¿Qué es un PCI Proxy?
PCI Proxy, Aproximación Visual del Grado de Condición
Definición y Necesidad
Un PCI Proxy (aproximación visual del grado de condición) es una estimación de la condición derivada de características visibles en la imagen de la superficie del pavimento, que se usa en lugar del Índice de Condición del Pavimento (PCI) cuando no se dispone de un estudio completo de deterioros. En investigación y en algunos proyectos piloto de agencias suele expresarse como un grado ordinal aproximado, por ejemplo de 1 (bueno) a 5 (grave), en lugar del PCI de 0 a 100. Aproxima el índice sin requerir un estudio de deterioros en campo, el cálculo de valores de deducción ni el protocolo de muestreo de ASTM D5340 (aeropuertos) o ASTM D6433 (carreteras y estacionamientos).
TarmacView no ha construido un PCI proxy.
La necesidad de proxies surge de una tensión en la gestión de pavimentos. El estudio PCI oficial ofrece los datos de condición más autorizados, pero es laborioso y lento. La norma exige que inspectores capacitados recorran cada unidad de muestra, identifiquen los tipos de deterioro de la lista estándar, asignen a cada uno una severidad baja, media o alta, midan las cantidades, las conviertan en densidades y apliquen las curvas de valores de deducción. Un estudio que cubra las pistas, calles de rodaje y plataformas de un aeropuerto puede llevar semanas de trabajo de campo, y una red viaria extensa puede estudiarse por completo solo una vez cada pocos años.
Un proxy cubre la brecha entre esos estudios completos. Como trabaja con imágenes que pueden obtenerse desde vehículos que circulan sobre el pavimento o desde drones, puede actualizarse con más frecuencia y cubrir más superficie. Es una herramienta de cribado que dirige el estudio completo hacia las secciones que más lo necesitan, no un sustituto de ese estudio.
PCI Proxy frente al PCI Oficial
El PCI oficial es una calificación cardinal de 0 a 100 que cuantifica la integridad estructural y el estado operativo de la superficie de un pavimento. El método fue desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos en los años setenta para la gestión de pavimentos de aeródromos, y ASTM International lo adoptó después para carreteras, estacionamientos y, mediante ASTM D5340, aeropuertos.
El proceso oficial divide la red en ramales, secciones y unidades de muestra. En cada unidad de muestra el inspector registra cada deterioro presente, como agrietamiento por fatiga (piel de cocodrilo), agrietamiento en bloque, grietas longitudinales y transversales, ahuellamiento, desgranamiento, parcheos y baches, con una severidad baja, media o alta y una cantidad medida. La densidad es la cantidad dividida por el área de la unidad de muestra. Los valores de deducción se leen de curvas normalizadas para cada deterioro, severidad y densidad, y después se ajustan con un procedimiento de corrección que tiene en cuenta varios deterioros que actúan a la vez. El PCI es 100 menos el mayor valor de deducción corregido, y se traduce en una categoría que va desde Bueno hasta Fallido.
Un proxy se aparta de este método en tres aspectos. Primero, muchos proxies usan una escala ordinal (unos pocos grados) en lugar de una escala cardinal de 0 a 100. Un pavimento de grado 3 está peor que uno de grado 2, pero los escalones no son iguales en ninguna unidad medible, lo que resulta aceptable cuando el objetivo es ordenar secciones y no obtener precisión. Segundo, un proxy deriva su grado de características obtenidas de la imagen en lugar de medir en campo cada tipo y severidad de deterioro. Tercero, un proxy puede usar tablas de reglas o un modelo entrenado en lugar de curvas de valores de deducción, lo que cambia la facilidad con la que se puede auditar la asignación.
| Aspecto | PCI oficial (ASTM D5340 / D6433) | PCI Proxy |
|---|---|---|
| Escala | Cardinal de 0 a 100 | Normalmente ordinal, unos pocos grados |
| Tipos de deterioro | Catálogo completo de la norma | Geometría de grietas y unos pocos defectos visibles |
| Severidad | Baja, media o alta para cada deterioro | Con frecuencia, bandas de ancho de grieta |
| Medición | Cantidades de campo por unidad de muestra | Basada en imagen, por ejemplo porcentaje de área agrietada |
| Cálculo | Curvas de valores de deducción y corrección | Tablas de reglas o modelo entrenado |
| Esfuerzo de campo | Alto, los inspectores recorren las unidades de muestra | Bajo, imágenes desde un vehículo o un dron |
| Contenido de ligante, densidad, daño por agua | No se miden directamente | No se miden |
| Capacidad estructural | No se mide | No se mide |
| Uso más adecuado | Decisiones finales de ingeniería y cumplimiento normativo | Cribado y seguimiento |
Cómo se Construyen los Proxies
La mayoría de los proxies parten de características que pueden leerse en una imagen de la superficie. Las más habituales son la proporción de superficie cubierta por grietas, el tipo de grieta (piel de cocodrilo, en bloque, longitudinal, transversal), el ancho de grieta y la presencia de parcheos, baches, desgranamiento o deformación visible. Algunos proxies añaden una puntuación global de calidad superficial que recoge la textura, el estado del árido y el color de oxidación, aspectos que los simples recuentos de grietas no captan.
Son habituales dos estilos de construcción. Los proxies basados en reglas asignan las características a un grado mediante una tabla publicada, de modo que un revisor puede ver por qué una sección recibió su grado y recalibrar los umbrales para los materiales y el tráfico locales. Los proxies aprendidos entrenan un modelo con imágenes calificadas por expertos. Un enfoque de investigación muy utilizado calcula un embedding de cada imagen con un modelo de visión autosupervisado y luego asigna el grado comparándola con las imágenes de referencia calificadas más cercanas, mediante una votación de k vecinos más próximos. Los proxies aprendidos pueden captar la textura superficial que las reglas no recogen, pero son más difíciles de auditar y dependen de que las imágenes de entrenamiento coincidan con el tipo de pavimento y las condiciones de captura en uso.
El área y el ancho de las grietas suelen obtenerse mediante segmentación a nivel de píxel de las grietas, seguida de esqueletización y de medidas de distancia a través de la grieta para estimar el ancho. La precisión comunicada para la estimación del ancho en estudios controlados ronda el 90 por ciento (Ibragimov et al., 2024, Sensors), y disminuye con el desenfoque, las sombras y la textura de la superficie.
Cómo se Validan los Proxies frente al PCI de ASTM D5340
Un proxy vale tanto como su concordancia con el índice oficial. La validación empareja cada grado del proxy con el PCI medido en la misma unidad de muestra, de forma que las imágenes y los estudios de campo cubran el mismo pavimento. En aeropuertos, las unidades de muestra de ASTM D5340 son de unas 20 losas para hormigón o de unos 5,000 square feet para asfalto, lo que fija la unidad de comparación.
Las medidas de validación habituales son la correlación de rangos entre el grado del proxy y el PCI, la proporción de unidades de muestra en las que el proxy cae a un grado de la banda de calificación del PCI, y una matriz de confusión que muestra en qué grados vecinos se confunde el proxy. Como ambas cosas se miden en momentos distintos, importa el desfase entre la captura de imágenes y el estudio, así como comprobar los deterioros que el proxy no puede ver. Un proxy validado en una red, un clima y un tipo de pavimento concretos no se traslada automáticamente a otro, por lo que lo habitual es calibrarlo localmente con una muestra de estudios completos.
Bandas de Ancho de Grieta AASHTO en los Proxies
Los proxies que usan el ancho de grieta suelen seguir bandas derivadas de AASHTO PP44 y PP67, que fijan protocolos para cuantificar las grietas en la superficie de pavimentos asfálticos. Las bandas son coherentes con las clases de severidad del Long-Term Pavement Performance (LTPP) Distress Identification Manual de la FHWA.
| Banda | Rango de ancho | Descripción visual | Equivalente de severidad LTPP |
|---|---|---|---|
| Capilar | menor de 0,1 mm | Apenas visible, requiere inspección de cerca | Por debajo de severidad baja |
| Estrecha | de 0,1 a 1,0 mm | Una línea fina visible desde la altura de una persona | Baja |
| Media | de 1,0 a 3,0 mm | Claramente abierta, con los bordes intactos | Media |
| Ancha | de 3,0 a 19,0 mm | Abertura significativa, los bordes pueden deteriorarse | Alta |
| Descascarada | mayor de 19,0 mm | Bordes desprendidos, pérdida de material | Alta con descascaramiento |
El ancho aborda una debilidad conocida del porcentaje de área agrietada por sí solo. Dos pavimentos con el mismo 10 por ciento de área agrietada pueden estar en condiciones muy distintas si uno solo tiene grietas térmicas capilares y el otro tiene piel de cocodrilo abierta. Dar más peso a las grietas más anchas es una forma habitual de separar ambos casos.
Limitaciones: Sin Contenido de Ligante, Sin Densidad, Sin Progresión de Daño por Agua
Un PCI Proxy tiene limitaciones fundamentales. No son defectos de un producto concreto, sino el límite de lo que pueden mostrar las imágenes de la superficie.
El contenido de ligante es la proporción de ligante asfáltico en la mezcla. Se determina en laboratorio mediante extracción (AASHTO T164, ASTM D2172) o calcinación (AASHTO T308, ASTM D6307). La inspección visual no puede distinguir una mezcla óptima de una rica en ligante, que puede exudar y deformarse, ni de una pobre en ligante, que puede desgranarse y agrietarse. La decoloración de la superficie sugiere oxidación, pero no cuantifica las demás propiedades restantes del ligante.
La densidad del pavimento, es decir, la densidad in situ o los huecos de aire de la capa asfáltica, no puede medirse a partir de imágenes de superficie. Los huecos de aire por debajo de aproximadamente el 3 por ciento implican riesgo de exudación y ahuellamiento, mientras que por encima de aproximadamente el 8 por ciento implican riesgo de oxidación acelerada, daño por humedad y agrietamiento. La densidad se obtiene con densímetros nucleares (ASTM D2950), con testigos ensayados en laboratorio (ASTM D2726, D6752) o con métodos electromagnéticos no destructivos.
El daño por agua, la progresión de la separación del ligante respecto del árido, comienza dentro del pavimento y es invisible en la superficie hasta que avanza a desgranamiento, bacheo o agrietamiento. La susceptibilidad a la humedad se evalúa con AASHTO T283 o con el ensayo de rodadura Hamburg, y la separación en un pavimento existente se confirma mediante extracción de testigos.
Entre las limitaciones adicionales figuran la capacidad estructural (ensayos de deflexión con FWD o HWD), la condición de la subrasante, la eficiencia de transferencia de carga en las juntas, el espesor de las capas (georradar, testigos o registros de obra) y la vida útil remanente (análisis mecanicista-empírico). Un proxy refleja solo la condición visible de la superficie. Es un indicador funcional, no una herramienta de evaluación estructural.
Cómo Comunicar un Proxy con Transparencia
Un proxy es más fácil de confiar cuando explica su propio resultado. La buena práctica consiste en informar de los valores de entrada que sustentan cada grado, de la versión de la regla o del modelo que lo produjo, y de un indicador de confianza que marque la mala calidad de la imagen, la mala iluminación o las características ambiguas para revisión humana, en lugar de emitir un grado definitivo. La transparencia permite a los ingenieros validar el proxy con su propio criterio, recalibrar los umbrales para las condiciones locales y auditar los grados inesperados.
Cada resultado de un proxy debe llevar las mismas advertencias que las limitaciones anteriores. El grado se deriva solo de características visibles en la superficie: el contenido de ligante, la densidad, el daño por agua y la capacidad estructural no se miden, y el proxy no debe sustituir a los ensayos de laboratorio o de deflexión cuando esas propiedades importan. Es una herramienta de cribado, y los grados deben validarse mediante inspección de campo antes de que guíen decisiones finales de ingeniería, asignación presupuestaria o cumplimiento normativo.
Cuándo se Necesita un Estudio PCI Completo
Un proxy sirve para el cribado rápido, el seguimiento frecuente y la priorización a nivel de red. Un estudio completo según ASTM D5340 o D6433 es necesario en circunstancias concretas.
El cumplimiento normativo es el motivo más habitual. En los pavimentos aeroportuarios de Estados Unidos, la FAA Advisory Circular 150/5380-7B (Airport Pavement Management Program) exige estudios PCI de pistas, calles de rodaje y plataformas en los aeropuertos con obligaciones federales, siguiendo ASTM D5340 y con inspectores cualificados. Un proxy no puede sustituir ese requisito, aunque sí puede añadir instantáneas de condición entre los estudios oficiales. La gestión de pavimentos del U.S. Army Corps of Engineers para aeródromos militares también se basa en estudios PCI completos a intervalos fijados.
Las decisiones de inversión de capital importantes, como rehabilitación, reconstrucción o ampliación, justifican un estudio completo, porque la selección del tratamiento y la estimación de cantidades necesitan datos específicos de cada deterioro. El análisis de valores de deducción muestra qué deterioros determinan la puntuación y, por tanto, cuáles debe resolver el tratamiento elegido.
La investigación forense de un fallo prematuro necesita datos de tipo, severidad y densidad de deterioro, combinados con testigos, ensayos de laboratorio y ensayos estructurales. Un proxy por sí solo no puede respaldarla.
El diseño de pavimentos y de sobrecapas necesita datos de capacidad estructural que ni el PCI ni un proxy proporcionan, y algunos procedimientos de diseño toman la puntuación cardinal del PCI como dato de entrada, algo que un proxy ordinal no puede suministrar.
La discrepancia entre evaluaciones proxy también es un desencadenante. Cuando varias imágenes de la misma sección producen grados que difieren en más de dos grados ordinales, o bien la sección es muy variable o bien la calidad de la imagen distorsiona el resultado, y un estudio completo lo resuelve.
Los ensayos de aceptación de obra nueva se basan en ensayos normalizados de densidad, regularidad, espesor y resistencia, no en grados de condición.
| Condición | Acción recomendada | Justificación |
|---|---|---|
| Cribado rutinario de la red | Proxy suficiente | Rápido, bajo coste, alta cobertura |
| Seguimiento frecuente entre estudios | Proxy suficiente | Actualizaciones frecuentes sin coste de campo |
| Cumplimiento normativo (FAA, USACE) | Estudio PCI completo obligatorio | Mandato normativo |
| Proyecto de capital importante | Estudio PCI completo recomendado | Datos detallados para diseño y estimación de costes |
| Investigación forense | Estudio PCI completo y ensayos de laboratorio | Determinación de la causa raíz |
| Diseño de sobrecapa | Estudio PCI completo y FWD | Requisitos de datos de diseño |
| Discrepancia de grado proxy superior a 2 grados | Estudio PCI completo recomendado | Resolver la incertidumbre |
| Ensayos de aceptación | Ensayos de aceptación normalizados | Especificaciones contractuales |
El proxy y el estudio completo son herramientas complementarias. Un programa de gestión de pavimentos que cribe con frecuencia mediante proxy y estudie en profundidad donde importa logra el mejor equilibrio entre calidad de los datos, cobertura y coste.
Preguntas Frecuentes
- ¿Cuál es la diferencia entre un PCI Proxy y un PCI oficial ASTM D5340 o D6433?
- El PCI oficial es un número de 0 a 100 calculado a partir de un estudio de campo. Los inspectores recorren las unidades de muestra, registran cada tipo de deterioro con severidad baja, media o alta, miden las cantidades, las convierten en densidades de deterioro y restan de una puntuación perfecta de 100 los valores de deducción tomados de curvas normalizadas. La ASTM D5340 se aplica a pavimentos aeroportuarios y la ASTM D6433 a carreteras y estacionamientos. Un PCI Proxy, en cambio, deriva una estimación de la condición únicamente de características visibles en la imagen, como el área y el tipo de grieta, sin medir en campo la densidad de cada deterioro. No puede detectar la degradación del ligante, la pérdida de densidad, el daño por humedad en la subrasante ni la pérdida de capacidad estructural. El PCI oficial es una escala cardinal que respalda los cálculos de ingeniería, mientras que un proxy suele ser una aproximación ordinal para el cribado.
- ¿Cómo se construye y valida un PCI Proxy?
- Un proxy parte de características que pueden leerse en imágenes del pavimento, normalmente el porcentaje de área agrietada, el tipo de grieta, el ancho de grieta y la presencia de parcheos, baches o desgranamiento. Estas características se asignan a un grado con tablas de reglas transparentes o con un modelo entrenado, por ejemplo uno que compara embeddings de imágenes con imágenes de referencia ya calificadas. La validación compara el proxy con los valores oficiales de PCI en las mismas unidades de muestra. Los investigadores informan de la correlación de rangos, la proporción de secciones calificadas dentro de un grado de la calificación oficial y una matriz de confusión, y comprueban que las imágenes y los estudios coinciden en el espacio y en el tiempo. Un proxy que no se ha contrastado con estudios de la red local no debe considerarse fiable.
- ¿Cuáles son las limitaciones de un PCI Proxy?
- Un PCI Proxy tiene varias limitaciones fundamentales. El contenido de ligante no puede evaluarse a partir de imágenes, porque la oxidación y la fragilización del ligante requieren ensayos de laboratorio como la extracción o la prueba de penetración. La densidad del pavimento no puede medirse visualmente, ya que los huecos de aire y la compactación requieren densímetros nucleares, testigos o georradar. El daño por agua, el desprendimiento y el deterioro por ciclos de hielo y deshielo empiezan dentro de la estructura y necesitan ensayos de laboratorio como AASHTO T283 o la extracción de testigos. La condición de la subrasante es invisible desde la superficie, y la capacidad estructural requiere ensayos de deflexión con FWD o HWD. Un PCI Proxy es una aproximación visual para el cribado, no una base para decisiones finales de ingeniería.
- ¿Cuándo se necesita un estudio PCI completo en lugar de un PCI Proxy?
- Se necesita un estudio PCI completo cuando hay que cuantificar el contenido de ligante o su estado de oxidación, cuando la densidad y los huecos de aire in situ son requisitos de especificación, cuando se sospecha daño por humedad en la subrasante o deterioro por ciclos de hielo y deshielo, cuando la capacidad estructural es necesaria para el diseño de sobrecapas o la clasificación de carga, cuando el pavimento es candidato a una inversión de capital importante, o cuando la normativa lo exige, como hace la FAA AC 150/5380-7B para los pavimentos de aeropuertos con obligaciones federales. También está justificado cuando los grados proxy de varias imágenes de la misma sección difieren en más de dos grados ordinales. Un PCI Proxy puede ayudar a decidir qué secciones merecen un estudio completo, pero no lo sustituye.
- ¿Cuáles son las bandas de ancho de grieta AASHTO que utilizan los proxies?
- Los proxies que usan el ancho de grieta suelen seguir bandas derivadas de AASHTO PP44 y PP67: capilar (menor de 0,1 mm, apenas visible), estrecha (de 0,1 a 1,0 mm, una línea fina), media (de 1,0 a 3,0 mm, claramente abierta), ancha (de 3,0 a 19,0 mm, abertura significativa con posible deterioro de los bordes) y descascarada (mayor de 19,0 mm, bordes desprendidos con pérdida de material). Las bandas siguen las clases de severidad del Distress Identification Manual del Long-Term Pavement Performance (LTPP) de la FHWA. El ancho importa porque las grietas anchas y descascaradas dejan entrar más agua y pierden más transferencia de carga que las grietas capilares o estrechas con la misma área, por lo que un proxy que ignore el ancho puede calificar igual pavimentos muy distintos.
Esta es una entrada de referencia. TarmacView proporciona servicios de inspección con drones y no vende los equipos ni materiales descritos en este glosario.
