálido Frío
Bajo Alto
Tipo de Pavimento
Suelo de Fundación
Volumen de Tránsito
Clima
CBR1 CBR2
Tramo 1 Tramo 2 Tramo 3 Tramo 4 Tramo 5

21. 21
Aspectos relacionados con la definición del tramo
Características de la Vía.
Longitud.
Ancho de calzada.
Ancho de bermas.
Número de carriles.
Tránsito.
Motorizado y no motorizado
(TMDA).
Año del dato de TMDA.
Dirección del Flujo
Definición

22. 22
Parámetros geométricos básicos
Ascensos y descensos.
Curvatura horizontal.
Limite de velocidad.
Altitud.
Tipo de drenaje.
Tipos de pavimentos
Vías pavimentadas con
productos bituminosos.
Mezclas asfálticas.
Tratamientos superficiales.
Vías pavimentadas con
hormigón.
Concreto simple con juntas con o
sin transferencia de carga (JPCP).
Concreto reforzado con juntas
(JRCP).
Concreto reforzado continuo
(CRCP).
Vías en tierra o destapadas.
Afirmados en grava, arena o tierra.

23. 23
Características del Pavimento Flexible
Material superficial.
Tipo.
Espesor de la capa más reciente.
Espesor de capas antiguas o previas.
Información histórica de construcción e intervenciones.
Parámetros estructurales asignados o calculados.
Definición de la estructura de un pavimento
flexible

24. 24
Estructura para pavimento rígido
Pavimentos Rígidos
Las principales consideraciones relacionadas con los pavimentos
de concreto hidráulico tienen que ver con lo siguiente:
Propiedades de los materiales.
Condiciones de drenaje.
Porcentaje de refuerzo de acero.
Eficiencia de la transferencia de carga.
Ancho y condición lateral externa de los carriles.

25. 25
Propiedades de los materiales
Módulos de elasticidad del concreto (Ec).
Módulos de rotura del concreto (MR28).
Coeficiente térmico del concreto (α).
Coeficiente de contracción del concreto (γ).
Relación de Poisson para el concreto (µ).
Módulos de elasticidad para las barras metálicas (Es).
Módulos de elasticidad de las bases (Ebase).
Módulo de reacción de la subrasante (KSTAT)
Categorías de daño de un pavimento flexible
Defectos superficiales:
Agrietamiento.
Pérdida de áridos.
Baches.
Fallas de Borde.
Deformaciones y rugosidad.
Ahuellamiento.
Rugosidad.
Textura Superficial.
Profundidad de la textura.
Resistencia al deslizamiento.

26. 26
Indicadores de condición para JPCP
Rugosidad (IRI).
Escalonamiento de juntas.
Descascaramiento de juntas.
Losas Agrietadas.
Agrietamiento.

27. 27
Inicio y progresión de los deterioros
Periodo
iniciación
Periodo
progresión
Edad de la pavimentación
Áreaafectadaenporcentaje

28. 28
t
CASO A
CASO B
CASO C
15
Casos de Agrietamiento
Modelo de iniciación del agrietamiento estructural
ICA=Kcia{CDS2*a0exp[a1 SNP+ a2(YE4/SN2)] + CRT}
ICA Inicio del agrietamiento, en años.
CDS Indicador de defectos para la superficie asfáltica.
SNP Número estructural del pavimento.
YE4 Número de ESALs por año en millones/carril.
CRT Retardo en el agrietamiento debido al mantenimiento.
Kcia Factor de calibración para iniciación del agrietamiento.

29. 29

30. 30
38 millones de ejes
equivalentes en 15 años
0
Años ó Ejes Eq.
IRI
% Grietas
Serviciabilidad
CA
Granulares
Subrasante
SNdiseño
Ciclo de vida0
Años ó
Ejes Eq.
Pi
Pf
Serviciabilidad
0
Años ó Ejes Eq.
IRI
% Grietas
Serviciabilidad
CA
Granulares
Subrasante
SNdiseño
Ciclo de vida0
Años ó
Ejes Eq.
Pi
Pf
Serviciabilidad

31. 31
0
Años ó Ejes Eq.
IRI
% Grietas
Serviciabilidad
CA
Granulares
Subrasante
SNdiseño
Ciclo de vida0
Años ó
Ejes Eq.
Pi
Pf
Serviciabilidad
0
Años ó Ejes Eq.
IRI
% Grietas
Serviciabilidad
CA
Granulares
Subrasante
SNdiseño
Ciclo de vida0
Años ó
Ejes Eq.
Pi
Pf
Serviciabilidad

32. 32
0
Años ó Ejes Eq.
IRI
% Grietas
Serviciabilidad
CA
Granulares
Subrasante
SNdiseño
Ciclo de vida0
Años ó
Ejes Eq.
Pi
Pf
Serviciabilidad
0
Años ó Ejes Eq.
IRI
% Grietas
Serviciabilidad
CA
Granulares
Subrasante
SNdiseño
Ciclo de vida0
Años ó
Ejes Eq.
Pi
Pf
Serviciabilidad

33. 33
Proyecto

34. 34

35. 35

36. 36
Impacto de las intervenciones sobre los costos
Una mejor condición del
pavimento puede incidir en la
tasa de crecimiento de los
costos operacionales
tiempo
IRI
Costos
Usuarios
Acum.
$
Sin intervención
Con intervención
Sin intervención
Con intervención
tiempo
Costos
Totales
$
Sin intervención
tiempo
Con intervención CASO
IDEALIZADO

37. 37
Programa

38. 38
Estrategia

39. 39
Comparación de alternativas
vs.

40. 40
Evaluación de costos y beneficios de la
conservación
Comparación de alternativas
- =
- =
-

41. 41
Año Inversión Beneficios Beneficio
Neto
Factor de
Valor
presente
Valor
present
e neto
A B C D=C-B E=1/(1+i)
A
F=D*E
0 10000 0 -10000 1.0 -10000
1 0 6500 6500 0.892 5804
2 0 3000 3000 0.797 2392
3 0 3000 3000 0.712 2135
4 0 5000 5000 0.636 3178
Total 10000 17500 7500 VPN 3508
Tasa de
descuent
o
Valor
presente
neto
0.0% 7500
3.0% 6326
6.0% 5821
9.0% 4347
12.0% 3508
15.0% 2752
18.0% 2068
21.0% 1447
24.0% 881
27.0% 365
30.0% -109
33.0% -544
36.0% -944
39.0% -1315
42.0% -1657
45.0% -1975
Tasa de descuento = 12%
Desafíos (I)
Apoyar técnicamente a entidades públicas y privadas en sus procesos
de implementación de la herramienta y no se queden solo en comprar
la licencia.
Buscar mecanismos que faciliten la adquisición de la herramienta
entendiendo la burocracia existente en Latinoamérica.
Formar más expertos (en el antes, durante y después de la
implementación) y usuarios más seguros de lo que hacen.
Consolidar grupos de expertos - Sinergia (multiplicar los canales de
comunicación).

42. 42
Desafíos (II)
Trabajar en los procesos de toma de datos de modo que
se logre la compatibilidad que requiere el HDM-4 con los
protocolos y metodologías de evaluación propios de cada
organismo o país.
Fortalecer la capacitación en aquellos temas que faciliten
los procesos de parametrización, configuración y
calibración de la herramienta.
Fomentar la capacitación en temas específicos que vayan
creando la necesidad y la conciencia de la potencia e
importancia de las nuevas incorporaciones con que cuenta
la versión 2.0.
Entender que en 10 años se ha formado en
Latinoamérica una masa critica de expertos que están
dispuestos a compartir su experiencia y a seguir
investigando.
Se debe comprender la idiosincrasia de cada país,
por ello para trabajar en Latinoamérica hay que
vivirla y sentirla

43. 43
Muchas gracias por su
amable atención!!!
Ing. Mauricio Salgado Torres M.Sc.