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Estudio de los factores que influyen en la calidad de las vías en Urbanizaciones de David y Dolega

Proyecto Final Metodología de La Investigación

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Este proyecto contempla un estudio realizado sobre las diferentes urbanizaciones en los distritos de David y Dolega, en el cual se estudian la calidad de las calles de estas urbanizaciones, con el propósito de detectar cuales son los factores mas críticos en el diseño y construcción de una calle dentro de una urbanización. al final del estudio se dan los resultados que se obtuvieron, lo cual permite tener un patrón guía para todas las demás urbanizaciones a estudiar.

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Estudio de los factores que influyen en la calidad de las vías en Urbanizaciones de

David y Dolega

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Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Civil

Ingeniería Civil

Metodología de la Investigación

Anteproyecto de Investigación

Estudio de los factores que influyen en la calidad de las vías en Urbanizaciones de David y Dolega

Estudiantes

Tathiana Arrocha (7-708-2130)Javier Ávila (4-762-1486)

Enibeth Miranda (4-790-1897)Gustavo Montenegro (4-766-271)

Facilitador:

Odilio Ayala

Grupo:2IC251

Primer semestre - 2015

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Índice

PresentaciónResumen Ejecutivo1. Capítulo I - Marco Introductorio

1.1. Descripción de la problemática1.2. Justificación1.3. Objetivos

1.3.1.Generales1.3.2.Específicos

1.4. Hipótesis1.5. Alcances y limitaciones

2. Capítulo II - Marco Teórico3. Capítulo III – Metodología

3.1. Tipo de investigación3.2. Variables

3.2.1.Tipo de Rodadura3.2.2.Revestimiento de cunetas3.2.3.Bombeo de la rodadura3.2.4.Nivel de Satisfacción 3.2.5.Perfil Económico

3.3. Población y muestra 3.4. Instrumentos de recolección de datos3.5. Tratamiento de los Datos

4. Capítulo IV – ResultadosConclusionesRecomendaciones Bibliográfica

Presentación

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La investigación presentada consiste en el análisis de factores que afectan la calidad de las calles en urbanizaciones de la provincia de Chiriquí, específicamente en los distritos de David y Dolega; en la misma buscamos definir qué acciones provocan el deterioro prematuro de las calles de estas urbanizaciones, tratando de este modo de proponer soluciones que puedan ser aplicadas en futuras construcciones.

Esta investigación se ha dividido en 4 secciones o capítulos que son: 1. Marco Introductorio, 2. Marco Teórico, 3. Metodología y 4. Resultados. En el capítulo 1 se describe el problema que se está analizando y su justificación, además de los objetivos que se pretenden lograr con esta investigación y las hipótesis planteadas.

En el capítulo 2 se explican brevemente los factores que provocan el deterioro de una carretera en base a estudios que se han realizado tanto en entidades nacionales como internacionales; el capítulo 3 abarca los detalles del tipo de investigación que se realiza, las distintas variables en estudio y la recolección y tratamiento los de datos.

Finalmente el capítulo 4 muestra los resultados arrojados por las herramientas de análisis de datos empleadas. Estos resultados son utilizados para formular de manera formal las conclusiones de la investigación, presentadas al final de este documento.

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Resumen Ejecutivo

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Capítulo IMarco Introductorio

1.1. Descripción de la problemática

El deterioro de las calles en las ciudades de nuestro país es un problema en constante crecimiento, debido a la falta de mantenimiento de las estructuras que se construyen y a los diseños que muchas veces tienen una vida útil muy corta, además de otros factores como la calidad de los materiales que se utilizan y los métodos constructivos que no son correctamente inspeccionados.

En la actualidad, el rápido crecimiento de la población ha dado lugar al desarrollo de proyectos residenciales que se han convertido en una opción ampliamente aceptada, sin embargo a pesar de que los proyectos sean relativamente nuevos, estos empiezan a sufrir de un deterioro rápido en las vías internas, causando molestias entre los transeúntes y generando pérdidas económicas a los conductores por el daño a los vehículos, además del deterioro de la calidad de vida de los habitantes.

En Panamá, el encargado del desarrollo de las normas de diseño de vías para las urbanizaciones es el Ministerio de Obras Públicas, quien también se encarga tanto de la aprobación de planos de diseño como de la inspección de las obras, con el objetivo de asegurar que las personas reciban vías duraderas y que cumplan con estándares que brinden seguridad al usuario, sin embargo, este objetivo no siempre se cumple.

La presente investigación se centra en el deterioro de vías cuya superficie de rodadura está construida a base de Hormigón Asfaltico (hormigón bituminoso, mezcla asfáltica o concreto bituminoso) que consiste en un agregado de asfalto y materiales minerales (gruesos y finos) que se mezclan juntos, se distribuyen en capas y se compactan. Debido a sus propiedades, es el material más común en los proyectos de construcción de urbanizaciones para las superficies de rodadura de carreteras, debido a que presenta beneficios en términos de durabilidad de la superficie, soporte de neumáticos, eficiencia de frenado y disminución del ruido (John Shadely, 1973).

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Una vez se han realizado los estudios técnicos de volúmenes de tráfico para los que se diseñará, se debe conocer los parámetros con los cuales se debe cumplir dentro del diseño. En Panamá, el Ministerio de Vivienda y Ordenamiento Territorial (MIVIOT) establece en el Decreto Ejecutivo No. 36, del 31 de agosto de 1998 que los anchos mínimos para las servidumbres internas de la urbanización serán los siguientes:

Vía Colectora (V-C): 15.00 metros. Vía Local (V-L): 12.00 metros (cordón cuneta); 12.80 m. (cuneta

abierta). Vía Marginal (V-M): 10.00 metros. Calle sin salida: De 10.80 metros para calles con cordón cuneta con

una longitud de hasta 60 metros. De 12.00 metros, para calles con cordón cuneta, dependiendo de su longitud y de los lotes servidos. De 12.80 metros con cuneta abierta, dependiendo de su longitud y de los lotes servidos.

Veredas Peatonal de Paso (V-PE) De 2.00 metros

El ancho de rodadura será la sección pavimentada de la vía que va de cordón a cordón. Los anchos mínimos de rodaduras para las vías internas serán los siguientes:

Vía Colectora (VC): 8.00 metros Vía Local (V-L): 6.00 metros a 8.00 metros Vía Marginal (V-M): 6.00 metros Calle sin salida (C-S): 6.00 metros Vereda Peatonal (V-PE): 1.20 metros

Además se puede encontrar esquemas de secciones típicas de calles clasificadas por el tipo de material de la rodadura y el tipo de cunetas.

El Ministerio de Obras Públicas en su Manual de Requisitos y Normas Generales actualizadas para la Revisión de Planos. Panamá: 2004, presenta las especificaciones mínimas que deben tener las calles en cada una de las capas que esta posee. Las especificaciones mínimas varían según el área donde la calle será construida (área urbana, área sub-urbana, urbanizaciones de interés social y áreas rurales) y el tipo de vía (primaria, secundaria o terciaria). Esta información puede encontrarse desde la página 21 a la 64.

Se generan entonces, preguntas de investigación como las siguientes:

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¿Qué factores influyen en el deterioro de las calles de urbanizaciones en los Distritos de David y Dolega?

¿Qué percepción tienen los habitantes acerca de la calidad y el estado de las vías en sus respectivas urbanizaciones?

¿Qué recomendaciones se pueden proponer para evitar el daño prematuro de las vías en urbanizaciones de los Distritos de David y Dolega?

¿Existe una relación entre el perfil económico de las urbanizaciones con la calidad de las vías que se construyen en ellas?

1.2. Justificación

Las urbanizaciones que poseen calles en mal estado con muestras de deterioro prematuro como baches, hundimientos, grietas, entre otras, generan molestias en los residentes de las mismas; esto se ve reflejado en pérdidas económicas, daños de vehículos, mayor inversión de tiempo para llegar a los trabajos, falta de transporte público en esas áreas y demás; todos estos casos generan la necesidad de investigar cuáles son las razones principales que ocasionan este deterioro, para poder así establecer factores críticos que se puedan corregir e implementar en futuros proyectos.

Para construir las calles de las urbanizaciones es necesario seguir ciertas normas establecidas por el Ministerio de Obras Públicas, el correcto funcionamiento de las calles depende básicamente de la implementación adecuada de estas normas y de brindar un mantenimiento frecuente; sin embargo en muchas urbanizaciones no se siguen estos lineamientos, generando los problemas anteriormente mencionados; esta investigación busca establecer cuáles normas se están cumpliendo y cuáles no, y comparar entre las urbanizaciones investigadas con el objetivo de establecer una relación entre las mismas.

Una vez finalizada la investigación conoceremos cuáles son las actividades más críticas que afectan las calles de estas urbanizaciones, y de ser tomadas en cuenta en futuros proyectos, estaremos contribuyendo a mejorar la calidad de vida de las personas que residen en estas áreas, además de implementar algunas otras características como la mejora de los sistemas de drenaje que haga posible la evacuación del agua sin que esta llegue a afectar la capa asfáltica.

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1.3. Objetivos

1.3.1. Generales Determinar los factores que influyen en el deterioro de las

calles de urbanizaciones en David y Dolega. Evaluar como incide el deterioro de las calles en las

urbanizaciones de David y alrededores en los habitantes, transeúntes así como los peatones.

1.3.2. Específicos Recopilar y analizar la literatura existente acerca del

comportamiento los sistemas estructurales para vías, específicamente de concreto asfáltico.

Recopilar y analizar la literatura existente acerca de los factores más influyentes en el deterioro de las calles de concreto asfaltico.

Realizar la medición de las distintas variables dentro de las urbanizaciones seleccionadas para el estudio.

Medir la opinión que tienen los habitantes de las urbanizaciones acerca del estado y la funcionalidad de sus vías.

Proponer posibles soluciones que ayuden a retardar el deterioro de las vías en urbanizaciones.

1.4. Hipótesis

La falta de revestimiento con concreto de las cunetas abiertas facilita la infiltración de agua sobre la sub-base, la cual es debilitada y susceptible a sufrir hundimientos.

El diseño incorrecto del bombeo de la calzada en calles de asfalto no favorece al rápido drenado del agua, ya que se infiltra sobre la rodadura y debilita la sub base.

A mayor perfil económico de la urbanización mayor calidad de las calles.

Los habitantes de las urbanizaciones perciben que el deterioro de las calles influye negativamente sobre su calidad de vida.

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1.5. Alcances y limitaciones

Analizar el tema del deterioro de las calles en urbanizaciones de David y Dolega es importante y complejo a la vez, debido a que existen factores o variables que podrán medirse con facilidad y otras que de ante mano se conoce su influencia a la aparición de rajaduras, baches o huecos en las vías. Los parámetros descritos por el MOP como pendiente de bombeo y cunetas abiertas revestidas podrán ser medidos en el desarrollo de la investigación; a su vez el perfil económico de la urbanización, la antigüedad de la vía y condiciones en la que esté nos ayudara a encontrar la relación o no de estos factores con la aparición de daños en las vías. Al final de la investigación se mostraran los resultados obtenidos sobre estas variables y su influencia o no con el deterioro de las calles en las urbanizaciones.

Existen otros factores muy importantes que pueden afectar al deterioro de las calles, la calidad de los materiales así como la capacidad de diseño. Pero estos factores determinan las limitantes que se muestran a continuación:

Debido a que las calles se encuentran hechas es imposible determinar la calidad de los materiales utilizados en su construcción.

De igual manera cualquier otro análisis que tenga que ver con los métodos constructivos de las calles se hace casi imposible debido a las empresas no se comprometerán a revelar sus métodos.

No se cuenta con instrumentos especializados para realizar análisis complejos sobre las vías, estos análisis nos ayudarían a conocer la capacidad de carga para la cual fue diseñada una vía (tipo de vehículos que pueden transitar). Sin embargo, debido a que este proceso es complejo y se necesitan equipos especializados se convierte en una limitante.

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Capítulo IIMarco Teórico

El comportamiento de los sistemas estructurales que se utilizan en las vías es un tema de gran interés para los ingenieros y las instituciones que se dedican a la elaboración de normativas para el diseño, construcción y mantenimiento de las mismas. De acuerdo al Consejo de Directores de Carreteras de Iberia e Iberoamérica, el deterioro del asfalto puede incluir el desgaste de la capa superficial, baches y hundimientos, además el clima juega un papel importante dentro del comportamiento de las rodaduras asfálticas ya que en climas fríos, el agua superficial puede congelarse en las grietas y en los huecos del asfalto, generando presión y rompiéndolo, mientras que en los climas cálidos la mezcla puede calentarse, generando huellas de neumáticos y baches.

El Programa de Carreteras Locales de la Universidad de Cornell en Nueva York describe que existen principalmente dos factores que contribuyen al deterioro del asfalto; en primer lugar se encuentran los factores ambientales, donde se incluye el calor, el frío, el agua y la radiación solar que degrada el material de forma mecánica o química, además de los daño producido por el tráfico producto del peso y el paso de autobuses y camiones, generando fatiga en el material. Sin embargo, los

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baches se pueden formar por diferentes motivos, entre los que se encuentran:

Uso de materiales de baja calidad Exceso de tráfico Erosión provocada por las lluvias Actividad geológica Fugas de agua Exceso de peso sobre el pavimento Falta de mantenimiento

Otra de las organizaciones que se ha interesado por el estudio del comportamiento de los sistemas estructurales de carreteras es el Programa Local de Asistencia Técnica (LTAP por sus siglas en Ingles) que es parte de La Administración Federal de Carreteras en Estados Unidos (FHWA). En ella se establece que la vida de una carretera puede ser prolongada a través de un buen diseño y llevando a cabo buenas prácticas de mantenimiento y construcción. Para la realización del diseño de las vías, los ingenieros miden el tráfico en la carretera, permitiendo estimar la carga que deberá soportar en el futuro. Una vez se ha definido este parámetro, se diseña el grosor del pavimento, además de la base y sub base que se encargaran de transmitir los esfuerzos al suelo.

Estudios realizados en Costa Rica por el Programa de Ingeniería en Infraestructuras del Transporte, presenta diversas alternativas para extender la vida útil de las vías. Estas se centran principalmente en mantener el agua fuera del pavimento, la sub base y el terraplén, además de mantener las cunetas limpias y los drenajes operativos. Las roturas por donde se puede infiltrar el agua deben ser reparadas con rapidez, para evitar que la rotura se vuelva mayor ya que si el número de roturas se incrementa, se requerirán reparaciones a mayor escala.

La Universidad Militar de Nueva Granada ha presentado investigaciones sobre las causas en obra y evaluación de costos por malas prácticas constructivas en la instalación de capas asfálticas, en esta se evaluaron condiciones comunes a las que se ve expuesta la mezcla asfáltica durante la ejecución del proceso de construcción de una carpeta asfáltica, se estudian los procedimientos que ocasionan daños prematuros, entre ellas se plantea una posible falta de capacitación del personal que se encuentra a cargo de la ejecución de la obra.

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Las carpetas asfálticas se ven afectadas muchas veces por factores ambientales, como la temperatura y la humedad, la Pontificia Universidad Javeriana de Bogotá ha realizado estudios sobre este tema, para determinar el grado de afectación que tienen estos factores, específicamente la humedad, sobre las carpetas asfálticas, lo que ocasiona un deterioro prematuro de las mismas.

Un fenómeno comúnmente observado en pavimentos flexibles es el hundimiento del mismo. El hundimiento no es más que una depresión canalizada en la huella de circulación de los vehículos. Estudios en El Salvador muestran que el hundimiento generalmente se produce en verano, ya que las temperaturas altas aumentan la componente plástica de deformación del asfalto, por lo tanto aumentan las deformaciones remanentes. En ocasiones el hundimiento se puede producir en forma parcial en dos o tres veranos consecutivos.

El consejo de directores de carreteras de Iberia e Iberoamérica publicó un catálogo de deterioro de pavimentos flexibles. Este documento agrupa los deterioros del pavimento flexible es tres grandes grupos: los de superficie, los de estructura y los que encuentran su origen en la construcción. Estos a su vez se dividen en subgrupos; el documento crea fichas técnicas para cada subgrupo ofreciendo una forma de evaluar el pavimento, trabajos típicos de corrección y las causas más comunes que dan origen al deterioro descrito.

Capítulo IIIMetodología

3.1. Tipo de investigación

Esta investigación tiene un enfoque tanto cuantitativo como cualitativo ya varias de las variables de estudio son cuantificables, además de que se pretende conocer la opinión de los habitantes acerca de la condición que tienen las vías de sus urbanizaciones.

Según el propósito de la presente investigación, esta se clasifica en investigación aplicada ya que a través de ella buscamos posibles soluciones al mal estado de las vías en urbanizaciones de la región. El alcance de esta investigación es descriptivo y correlacional debido a que describimos nuestras variables y expresamos la relación que estas tienen

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con el problema en estudio. Finalmente, debido a que esta investigación es cuantitativa hay que aclarar que el diseño de la investigación será no experimental de tipo transeccional.

3.2. Variables

3.2.1. Tipo de RodaduraDefinición conceptual: es la superficie de la calle que se ve expuesta al tráfico. Esta puede ser de concreto, carpeta asfáltica o imprimación asfáltica. Definición Operacional:

Naturaleza: Cualitativa Valores finales: Carpeta asfáltica, carpeta de concreto, imprimación

asfáltica. Indicadores: tamaño de partículas, forma de las partículas, color, tipo

de material Instrumentos y procedimientos de medición: Todos los indicadores para esta variable serán verificados por

inspección visual. “Se establecerá como carpeta asfáltica, carpeta de concreto e imprimación asfáltica, de acuerdo a la comparación de los indicadores de tamaño y forma de las partículas, color y tipo de material, la verificación de estos indicadores será por medio de inspección visual.”

3.2.2. Revestimiento de cunetasDefinición conceptual: la cuneta es el componente de la sección de calzada que se utiliza principalmente para trasladar o conducir las aguas de lluvia fuera de la rodadura de la calle hacia los tragantes de los sistemas colectores. Definición Operacional:

Naturaleza: Cualitativa Valores Finales: Cordón cuneta, cuneta abierta Indicadores: revestimiento de concreto Instrumentos y procedimientos de medición: Este indicador se realizará por inspección visual, ya que en este caso

que se evalúa en esta investigación solo hay dos posibles alternativas.

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“Se expresará como cordón cuneta o cuneta abierta, de acuerdo a la verificación de la existencia o ausencia de revestimiento de concreto, la cual se realizará por inspección visual.”

3.2.3. Bombeo de la rodaduraDefinición conceptual: es la inclinación que posee una calle. Esta se diseña para evacuar el agua presente en la rodadura de la forma más rápida posible. Definición Operacional:

Naturaleza: Cuantitativa Valores finales: porcentaje de pendiente Indicadores: elevación del centro de la rodadura con respecto a sus

extremos Instrumentos y procedimientos de medición: Para la medición de este indicador se utilizará una plomada y un

nivel, colocando un hilo desde el centro de la rodadura hasta el extremo de la misma, midiendo la distancia que existe desde esta horizontal hasta el punto más bajo del extremo, realizamos cálculos para evaluar las pendientes.

“Se establecerá como un porcentaje de pendiente de acuerdo a la medición de la elevación del centro de la rodadura con respecto a sus extremos, la cual se realizará utilizando una plomada, un nivel e hilo, midiendo la elevación desde la horizontal del hilo hasta el punto más bajo del extremo y calculando la pendiente.”

3.2.4. Nivel de Satisfacción Definición conceptual: es un estado del cerebro producido por una mayor o menos optimización de la retroalimentación cerebral, en donde las diferentes regiones compensan su potencial energético, dando la sensación de plenitud, en este caso relacionado específicamente a las condiciones en las que se encuentran las calles de las urbanizaciones. Definición Operacional:

Naturaleza: Cualitativa Valores finales: No satisfecho, Poco satisfecho, Satisfecho, Muy

satisfecho Indicadores: estética, presencia de baches, hundimientos, fácil

transporte. Instrumentos y procedimientos de medición:

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Se realizará una encuesta a algunos residentes de las urbanizaciones en estudio, en el cual se planearán preguntas relacionadas a los indicadores que se buscan medir.

“Se expresará como no satisfecho, poco satisfecho, satisfecho o muy satisfecho, de acuerdo a la estética de las calles, presencia de baches y hundimientos, y al fácil transporte por las mismas, para medir el nivel de satisfacción se realiza una encuesta en el cual se plantean preguntas relacionadas a los indicadores que se buscan analizar.”

3.2.5. Perfil Económico Definición conceptual: es una medida total económica y sociológica combinada de la preparación laboral de una persona y de la posición económica y social individual o familiar en relación a otras personas, basadas en sus ingresos, educación y empleo; en este caso relacionado específicamente a la calidad de infraestructuras en urbanizaciones. Definición Operacional:

Naturaleza: Cualitativa Valores finales: Alto perfil económico, bajo perfil económico Indicadores: costo de las casas, tamaño de las viviendas, ubicación. Instrumentos y procedimientos de medición: Se realizará una encuesta en la que se plantearán preguntas

relacionadas a los indicadores mencionados. “Se expresa como alto o bajo perfil económico, de acuerdo a la ubicación, costo y tamaño de las viviendas, para ello se realizará una encuesta en la cual se plantearán preguntas relacionadas a los indicadores que se desean estudiar.”

3.3. Población y muestra

La población para este estudio serán todas la Urbanizaciones de los distritos de David y Dolega, de manera que se puedan evaluar aquellas calles que han sido transitadas por un periodo de tiempo considerable, como para que los factores en estudios sean realmente incidente en las condiciones de las vías.Se seleccionaron seis urbanizaciones utilizando un muestreo no aleatorio, basándonos en que las mismas tuvieran aproximadamente el mismo tiempo de haber sido establecidas (entre 2005 y 2015), considerando distintos perfiles económicos, además de que presentaran tanto calles en muy buen estado, como en muy mal estado.

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Las Urbanizaciones seleccionadas fueron: Villa Mercedes (David) Cuidad Acuario (David) El Robledal (David) Las Margaritas (David) Villa María (David) Los Valles de Algarrobos (Dolega)

Para la mediación de ciertas variables como el perfil económico y el nivel de satisfacción de los usuarios, se hará uso de una encuesta. Para la determinación del tamaño de la muestra se utilizará un muestreo aleatorio simple, asumiendo una población aproximada de 250 casas por urbanización y tomando en cuenta los siguientes parámetros:

Nivel de confianza o seguridad de 90% Precisión de 7% Proporción de 5%

Utilizando la hoja de Excel elaborada por Beatriz López Calviño y otros, facilitada por el profesor, se determinó el tamaño muestral basado en los valores antes mencionados y se obtuvo que la muestra para este estudio sea de 24 encuestas por urbanización.

3.4. Instrumentos de recolección de datos

Para realizar la medición de las variables “Tipo de rodadura” y “Revestimiento” se utilizará el instrumento de Observación; para medir

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estas variables se visitarán las urbanizaciones seleccionadas dentro de la muestra.

Las variables “Nivel de satisfacción” y “Perfil económico” serán medidas a través de un cuestionario, el cual tendrá un nivel de medición tipo nominal; las preguntas serán de tipo cerrada y su aplicación se hará a través de una entrevista personal.Para la medición de la variable “bombeo” se utilizarán instrumentos topográficos, lo cual entra en el tipo de instrumento específico de una disciplina.

3.5. Tratamiento de los Datos

Para el análisis de los datos recolectados a través de la encuesta, se utilizará el programa de Análisis Estadístico SPSS, que es muy conocido teniendo en cuenta su capacidad de trabajar con grandes bases de datos y por su sencilla interface para la mayoría de los análisis que realiza. Este programa consiste básicamente en un módulo base y módulos anexos que se actualizan constantemente con nuevos procedimientos estadísticos.A través del programa se analizarán los datos, generando graficas circulares que hagan más sencilla la interpretación de los mismos, y así poder hacer conclusiones acerca de si las hipótesis son correctas o no. Se busca determinar proporciones dentro de la muestra para determinar la opinión más aceptada por los usuarios de las calles en las urbanizaciones.Los resultados producto de la medición de las variables que no dependan de la encuesta, como “Tipo de rodadura”, “Revestimiento de cunetas” y “Bombeo de la rodadura”, serán tabulados directamente de acuerdo a su respectiva urbanización.

Capítulo IV

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Resultados

Conclusiones

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Recomendaciones

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Bibliográfica

Ministerio de Obras Públicas (MOP), República de Panamá. Disponible en Web: http://www.mop.gob.pa/sobre-el-mop/direcciones/direccion-de-estudios-y-disenos/

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Ministerio de Vivienda y Ordenamiento Territorial (MIVIOT), República de Panamá. Disponible en Web: http://www.miviot.gob.pa/?page_id=21

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