matriz multicriterio para la toma de decisiones en la
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“MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA INSTALACIÓN DE TUBERÍAS GENERALES DE ALCANTARILLADO MEDIANTE LOS MÉTODOS SIN ZANJA Y A ZANJA ABIERTA”
DAVID ANDRES SALAZAR MOLANO
Cod. 1220854
Trabajo presentado: requisito para optar al título de profesional ingeniería civil
Director: Ingeniero Felipe Santamaria Alzate
Co-Director: Ingeniero Edgar Ricardo Monroy
UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA
FACAULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA CIVIL
BOGOTÀ D.C
2020
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
2
Resumen
El presente proyecto consta de una matriz multicriterio que permite realizar un análisis técnico,
ambiental y social sobre la metodología a utilizar en la instalación de tuberías de alcantarillado,
para esto se asignó un valor cuantitativo para cada ítem a evaluar, estos valores se
establecieron mediante una exhaustiva investigación.
En Colombia, la toma de decisiones frente a la renovación de redes de alcantarillado no se basa
principalmente en métodos DST, probablemente por el desconocimiento de esta tecnología o a
la falta de desarrollo de métodos DST propios.
Por tal motivo este proyecto busca contribuir a la solución de la problemática expuesta
anteriormente, dando una herramienta que sirva como soporte para la toma de decisiones en
la instalación de tuberías mediante los dos tipos de métodos constructivos, de acuerdo a cada
modelo de proyección.
Para la generación del documento técnico de soporte se realizó una investigación de que
componentes influyen en el diseño de la instalación o renovación de las tuberías de
alcantarillado y que factores tendrán un mayor peso en cada componente para no ser afectadas
significativamente.
Se encontró que los componentes son: Tránsito y transporte, Social, Ambiental, Geotecnia,
Redes y Costos y presupuesto. Para estos componentes se definió cuáles son los criterios
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aplicables y cuál sería el valor porcentual de cada criterio en la afectación de escoger algún
método constructivo.
Ya definido que componentes son los influyentes y cuál es su valor relativo se precederá a
calificar las alternativas mediante la escala definida en la metodología AHP “Proceso de Análisis
jerárquico”.
Como resultado de estas calificaciones la matriz multicriterio arrojara que valor porcentual
tendrá cada alternativa de método constructivo y cual será mayormente viable en su ejecución.
Abstract
This project consists of a multi-criteria matrix that allows a technical, environmental and social
analysis to be carried out on the methodology to be used in the installation of sewer pipes, for
this a quantitative value was assigned for each item to be evaluated, these values were
established by means of a thorough investigation.
In Colombia, decision-making regarding the renewal of sewerage networks is not based mainly
on DST methods, probably due to ignorance of this technology or the lack of development of
their own DST methods.
For this reason, this project seeks to contribute to the solution of the problems set forth above,
providing a tool that serves as support for decision-making in the installation of pipes through
the two types of construction methods, according to each projection model.
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For the generation of the technical support document, an investigation was carried out on
which components influence the design of the installation or renovation of sewer pipes and
which factors will have a greater weight in each component so as not to be significantly
affected.
It was found that the components are: Traffic and transport, Social, Environmental,
Geotechnical, Networks and Costs and budget. For these components, the applicable criteria
were defined and what would be the percentage value of each criterion in the impact of
choosing a construction method.
Once defined which components are influential and what their relative value is, it will be
preceded to qualify the alternatives using the scale defined in the AHP methodology
"Hierarchical Analysis Process".
As a result of these qualifications, the multi-criteria matrix will show what percentage value
each alternative of construction method will have and which will be most viable in its
execution.
Palabras clave - Keywords
Documento técnico de soporte, matriz multicriterio, alcantarillado, costos, impacto ambiental,
impacto social.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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Objetivo General
Generar una herramienta de decisión con base a un análisis integral técnico, ambiental, social y
de costos. Mediante una matriz multicriterio que permita establecer que método constructivo
es más viable en la instalación de redes de alcantarillado.
Objetivos Específicos
Presentar las características distintivas de un proyecto e instalación de redes de
alcantarillado
Plantear los indicadores derivados de dichas características
Establecer los criterios para los indicadores de medición y puntuación. Mediante una
guía para su implementación.
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Tabla de contenido
Índice de Graficas ......................................................................................................................................... 9
Índice de Tablas .......................................................................................................................................... 10
Índice de Figuras ......................................................................................................................................... 11
1. INTRODUCCIÓN: ................................................................................................................................. 12
2. MARCO TEORICO ................................................................................................................................ 16
3. METODOS CONSTRUCTIVOS .............................................................................................................. 17
3.1. ZANJA ABIERTA ........................................................................................................................... 17
3.2. SIN ZANJA .................................................................................................................................... 20
3.2.1 Pipe Bursting .............................................................................................................................. 20
3.2.2 Reentubado (Relining) ............................................................................................................... 21
3.2.3 Tubería curada in situ (Cured in a place pipe) ........................................................................... 22
3.2.4 Perforación de tubería por golpeo (Pipe Ramming) .................................................................. 23
2.2.5 Perforación horizontal con tornillo sin fin ................................................................................. 24
2.2.6 Tubo hincado y microtunelado (Pipe jacking) ........................................................................... 24
2.2.7 Perforación horizontal dirigida (HDD)........................................................................................ 25
4. DOCUMENTO TECNICO DE SOPORTE ZANJA ABIERTA Y SIN ZANJA ................................................. 26
4.1. METODOLOGIA ........................................................................................................................... 26
4. Definir los criterios aplicables al caso ............................................................................................. 30
1. TRANSITO Y TRANSPORTE ............................................................................................................... 30
2. SOCIAL ............................................................................................................................................. 31
3. AMBIENTAL ..................................................................................................................................... 31
4. GEOTECNIA ..................................................................................................................................... 31
5. REDES .............................................................................................................................................. 32
6. COSTOS ........................................................................................................................................... 32
5. Definir cada uno de los criterios ..................................................................................................... 32
o Complejidad del PMT ...................................................................................................................... 32
Categoría I: Obras de interferencias mínimas. ................................................................................... 33
Categoría II: Obras de interferencias moderadas. .............................................................................. 33
Categoría III: Obras de interferencias altas o de gran impacto. ......................................................... 33
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A. Conectividad ................................................................................................................................... 36
B. Contribuye al mejoramiento y disfrute del espacio publico ........................................................... 37
Se refiere a la optimización del espacio público en la zona que genera satisfacción a la comunidad,
facilitando el desarrollo de diversas actividades; por tal razón a mayor mejoras del espacio público en
la zona, mayor calificación. ..................................................................................................................... 37
C. Preserva la actividad económica (industrial, comercial y servicios) ............................................... 38
Mide el fortalecimiento de las actividades económicas, es más favorable la alternativa que genere
menos afectación a las actividades económicas. ................................................................................... 38
D. Propicia la integración y el desarrollo de las relaciones sociales.................................................... 38
A mayor cantidad de organizaciones comunitarias, líderes y equipamientos, mayor calificación. ....... 38
A menor afectación de equipamientos sociales y adquisición predial mayor calificación. .................... 38
E. Preserva o mejora el acceso a equipamientos colectivos, deportivos y de servicios urbanos
básicos ..................................................................................................................................................... 38
Se refiere al fácil acceso a los equipamientos colectivos disponibles en el territorio. ........................... 38
A mayor índice de accesibilidad a equipamientos colectivos, mayor calificación. ................................. 38
C. Producción de RCDS ........................................................................................................................ 40
D. Alteración calidad paisajística ......................................................................................................... 40
5. Tipos de suelo ................................................................................................................................. 42
A. Suelo Rocoso ............................................................................................................................... 42
B. Suelo Arenoso: ............................................................................................................................ 43
C. Suelo Arcilloso: ............................................................................................................................ 44
D. Suelo Limoso ............................................................................................................................... 45
E. Suelo Orgánico ............................................................................................................................ 46
A. Longitud de tubería interferida ....................................................................................................... 47
B. Índice de diámetros interferidos de tubería ................................................................................... 47
C. Complejidad técnica de la solución................................................................................................. 47
D. Interferencia con otras redes .......................................................................................................... 48
Proximidad de otras instalaciones .......................................................................................................... 48
5. MATRIZ MULTICRITERIO METODOLOGIA SIN ZANJA ........................................................................ 62
5.1. Objetivo del proyecto ................................................................................................................. 62
4.1.1 Renovación de tubería existente ............................................................................................... 63
4.1.1.1 Diámetro ................................................................................................................................. 63
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4.1.1.2 Longitud .................................................................................................................................. 64
4.1.1.3 Costos ...................................................................................................................................... 66
4.1.2 Instalación de tubería nueva ..................................................................................................... 67
4.1.2.1 Longitud .................................................................................................................................. 67
4.1.2.2 Diámetro ................................................................................................................................. 70
4.1.2.3 Profundidad de la tubería ....................................................................................................... 72
4.1.2.4. Tipos de Suelo ........................................................................................................................ 73
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................................................. 75
6.1. APORTE DE LOS RESULTADOS .................................................................................................... 75
7. CONCLUSIONES .................................................................................................................................. 76
8. BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................................... 79
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Índice de Graficas
Grafica 1. Análisis para diámetros máximos para renovación de tuberías .......................................... 64
Grafica 2. Análisis de longitudes máximas para renovación de tuberías ............................................. 65
Grafica 3. Análisis de longitudes máximas para instalación de tuberías .............................................. 69
Grafica 4. Análisis para diámetros máximos para instalación de tuberías ........................................... 71
Grafica 5Análisis para profundidades máximas para instalaciones de tuberías ................................... 73
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Índice de Tablas
Tabla 1. Anchos de zanja minimos. (EPM,2014). ................................................................................ 18
Tabla 2. Listado de precios para rellenos de excavacion .................................................................... 49
Tabla 3. Listado de precios según visor IDU a zanja abierta ................................................................ 49
Tabla 4. Listado de precios según visor IDU sin zanja ......................................................................... 53
Tabla 5. Rango de diámetros aceptables para renovación de tuberías ............................................... 63
Tabla 6. Costos aproximados CIPP en Colombia EAAB, 2018 .............................................................. 66
Tabla 7. Costos aproximados de trabajos con tecnología Pipe Bursting en Colombia EAAB,2011......... 66
Tabla 8. Longitudes para instalación de tuberías mediante HDD.(PINTER,2013) ................................. 69
Tabla 9. Diámetros para la instalación de tuberías mediante HDD.(PINTER,2013) .............................. 71
Tabla 10. Profundidades mediante la metodologia HDD.(PINTER,2013) ............................................. 73
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Índice de Figuras
Figura 1. Excavación a zanja abierta .................................................................................................. 20
Figura 2. Proceso de colocación de una tubería por el método de fractura de tubería. ....................... 21
Figura 3. Esquema de colocación de tubería mediante Relining ......................................................... 22
Figura 4. Colocación del polímero en una tubería .............................................................................. 23
Figura 5. Instalación de tubería mediante pipe ramming ................................................................... 23
Figura 6 Esquema general del trazado mediante tornillo sin fin. ........................................................ 24
Figura 7. Ejemplo del trzado mediante pipe jacking ........................................................................... 25
Figura 8. Esquema de perforación Horizontal Dirigida ....................................................................... 26
Figura 9. Ejemplo de suelo rocoso ..................................................................................................... 43
Figura 10. Ejemplo suelo arenoso .................................................................................................... 44
Figura 11. Ejemplo suelo arcilloso ..................................................................................................... 45
Figura 12. Ejemplo suelo limoso ....................................................................................................... 46
figura 13. Ejemplo suelo organico ..................................................................................................... 47
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“MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA INSTALACIÓN DE TUBERÍAS GENERALES DE ALCANTARILLADO MEDIANTE LOS MÉTODOS SIN ZANJA Y A ZANJA ABIERTA”
1. INTRODUCCIÓN:
En este documento se presenta la investigación de trabajo de grado con el propósito de optar al
título de Ingeniero Civil.
Actualmente, al hacer referencia a las tecnologías sin zanja (TSZ), estamos hablando de técnicas
ya bien establecidas en países desarrollados como Japón, Estados Unidos y Alemania con cerca
de 60 años de aplicación. Sin embargo, en nuestro medio y en general en Latinoamérica, estas
tecnologías apenas comienzan a ganar aceptación desde los últimos años.(Vidal, F. 2004).
Los impactos urbanos, sociales y ambientales que se derivan de las ejecuciones de obras de
infraestructura como las redes de alcantarillado, son cada vez menos tolerados por la
comunidad; esto ha hecho que la tendencia de aplicar técnicas constructivas no invasivas entre
las cuales se encuentran las tecnologías sin zanja, aumente cada día. (Ávila, H.; Clavijo, W.
2002). Por otra parte, si bien en la ciudad de Bogotá se vienen realizado trabajos en redes de
alcantarillado usando los métodos de construcción sin zanja; No existe mayor información que
ayude a determinar la aplicación y perspectivas de estos métodos en nuestra infraestructura
(Gómez, J.; Baquero, I. 2011). Esta falta de información podría ser una de las causas que limita a
los diseñadores, ver la utilidad y conveniencia de aplicar estos procedimientos en los sistemas
de alcantarillado de Bogotá. Con el fin de hacer un aporte que permita disminuir esta falta de
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información en nuestro medio, esta propuesta tiene por objeto realizar una matriz multicriterio
que permita evaluar la instalación o renovación de redes de alcantarillado mediante los
métodos sin zanja y a zanja abierta.
A lo largo de los años la sociedad ha requerido de las redes hidráulicas, que permitan la
evacuación de las aguas lluvia y las aguas residuales, por tal motivo la ingeniería siempre a
buscando métodos constructivos para el desarrollo de las mismas.
En el mundo, el crecimiento poblacional y la densificación en ciertos sectores han llevado a que
se tengan que renovar la mayoría de las redes hidráulicas ya sea por su capacidad hidráulica o
su estado estructural, lo que podría significar insuficiencia en el sistema de alcantarillado de no
llevarse a cabo.
La tecnología sin zanja es una familia de métodos constructivos para la instalación, reemplazo,
traslado, renovación y rehabilitación de redes subterráneas con un mínimo de excavaciones e
interrupciones de las dinámicas cotidianas en la superficie (Instituto Colombiano de Tecnologías
de infraestructura Colombiana, 2020).
Los primeros en desarrollar esta tecnología fueron los japoneses en los años sesenta, donde
debido al crecimiento poblacional, se requirió implementar desarrollar la infraestructura sin
intervenir los espacios públicos, como resultado Japón creo la construcción del sistema de
gateo horizontal de tubería que lo conoceríamos como la metodología Pipe Jacking (Barbosa, G.
2013).
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
14
En los años 80 en medio oriente debido a la necesidad de renovar las tuberías en asbesto
cemento, decidieron utilizar la tecnología con microtuneladoras.
En Colombia A partir de los años 80 se empiezan a aplicar estas tecnologías en el proyecto
llamado Bogotá lV. Este megaproyecto tuvo como epicentro el sector de la calle 116 con carrera
séptima y tomó como base la metodología de construcción sin zanja. En este proyecto se
instalaron redes de tubería que contaban con diámetros mayores a 1 metro y longitudes
lineales entre 30 a 50 metros de distancia. (Gutiérrez, J. 1997).
Por otra parte en tiempos pasados, los trabajos que se realizaban en los sistemas de
alcantarillado sólo respondían a situaciones de emergencia, por lo tanto no se aplicaban
modelos ni técnicas avanzadas en el proceso de toma de decisiones. El capital de inversión en
rehabilitación y/o mantenimiento de la infraestructura sólo se basaba en experiencias
personales, recursos disponibles, prácticas tradicionales, intuición y/o políticas vigentes
(Kathula et al., 1999).
Desde las últimas décadas del siglo pasado se han venido desarrollando en países de Norte
América, Europa y Asia herramientas para el soporte en la toma de decisiones, o lo que en
inglés se conoce como decision-support tools (DST) para la gestión patrimonial de
alcantarillados urbanos.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
15
En Colombia, la toma de decisiones frente a la renovación de redes de alcantarillado no se basa
principalmente en métodos DST, probablemente por el desconocimiento de esta tecnología o a
la falta de desarrollo de métodos DST propios.
Para el desarrollo del presente trabajo de grado se acudió a diferentes empresas del sector
público y privado, principalmente en la ciudad de Bogotá que tienen gran conocimiento sobre
dicha tecnología y la usan en la actualidad. Esto con el fin de recopilar la mayor cantidad de
información verídica, confiable y vigente de esta;
Por tal motivo este proyecto busca contribuir a la solución de la problemática expuesta
anteriormente, dando una herramienta que sirva como soporte para la toma de decisiones en
la instalación de tuberías mediante los dos tipos de métodos constructivos, de acuerdo a cada
modelo de proyección de diseño.
En el presente documento se exponen los métodos constructivos que actualmente existen para
la instalación de tuberías de alcantarillado.
En el primer capítulo se exponen las distintas metodologías que existen actualmente en la
instalación de tuberías de alcantarillado, definiendo cuáles son sus ventajas y su tipo de
instalación.
En el segundo capítulo del proyecto se expone cuáles son las variables a calificar, cuál fue el
método para cuantificarlo y que porcentaje de peso se dio a cada ítem.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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Para el tercer capítulo se expone las diferencias entre cada metodología sin zanja, cuáles son
sus ventajas y desventajas, y se define qué modelo es aplicable a cada distinto modelo
proyectado. Siendo este una guía para la ejecución de la matriz.
Por último se presentan las conclusiones y recomendaciones de los dos documentos de soporte
generados en el proyecto y que se debe tener en cuenta en el futuro para la implementación de
las mismas.
2. MARCO TEORICO
Con el propósito de realizar una evaluación objetiva y detallada de las alternativas de diseño
para cada una de las alternativas propuestas para el objeto del estudio, se propone la
realización de una matriz multicriterio, cuyo objetivo principal es la toma de decisiones con
base en los factores cualitativos más determinantes que intervienen en el proceso. La
concepción general de la aplicación de la matriz multicriterio abordará la totalidad del
proyecto.
Para la estructuración de la primera matriz, se proponen seis criterios de evaluación para poder
discernir claramente y por consenso, las opciones en conflicto. Con base en estos criterios, se
realizará una ponderación de cada uno de ellos, dado que estos no se deben analizar bajo el
mismo impacto dentro del proyecto. Con esta matriz es posible realizar un proceso estándar
que compara cada criterio de evaluación con otro y establece los criterios más importantes.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
17
Se utiliza la metodología AHP (Analytics Hierarchy Process) “Proceso de Análisis Jerárquico” el
cual es un procedimiento diseñado para cuantificar juicios u opiniones gerenciales sobre la
importancia relativa de cada uno de los criterios empleados en el proceso de toma de
decisiones.
La escala a utilizar en la matriz multicriterio es mediante la metodología Q-SORTING y la escala
de Saaty que se presenta en la siguiente tabla.
Tabla 1 Escala a utilizar para la calificación de alternativas
Orden de preferencia Valor
Menor preferencia 1
Levemente preferida 3
Indiferente 5
Muy Preferida 7
Mayor Preferencia 9
3. METODOS CONSTRUCTIVOS
3.1. ZANJA ABIERTA
La instalación de tuberías en zanja se realiza mediante una excavación a cielo abierto,
empleando equipos mecánicos o herramientas manuales, con el fin de ubicar la tubería en el
fondo de la zanja completamente apoyada.
El ancho de las zanjas según las normas de la Epm en Colombia deben ser de la siguiente
manera (Epm, 2014), las paredes de las zanjas se excavaran y mantendrán verticales y
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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equidistantes del eje de instalación de tubería, y los anchos de las zanjas en redes de
alcantarillado y acueducto serán los que se indican en la siguiente tabla:
Tabla 2. Anchos de zanja minimos. (EPM,2014).
DIAMETRO (PULGADAS)
ANCHO DE LA ZANJA (m)
3" A 8" 0,6
10" A 12" 0,7
1" A 16" 0,8
18" 0,9
20" A 21" 1
24" 1,1
27" 1,2
30" 1,3
33" 1,4
36" 1,5
40" 1,8
Para diámetros mayores a los que están descritos en la tabla, el ancho de la zanja será igual al
diámetro exterior de la tubería más 0,40 m a cada lado, vale aclarar que cuando las
excavaciones requieren de entibado, el ancho de la excavación aumentara de acuerdo con el
espesor determinado. (Epm, 2014) Así mismo el ancho de la zanja variara con su profundidad y
también con el tipo de suelo presente.(Revinca, 2002).
A continuación se presentan las “Recomendaciones prácticas para la instalación subterránea de
tuberías”, Según la norma ASTM D 2321:
El fondo de la zanja debe estar liso, seco y estabilizado si es necesario.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
19
Si se requiere de material para la fundación, este debe ser de un material
convenientemente identificado por ASTM D 2321. El material debe nivelarse y
compactarse a un mínimo de 85% STANDARD PROCTOR DENSITY. Colocar el material
de relleno de zanja debajo de la tubería.
Se requiere consolidar alrededor de la superficie de la tubería usando herramientas
convenientes.
El relleno de la zanja debe colocarse en una primera y segunda capa uniformemente que
no exceda de 12 in. Y cada capa debe compactarse a un mínimo de 85% STANDARD
PROCTOR DENSITY.
Los primeros rellenos de zanjas deben normalmente extenderse a una altura igual a 5%
del diámetro de la tubería, si la tubería será puesta bajo el agua, consulte al ingeniero
del proyecto para ver si se requiere de material adicional.
El relleno de la zanja final, debe ser de material que esté libre de piedras grandes u
objetos punzo-penetrantes.
Se debe obtener una compactación adecuada antes de cualquier equipo se maneje
encima de la tubería.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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Figura 1. Excavación a zanja abierta
Autor: A.C.I. Proyectos S.A.S
3.2. SIN ZANJA
Abreviado del inglés como TT (Trenchless Technologies), son un conjunto de procedimientos
que permiten construir o reemplazar todo tipo de tuberías menores a 4 metros, sin la
necesidad de abrir una zanja, no obstante se deben excavar el foso de entrada y de salida.
3.2.1 Pipe Bursting
Esta metodología consiste la fractura de la tubería existente mediante barras articuladas de tiro
que son empujadas desde el pozo inicial o de entrada hacia el pozo de salida con una cabeza de
expansión que permite la substitución, puede tener el mismo diámetro o incluso mayor a la
tubería antigua.
Esta metodología puede sustituir tuberías de hormigón, acero o hierro dúctil. Las dimensiones
de la tubería que permite esta metodología varían entre 80 a 1000 mm.
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Figura 2. Proceso de colocación de una tubería por el método de fractura de tubería.
Autor: Advanced Pipeline Servive Ltd.
3.2.2 Reentubado (Relining)
Esta modalidad de sin zanja consiste en la introducción de la tubería nueva dentro de la tubería
a sustituir, solo puede ser usada en zonas donde se pueda reducir el diámetro de la tubería,
aunque esta disminución puede ser mejorada debido a la superficie interior del tubo, debido a
su baja rugosidad interior tiene poca resistencia a los fluidos por lo tanto mejora su capacidad
hidráulica. Su gran beneficio es que este método se puede aplicar en distintas formas y
tamaños.
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Figura 3. Esquema de colocación de tubería mediante Relining
Autor: ASKCORRAN
3.2.3 Tubería curada in situ (Cured in a place pipe)
El encamisado con manga reversible es ideal para la rehabilitación de canalizaciones de aguas
residuales, puede ser utilizada para interceptores como para colectores. Esta metodología
permite ser usada para dimensiones de 50 a 2000 mm, con grosores de 3 a 50 mm.
Su método se basa en la inserción de los tubos mediante un andamio situado sobre uno de los
registros. Los tubos se introducen en las tuberías defectuosas mediante la presión del agua,
cuando los tubos se encuentran en posición y han sido polimerizados mediante calor ,
construyen una canalización estructural resistente a la abrasión dentro de la vieja canalización.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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Figura 4. Colocación del polímero en una tubería
Autor: Felicidad Minguez
3.2.4 Perforación de tubería por golpeo (Pipe Ramming)
Es una técnica de instalación utilizada para hincar horizontalmente tuberías de acero de
diferentes diámetros, el empuje se realiza mediante un martillo hidráulico, que golpea la
tubería, el cual penetra el suelo sin causar alteración del mismo.
Figura 5. Instalación de tubería mediante pipe ramming
Autor: Central S.A.S
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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2.2.5 Perforación horizontal con tornillo sin fin
Esta metodología funciona para tuberías metálicas o de hormigón con diámetros entre 100 y
1500 mm, La perforación se realiza mediante una cabeza de corte giratorio, mientras la fuerza
de hinca la proporcionan unos cilindros de empuje hidráulico.
Figura 6 Esquema general del trazado mediante tornillo sin fin.
Autor: Perforaciones e ingeniería S.A.S
2.2.6 Tubo hincado y microtunelado (Pipe jacking)
Un hincador de tubos, se define como un sistema de instalación de tubos tras un escudo,
generalmente tripulado por un operario, el empuje es generado de manera hidráulica desde un
pozo de ataque de manera que los tubos formen una tubería continua en el terreno. Estos
tubos siempre se diseñan con el objetivo de soportar las fuerzas de empuje generadas por los
suelos, así como también para ser ensamblados durante el proceso de instalación, en
ocasiones, pueden cumplir la función de camisa para la posterior colocación de tuberías de
canalización (Asociación Ibérica de tecnologías Sin Zanja, 2013). Su diámetro mínimo es de 120
mm, normalmente son utilizados para tuberías troncales o principales (Asociación Ibérica de
Tecnologías Sin Zanja, 2013).
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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Figura 7. Ejemplo del trazado mediante pipe jacking
Autor: MDPI
2.2.7 Perforación horizontal dirigida (HDD)
La perforación horizontal dirigida o HDD por sus siglas en inglés “Horizontal Directional Drilling”
es utilizada para instalación de tuberías, cables o conductos sin zanja. Esta técnica permite
realizar trazados rectos o gradualmente curvados, así como el ajuste de la cabeza cortadora en
cualquier momento de la perforación piloto prevista, frecuentemente es aplicada para obras
tales como cruces de grandes ríos, canales, autopistas y alcanzado grandes distancias. Uno de
los factores más relevantes es la capacidad de tiro de la máquina, pues mientras mayor sea
esta, mayor será el diámetro de la tubería capaz de instalarse y también será un indicativo de la
máxima longitud de colocación. Siempre dejando claro que todo esto dependerá de las
condiciones del terreno (Asociación Ibérica de tecnologías Sin Zanja, 2013).
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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Figura 8. Esquema de perforación Horizontal Dirigida
Autor: Victor Yepes
4. DOCUMENTO TECNICO DE SOPORTE ZANJA ABIERTA Y SIN ZANJA
Es un documento con especificaciones técnicas, que sirve de base para la construcción de un
proyecto.
Para este proyecto se tuvieron en cuenta seis documentos técnicos de soporte en el cual se
evalúan distintos puntos para definir qué tipo de método constructivo es más viable. En la
matriz se evalúa entre los métodos con o sin zanja, si la en la primera matriz nos arroja que se
tienen más beneficios con la metodología sin zanja, se procederá a la segunda matriz, la cual
nos permitirá evaluar qué tipo de metodología sin zanja se deberá utilizar. Este documento se
encuentra en el Anexo 1 de este proyecto.
En este capítulo se presenta cuáles fueron los ítems que se tendrán en cuenta y cuál fue el
método para cuantificarlo, para la generación de la matriz número 1.
4.1. METODOLOGIA
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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Para la creación de la matriz multicriterio se utilizó la metodología AHP (Analytic Hierachy
Process). El Modelo AHP es un técnica usada para la toma de decisiones, se basa en realizar una
distribución de las decisiones a tomar en función de una prioridad o jerarquía que ayuda a
visualizar cuál o cuáles son las decisiones que mayor impacto crean para el objetivo buscado,
sea un problema y ajustándose a las necesidades del momento.
1. Determinar donde se van a tomar decisiones
Se debe definir la localización del proyecto que se va a realizar, identificar vías principales y
secundarias e identificar las redes existentes y proyectadas del proyecto a ejecutar.
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figura 9 Ejemplo localización del proyecto
2. Definir las alternativas
Para el caso en cuestión se deberá tomar como alternativa 1 la metodología a zanja abierta y la
alternativa 2 y siguientes las metodologías sin zanja.
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29
Figura 10 Ejemplo de alternativas para la matriz muticriterio
3. Establecer los componentes a evaluar.
Para la estructuración de la matriz multicriterio, se proponen seis componentes de evaluación
los cuales son las áreas principales en la toma de decisiones para proyectos de instalación o
renovación de tuberías según el ingeniero Especialista en Recursos hidráulicos Nelson Rengifo
los cuales se presentan en la Tabla 3. (N. Rengifo, comunicación personal, 12 de agosto de
2020).
Tabla 3 Componentes que influyen en el proyecto.
1. TRANSITO Y TRANSPORTE
2. SOCIAL
3. AMBIENTAL
4. GEOTECNIA
5. REDES
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30
6. COSTOS
4. Definir los criterios aplicables al caso
Para este ítem se tuvieron en cuenta los ítems que presenta el Instituto de Desarrollo Urbano
(IDU) en temas de pre factibilidad y factibilidad de proyectos de infraestructura mediante los
anexos técnicos separables de cada componente, estos criterios son los ítems a evaluar en la
matriz multicriterio por cada componente utilizando la metodología Q-SORTING el cual nos
propone ponderar estos criterios mediante matrices existentes.
1. TRANSITO Y TRANSPORTE
Peato
ne
s y
bic
iusu
ari
os
1 Directividad
2 Accesibilidad
3 Resolución de conflictos entre no motorizados
4 Resolución de conflictos con motorizados
Veh
ícu
los m
ixto
s
1 Conectividad
2 Resolución de conflictos con motorizados
3 Nivel de Servicio Año Base
4 Implementación del PMT durante la construcción
BR
T (
Bu
s R
ap
id
Tra
nsit
)
1 Conectividad
2 Resolución de conflictos con motorizados
3 Nivel de Servicio Año Base
4 Implementación del PMT durante la construcción
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2. SOCIAL
CRITERIO
1 Percepción ciudadana
2 Contribuye al mejoramiento y disfrute del espacio publico
3 Preserva la actividad económica (industrial, comercial y servicios)
4 Propicia la integración y el desarrollo de las relaciones sociales
5 Preserva o mejora el acceso a equipamientos colectivos, deportivos y de servicios urbanos básicos
3. AMBIENTAL
CRITERIO
1 Afectación de zonas verdes
2 Afectación recurso hidráulico
3 Producción de RCDS (Residuos de construcción)
4 Alteración calidad paisajística
5 Afectación a la cobertura vegetal
4. GEOTECNIA
CRITERIO
1 interacción con estructuras existentes
2 afectación con redes hidrosanitarias
3 afectación con redes secas
4 Tipo de suelo
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32
5. REDES
1 Longitud de tubería interferida
2 Índice de diámetros interferidos de tubería
3 Complejidad técnica de la solución
4 Interferencia con otras redes
6. COSTOS
1 Costos Directos
2 Costos por perjuicios colaterales
5. Definir cada uno de los criterios
Para este ítem se debe tener en cuenta todos los presentados en el numeral anterior.
1. TRANSITO Y TRANSPORTE
o Complejidad del PMT
Actualmente según el manual colombiano de señalización existen tres categorías para las obras
a realizar, estas han sido establecidas de acuerdo a su nivel de impacto
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33
Categoría I: Obras de interferencias mínimas.
Son las obras e intervenciones que afectan muy poco los espacios de circulación, sobre todo los
espacios para la circulación peatonal, y que no tienen efectos significativos en las zonas
aledañas al lugar de los trabajos, por lo que lo más seguro es que no sea necesaria la
implementación de desvíos y que la señalización se logre al aplicar uno o varios de los
esquemas típicos del manual con ninguna o muy pocas modificaciones.
Categoría II: Obras de interferencias moderadas.
Estas son las obras que comprometen la circulación vehicular y peatonal, tanto en el lugar de
trabajo como en las zonas aledañas, y que afectan el acceso expedito a los predios de los
residentes y comerciantes del sector. Para la elaboración de un PMT de esta categoría debe
considerarse una zona de influencia que incluya el lugar de los trabajos y que vaya hasta
donde los análisis de transito evidencien afectaciones como consecuencia de su ejecución, por
lo que la señalización necesaria se puede lograr al incluir y modificar algunos de los esquemas
típicos del manual.
Categoría III: Obras de interferencias altas o de gran impacto.
Son obras que implican normalmente cierres totales para el tránsito de vehículos y
peatones, afectando las vías arterias y colectoras alrededor de la zona de las obras y
restringiendo o modificando el acceso directo de los residentes y comerciantes del sector; por
lo anterior, el desarrollo de un PMT de esta categoría requiere el planeamiento de desvíos que
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
34
incluyan y se extiendan hasta las vías principales afectadas, además de la utilización de
esquemas típicos del manual con numerosos cambios y modificaciones para lograr la
señalización necesaria.
Peatones y bici usuarios
A. Directividad
Se entiende como la búsqueda de los caminos más cortos y directos entre los diferentes
orígenes y destinos de desplazamiento que debe facilitar la red peatonal y ciclista. En las
intersecciones se deben generar rutas lo más directas posibles, en donde se reduzcan al mínimo
los desvíos. Se relaciona así, con el tiempo empleado por las personas para sus recorridos
caminando y, por tanto, con la velocidad de los mismos, con la frecuencia de detenciones y el
número de intersecciones. Para su evaluación se toma en cuenta la distancia de los peatones y
ciclistas (según el caso) para llegar hacia los extremos de la intersección.
B. Accesibilidad
La accesibilidad contempla si la infraestructura es apropiada a los perfiles de personas que la
van a utilizar, es decir, que atienda a la mayor o menor vulnerabilidad o a la mayor o menor
habilidad de las personas en su desplazamiento peatonal. En este caso, por ejemplo, se brinda
mayor calificación a los cruces a nivel que a los cruces a desnivel, y el manejo de pendientes.
C. Resolución de conflictos entre no motorizados
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
35
Busca generar la comodidad de circulación entre los no motorizados, en donde se procura por
mantenerlos separados entre sí. Para la calificación se tendrá un menor valor, por ejemplo, si se
tienen zonas compartidas entre ciclistas y peatones (incluye puentes), que si se tiene
infraestructura segregada para cada uno con franjas abordadoras entre sí.
D. Resolución de conflictos con motorizados
Busca identificar si la alternativa mejora la comodidad y la seguridad de los actores más
vulnerables frente a los cruces o conflictos con los vehículos motorizados. Para su evaluación se
identifica el número de puntos donde se puede generar interferencias en la circulación de los
peatones y ciclistas y por lo tanto tener la posibilidad de siniestro.
Vehículos Mixtos
A. Conectividad
Se evalúa la posibilidad que ofrece la alternativa para resolver los movimientos vehiculares a
través de la intersección de forma directa, castigando los posibles sobre recorridos.
B. Resolución de conflictos con motorizados
Busca identificar si la alternativa mejora la seguridad de los vehículos mixtos frente a los cruces
o conflictos entre ellos o con vehículos BRT. Para su evaluación se identifica el número de
puntos donde se puede generar interferencias en la circulación de los vehículos mixtos y por lo
tanto tener la posibilidad de siniestro.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
36
C. Nivel de Servicio Año Base
Teniendo en cuenta que se pueden presentar situaciones en las cuales dos alternativas tengan
el mismo nivel de servicio, el valor para asignar en la matriz multicriterio estará de acuerdo con
la demora promedio para todos los usuarios en cada alternativa.
D. Implementación del PMT durante la construcción
Para la evaluación de este criterio se considerará el impacto en el tránsito de vehículos mixtos
que generará la construcción de la alternativa.
BRT
A. Conectividad
Se evalúa la posibilidad que ofrece la alternativa para resolver las conexiones operacionales a
través de la intersección de forma directa, castigando los posibles sobre recorridos.
B. Resolución de conflictos con motorizados
Busca identificar si la alternativa mejora la seguridad de los vehículos del sistema BRT frente a
los cruces o conflictos entre ellos o con vehículos mixtos. Para su evaluación se identifica el
número de puntos donde se puede generar interferencias en la circulación de los BRT y por lo
tanto tener la posibilidad de siniestro.
C. Nivel de Servicio Año Base
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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Teniendo en cuenta que se pueden presentar situaciones en las cuales dos alternativas tengan
el mismo nivel de servicio, el valor para asignar en la matriz multicriterio estará de acuerdo con
la demora promedio para todos los usuarios en cada alternativa
D. Implementación del PMT durante la construcción
Para la evaluación de este criterio se considerará el impacto en la operación del sistema BRT
actual que generará la construcción de la alternativa.
2. SOCIAL
En este ítem se debe realizar un estudio social donde se medirá el impacto social que será
generado por el proyecto a realizar.
A. percepción ciudadana
Se refiere a las apreciaciones o sugerencias de las comunidades, a través de la percepción a
nivel de seguridad, ambiental y de movilidad, estableciendo el porcentaje de aceptabilidad o
rechazo del proyecto por medio de una encuesta.
B. Contribuye al mejoramiento y disfrute del espacio publico
Se refiere a la optimización del espacio público en la zona que genera satisfacción a la
comunidad, facilitando el desarrollo de diversas actividades; por tal razón a mayor mejoras del
espacio público en la zona, mayor calificación.
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C. Preserva la actividad económica (industrial, comercial y servicios)
Mide el fortalecimiento de las actividades económicas, es más favorable la alternativa que
genere menos afectación a las actividades económicas.
D. Propicia la integración y el desarrollo de las relaciones sociales
A mayor cantidad de organizaciones comunitarias, líderes y equipamientos, mayor calificación.
A menor afectación de equipamientos sociales y adquisición predial mayor calificación.
E. Preserva o mejora el acceso a equipamientos colectivos, deportivos y de
servicios urbanos básicos
Se refiere al fácil acceso a los equipamientos colectivos disponibles en el territorio.
A mayor índice de accesibilidad a equipamientos colectivos, mayor calificación.
3. AMBIENTAL
En este ítem se debe realizar un estudio donde se medirá el impacto ambiental generado por el
proyecto a realizar.
A. Afectación de zonas verdes
Este criterio se aplica como indicador de la intervención que se va a presentar sobre los
espacios verdes permeables endurecidos por el desarrollo de obras de infraestructura que
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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hagan parte de los elementos constitutivos del espacio público del Distrito Capital, de acuerdo a
lo establecido en el Decreto Distrital 531 de 2010, y las Resoluciones Conjuntas de la SDA y SDP
0456 de 2014, 3050 de 2014 y 073 de 2017. Se refiere a la cantidad en metros cuadrados (m2)
que pueden ser intervenidos con disminución en la permeabilidad de este corredor vial, esto
permite comparar el grado de afectación de cada una de las alternativas propuestas de acuerdo
a las áreas que van a ser convertidas en corredores viales del sistema de movilidad.
B. Afectación recurso hidráulico
Un indicador de gran importancia ambiental en la construcción de infraestructura vial son las
posibles afectaciones en la zona de manejo y preservación ambiental (ZMPA) de los cuerpos de
agua. La SDA, autoridad encargada de revisar los proyectos de intervención sobre dichas zonas,
y emitir los lineamientos ambientales que se deben implementar para que se dé, la necesaria
armonización entre los componentes de las estructuras de ordenamiento que se superponen.
De acuerdo a lo manifestado, consideran que es necesario tener en cuenta que para cada uno
de los proyectos que se pretendan realizar cuando exista superposición de las estructuras, las
intervenciones deberán garantizar la mitigación de las amenazas y de los riesgos por la
autoridad competente y/u originador del proyecto, y aplicar las disposiciones de orden
ambiental y las normas de compensación que estime la Secretaría Distrital de Ambiente. Tener
en cuenta, el concepto jurídico 094 de 2013, que emite la Dirección Jurídica Distrital, que allega
a la SDA el 13 de agosto de 2013 mediante radicado 2013ER103746, y lo establecido en el
parágrafo 1 del artículo 103 del Decreto 190 de 2004.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
40
C. Producción de RCDS
Para valorar este criterio y considerarlo como un indicador del proyecto, se consideran los
volúmenes estimados de las excavaciones, las áreas y volúmenes a demoler por afectación
predial, la afectación a pavimentos y estructuras rígidas de las vías actuales. Estimados los
valores de excavación de las vías, espacio público, obras anexas en los diferentes tramos, se
obtiene el total de volumen de movimiento de tierras y producción de escombros generados
por el desarrollo del proyecto en M3, procediendo al manejo y disposición final de sobrantes y
escombros de la obra dando cumplimiento a la normatividad vigente, especialmente a lo
establecido en la Resolución 01115 de 2012.
D. Alteración calidad paisajística
La construcción y adecuación de obras que complementan los proyectos, pueden significar la
alteración del paisaje urbano establecido, que ya se conoce y que puede presentar
modificaciones estéticas y/o paisajísticas especialmente en el área de influencia directa, donde
se realiza intervenciones al espacio y a elementos presentes como puede ser los árboles que
van a ser afectados por el desarrollo de la obra, lo cual genera un impacto visual, de referentes
importantes del paisaje que de un momento a otro serán retirados por tala o traslado, para dar
paso al desarrollo de obras como la construcción de nuevos carriles, portales, terminales de
transporte o para el establecimiento de las estaciones de pasajeros. Entonces, para la definición
del presente criterio, se tienen en cuenta los siguientes aspectos: los relacionados con el área
resultante para la construcción de infraestructura operativa del sistema, el número de árboles
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
41
que se van afectar con el desarrollo del proyecto, impacto mucho mayor si tenemos en cuenta
que el proyecto no considera adición de zonas blandas y espacios verdes.
E. Afectación a la cobertura vegetal
Para el análisis y consolidación de la afectación de árboles en el área de influencia directa del
proyecto, se tiene en cuenta la vegetación emplazada en los separadores centrales, laterales,
espacio público, controles ambientales de instituciones educativas, conjuntos residenciales y
empresas, zonas verdes de los barrios aledaños a la avenida y algunas zonas de borde
permeables paralelos al sistema vial de la ciudad, que de acuerdo a la característica de las obras
van a ser afectados por el desarrollo lineal del proyecto de manera significativa, por lo cual
indicador se estructura realizando el análisis del número de árboles afectados.
4. GEOTECNIA
A. interacción con estructuras existentes
Se debe tener claridad si la alternativa a evaluar tendrá impactos con estructuras existentes
como pilotes, zapatas, cimentaciones de predios, puentes, etc.
B. Afectación con redes hidrosanitarias
Se debe tener claridad si la alternativa a evaluar tendrá impactos con estructuras existentes de
redes existentes, si existe se debe realizar un bulbo de presión de generada por la existente
proyectada a la cimentación de la estructura existente.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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C. Afectación con redes secas
Se debe tener claridad si la alternativa a evaluar tendrá impactos con estructuras existentes de
redes existentes telemáticas, gas y eléctricas, si existe se debe realizar un bulbo de presión
generada por la red existente proyectada a la cimentación de la estructura existente.
D. Tipo de suelo
Se debe evaluar si el tipo de suelo es óptimo para cada alternativa a evaluar.
5. Tipos de suelo
El suelo es un elemento natural que forma parte del planeta tierra que es un sistema integrado
compuesto por la atmósfera, biosfera, hidrósfera y litosfera, cuya interacción entre ellas a
través del tiempo forma el suelo. La Convención de las Naciones Unidas y Lucha Contra la
Desertificación, por sus siglas en inglés -CCD, define la Tierra, como el sistema bioproductivo
que comprende el suelo, la vegetación, otros componentes de la biota y procesos ecológicos e
hídricos, que se desarrollan dentro del sistema (UNCCD, 1994).
A. Suelo Rocoso
El suelo rocoso es aquel formado por rocas de distintos tamaños, por su condición tiende a no
retener agua, siendo indicado para soportar construcciones
Características:
Son semi-impermeables.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
43
No todos los suelos rocosos poseen la misma densidad. Es importante acotar sobre esta
tipología que algunos contienen pocos fragmentos mayores a dos milímetros con arena,
lima y arcilla. Por otra parte, existen los suelos pedregosos con abundantes, grandes y
pesadas rocas que impiden tanto el cultivo como el mismo análisis del terreno.
Tienen un color marrón claro o grisáceo por la abundante presencia de piedras.
Figura 11. Ejemplo de suelo rocoso
Autor: Naí Botello
B. Suelo Arenoso:
Es un material ligero y filtra el agua rápidamente. Tiene baja materia orgánica por lo que es
poco fértil. Se compone de partículas minerales que varían desde ¼ de pulgada a 0.002
pulgadas de diámetro.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
44
Figura 12. Ejemplo suelo arenoso
Autor: Construcción y Arquitectura s.a
C. Suelo Arcilloso:
Están compuestos en gran parte por el mineral conocido como arcilla. Es un material de textura
pesada, pegajosa cuando esta húmeda y muy dura ante la carencia de humedad.
No todos los suelos arcillosos tienen las mismas características en lo referente a la pesadez, a la
impermeabilidad en el mismo grado y a la dureza al secarse, pero sí suelen tener un mal
drenaje. Esto se transforma en un serio problema en las zonas bajas, que es donde se acumula
más agua.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
45
Figura 13. Ejemplo suelo arcilloso
Autor: Mónica Sánchez
D. Suelo Limoso
Está compuesto en mayor medida por el limo, un sedimento cuyo tamaño no supera los 0,05
milímetros. Dado su tamaño tan pequeño y liviano, es transportado a través de las corrientes
de aire y de los ríos y es depositado en distintas zonas, especialmente en aquellas cercanas a los
cauces de los ríos.
Los suelos limosos están compuestos también por partículas de grava, arcilla y arena;
probablemente, es esta particularidad la que los hace tan fértiles y fáciles de trabajar. Sin
embargo, para que un suelo limoso sea considerado como tal, debe contener al menos un 80%
de limo.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
46
Figura 14. Ejemplo suelo limoso
Autor: Agromatica.es
E. Suelo Orgánico
Son aquellos que contienen raíces, carbón, guano u otros materiales de origen orgánico. Son
suelos de mala calidad para edificación que deben ser retirados en su totalidad: si se corta el
terreno y se les sigue encontrando, entonces no se podrá construir (Turba, Muskeg)
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
47
figura 15. Ejemplo suelo organico
.
Autor: dreamstime.com
6. REDES
A. Longitud de tubería interferida
Longitud de tuberías y cantidad de estructuras pluviales afectadas directamente para la
ejecución del proyecto.
B. Índice de diámetros interferidos de tubería
Índice de diámetros interferidos de tubería pluvial. (Diámetros de redes más representativos
que se ven afectados directamente en relación al total de las tuberías de alcantarillado).
C. Complejidad técnica de la solución
Complejidad técnica de la solución a las afectaciones directas generadas sobre las redes de
alcantarillado y por la implantación de infraestructura adicional para la ejecución del proyecto.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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D. Interferencia con otras redes
Proximidad de otras instalaciones
Un factor determinante a tener en cuenta es si actualmente la tubería a reemplazar o a
construir tiene en sus proximidades redes que interfieran con su instalación, si este es el caso
se aconseja utilizar el método sin zanja para evitar daños en las tuberías existentes. Para la
verificación de redes se aconseja realizar un catastro de redes existentes tanto de
alcantarillado, como de acueducto, gas y telemáticos.
7. COSTOS
A. Costos directos
Para este ítem de costos se realiza un promedio de costos en el cual se tomaron como
referencia que el proyecto sea en el centro del país, más específicamente en la ciudad de
Bogotá, con base en el visor IDU y cotizaciones realizadas a las empresas SILAR S.A., L.T.
GEOPERFORACIONES Y MINERIA LTDA, AINPRO S.A y CONSTRUCCIONES RO&MA.
Para el caso de sin zanja el precio estimado incluye el valor a pagar por el entibado,
electrobomba, retroexcavadora, maestro, ayudante, inspector y SISO por metro lineal esto
estimando el tiempo de cada uno y tomando como referencia 8 ml/día.
Para el tema de rellenos de excavación se tomó como referencia que se utilicen cuatro tipos de
relleno: Recebo B-200, triturado, rajón y material seleccionado proveniente de excavación. Si
para la tubería diseñada se tiene otro tipo de relleno el valor de los costos variara.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
49
Para el costo de la tubería se toma como referencia los valores aprobados por el Instituto de
Desarrollo Urbano de Bogotá dependiendo del material a utilizar.
Para la actividad de entibado el valor por metro cuadrado es de 245.803 pesos
Para la instalación y suministro de tubería el valor por metro lineal es de 183,919 pesos
Rellenos en excavación se tendrán los siguientes valores
Tabla 4. Listado de precios para rellenos de excavacion
Descripción Costo directo por (m3)
Relleno en recebo B-200 $ 56,520
Relleno en triturado $ 77,528
Relleno en rajón $ 65,723
Relleno en material seleccionado
proveniente de excavación
$ 18,673
Los valores de los precios de tubería son los siguientes.
Tabla 5. Listado de precios según visor IDU a zanja abierta
Nombre Unidad Precio
TUBERIA CONCRETO CL.1 D=6" (15cm) ML $ 27.364
TUBERIA CONCRETO CL.1 D=8" (20cm) ML $ 45.913
TUBERIA CONCRETO CL.1 D=10" (25cm) ML $ 56.214
TUBERIA CONCRETO CL.1 D=12" (30cm) ML $ 66.899
TUBERIA CONCRETO CL.1 D=14" (35cm) ML $ 84.103
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
50
Nombre Unidad Precio
TUBERIA CONCRETO CL.1 D=16" (40cm) ML $ 110.777
TUBERIA CONCRETO CL.1 D=18" (45cm) ML $ 143.967
TUBERIA CONCRETO CL.1 D=20" (50cm) ML $ 186.259
TUBERIA CONCRETO CL.1 D=24" (60cm) ML $ 274.595
TUBERIA CONCRETO CL.2 D=6" (15cm) ML $ 33.171
TUBERIA CONCRETO CL.2 D=8" (20cm) ML $ 56.195
TUBERIA CONCRETO CL.2 D=10" (25cm) ML $ 72.017
TUBERIA CONCRETO CL.2 D=12" (30cm) ML $ 92.076
TUBERIA CONCRETO CL.2 D=14" (35cm) ML $ 121.942
TUBERIA CONCRETO CL.2 D=16" (40cm) ML $ 158.763
TUBERIA CONCRETO CL.2 D=18" (45cm) ML $ 213.836
TUBERIA CONCRETO CL.2 D=20" (50cm) ML $ 256.031
TUBERIA CONCRETO CL.2 D=24"(60cm) ML $ 368.291
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=24" (60cm) ML $ 376.602
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=27" (70cm) ML $ 460.016
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=32" (80cm) ML $ 574.503
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=36" (90cm) ML $ 722.654
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=40" (100cm) ML $ 903.943
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=44" (110cm) ML $ 1.017.183
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=48" (120cm) ML $ 1.186.896
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=52" (130cm) ML $ 1.314.255
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=56" (140cm) ML $ 1.474.857
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=60" (150cm) ML $ 1.638.563
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=64" (160cm) ML $ 1.854.010
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=68" (170cm) ML $ 2.095.638
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=72" (180cm) ML $ 2.364.121
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=80" (200cm) ML $ 2.971.411
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=86" (215cm) ML $ 3.353.087
TUBERIA CONCRETO REF. CL.I D=92" (230cm) ML $ 3.773.395
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=24" (60cm) ML $ 376.602
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=27" (70cm) ML $ 473.249
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=32" (80cm) ML $ 590.925
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=36" (90cm) ML $ 741.075
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=40" (100cm) ML $ 927.457
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=44" (110cm) ML $ 1.038.699
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=48" (120cm) ML $ 1.217.598
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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Nombre Unidad Precio
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=52" (130cm) ML $ 1.351.050
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=56" (140cm) ML $ 1.496.420
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=60" (150cm) ML $ 1.672.359
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=64" (160cm) ML $ 1.901.039
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=68" (170cm) ML $ 2.148.807
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=72" (180cm) ML $ 2.375.307
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=80" (200cm) ML $ 2.985.691
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=86" (215cm) ML $ 3.408.350
TUBERIA CONCRETO REF. CL.II D=92" (230cm) ML $ 3.834.846
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=24" (60cm) ML $ 376.602
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=27" (70cm) ML $ 501.000
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=32" (80cm) ML $ 624.674
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=36" (90cm) ML $ 783.058
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=40" (100cm) ML $ 981.674
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=44" (110cm) ML $ 1.097.961
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=48" (120cm) ML $ 1.288.237
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=52" (130cm) ML $ 1.428.876
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=56" (140cm) ML $ 1.580.339
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=60" (150cm) ML $ 1.884.179
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=64" (160cm) ML $ 1.986.005
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=68" (170cm) ML $ 2.246.054
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=72" (180cm) ML $ 2.621.970
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=80" (200cm) ML $ 3.115.687
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=86" (215cm) ML $ 3.497.362
TUBERIA CONCRETO REF. CL.III D=92" (230cm) ML $ 3.901.344
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=24" (60cm) ML $ 426.724
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=27" (70cm) ML $ 569.496
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=32" (80cm) ML $ 713.638
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=36" (90cm) ML $ 894.537
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=40" (100cm) ML $ 1.119.857
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=44" (110cm) ML $ 1.253.517
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=48" (120cm) ML $ 1.470.497
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=52" (130cm) ML $ 1.643.790
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=56" (140cm) ML $ 1.741.989
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=60" (150cm) ML $ 1.995.706
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=64" (160cm) ML $ 2.269.463
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
52
Nombre Unidad Precio
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=68" (170cm) ML $ 2.568.448
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=72" (180cm) ML $ 2.871.775
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=80" (200cm) ML $ 3.559.937
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=86" (215cm) ML $ 4.266.912
TUBERIA CONCRETO REF. CL.IV D=92" (230cm) ML $ 4.662.706
TUBERIA GRP 300mm (300mm-800mm PRESION) PN10
BAR SN 5000. No Incluye Transporte. ML $ 117.902
TUBERIA GRP 400mm (300mm-800mm PRESION) PN 10
BAR SN 5000. No Incluye Transporte. ML $ 187.106
TUBERIA GRP 500mm (300mm-800mm PRESION) PN 10
BAR SN 5000. No Incluye Transporte. ML $ 266.262
TUBERIA GRP 600mm (300mm-800mm PRESION) PN 10
BAR SN 5000. NO INCLUYE TRANSPORTE ML $ 310.783
TUBERIA GRP 700mm (300mm-800mm PRESION) PN 10
BAR SN 5000. NO INCLUYE TRANSPORTE ML $ 381.198
TUBERIA GRP 800mm (300mm-800mm PRESION) PN 10
BAR SN 5000. No Incluye Transporte. ML $ 462.744
TUBERIA GRP 900mm (600mm-2400mm FLUJO LIBRE)
PN 10 BAR SN 5000. No Incluye Transporte. ML $ 555.033
TUBERIA GRP 1000mm (600mm-2400mm FLUJO LIBRE)
PN 1 BAR SN 5000. No Incluye Transporte. ML $ 666.080
TUBERIA GRP 1100mm (600mm-2400mm FLUJO LIBRE)
PN 1 BAR SN 5000. No Incluye Transporte. ML $ 777.165
TUBERIA GRP 1200mm (600mm-2400mm FLUJO LIBRE)
PN 1 BAR SN 5000. NO INCLUYE TRANSPORTE. ML $ 891.977
TUBERIA GRP 1300 (600mm-2400mm FLUJO LIBRE) PN 1
BAR SN 5000. NO INCLUYE TRANSPORTE ML $ 1.028.962
TUBERIA GRP 1400 (600mm-2400mm FLUJO LIBRE) PN 1
BAR SN 5000. NO INCLUYE TRANSPORTE ML $ 1.154.917
TUBERIA GRP 1500 (600mm-2400mm FLUJO LIBRE) PN 1
BAR SN 5000. NO INCLUYE TRANSPORTE ML $ 1.310.394
TUBERIA GRP 1600 (600mm-2400mm FLUJO LIBRE) PN 1
BAR SN 5000. NO INCLUYE TRANSPORTE ML $ 1.480.691
TUBERIA GRP 1700 (600mm-2400mm FLUJO LIBRE) PN 1
BAR SN 5000. NO INCLUYE TRANSPORTE ML $ 1.647.338
TUBERIA PVC DRENAJE D=65MM (TUBO SIN FILTRO) ML $ 9.430
TUBERIA PVC DRENAJE D=100MM (TUBO SIN FILTRO) ML $ 16.241
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
53
Nombre Unidad Precio
TUBERIA PVC DRENAJE D=160MM (TUBO SIN FILTRO) ML $ 39.963
TUBERIA PVC DRENAJE D=200MM (TUBO SIN FILTRO) ML $ 52.723
TUBERIA PVC DRENAJE D=65MM (EN ROLLO CON
FILTRO) ML $ 8.918
TUBERIA PVC DRENAJE D=100 mm (EN ROLLO CON
FILTRO) ML $ 15.753
TUBERIA PVC DRENAJE D=160MM (EN ROLLO CON
FILTRO) ML $ 35.099
TUBERIA PVC DRENAJE D=200MM (EN ROLLO CON
FILTRO) ML $ 49.109
TUBERIA PVC U.M. EXT/INT LISO NORMA NTC 5070
D=24" ML $ 393.139
TUBERIA PVC U.M. EXT/INT LISO NORMA NTC 5070
D=27" ML $ 450.958
TUBERIA PVC U.M. EXT/INT LISO NORMA NTC 5070
D=30" ML $ 587.433
TUBERIA PVC U.M. EXT/INT LISO NORMA NTC 5070
D=33" ML $ 748.792
TUBERIA PVC U.M. EXT/INT LISO NORMA NTC 5070
D=36" ML $ 1.090.348
TUBERIA PVC U.M. EXT/INT LISO NORMA NTC 5070
D=39" ML $ 1.458.840
TUBERIA PVC U.M. EXT/INT LISO NORMA NTC 5070
D=42" ML $ 1.668.749
Para la Instalación de tuberías sin zanja por el método de pipe jacking se presentan los
siguientes costos:
Tabla 6. Listado de precios según visor IDU sin zanja
NOMBRE UNIDAD PRECIO
TUBERÍA SIN ZANJA D=20". SUMINISTRO E
INSTALACIÓN (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 2.800.000
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
54
NOMBRE UNIDAD PRECIO
TUBERÍA SIN ZANJA D=24". SUMINISTRO E
INSTALACIÓN (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 3.000.000
TUBERÍA SIN ZANJA D=27". SUMINISTRO E
INSTALACIÓN (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 3.700.000
TUBERÍA SIN ZANJA D=30". SUMINISTRO E
INSTALACIÓN (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 3.700.000
TUBERÍA SIN ZANJA D=32". SUMINISTRO E
INSTALACIÓN (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 3.900.000
TUBERÍA SIN ZANJA D=36". SUMINISTRO E
INSTALACIÓN (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 3.900.000
SUMINISTRO E INSTALACIÓN TUBERÍA SIN ZANJA
D=1.00m. (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 3.900.000
SUMINISTRO E INSTALACIÓN TUBERÍA SIN ZANJA
D=1.10m. (Incluye excavación, transporte y disposición final
de escombros, manipulación de los equipos de guiado y el
hincado de la tubería).
ML $ 4.100.000
SUMINISTRO E INSTALACIÓN TUBERÍA SIN ZANJA
D=1.20m. (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 4.500.000
SUMINISTRO E INSTALACIÓN TUBERÍA SIN ZANJA
D=1.30m. (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 4.700.000
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
55
NOMBRE UNIDAD PRECIO
SUMINISTRO E INSTALACIÓN TUBERÍA SIN ZANJA
D=1.40m. (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 4.700.000
SUMINISTRO E INSTALACIÓN TUBERÍA SIN ZANJA
D=1.50m. (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 5.100.000
SUMINISTRO E INSTALACIÓN TUBERÍA SIN ZANJA
D=1.60m. (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 6.500.000
SUMINISTRO E INSTALACIÓN TUBERÍA SIN ZANJA
D=1.70m. (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 7.500.000
SUMINISTRO E INSTALACIÓN TUBERÍA SIN ZANJA
D=2.00m. (Incluye excavación, transporte y disposición
final de escombros, manipulación de los equipos de guiado
y el hincado de la tubería).
ML $ 10.000.000
B. Costos por perjuicios colaterales
Para calcular el valor total de la instalación de una estructura hidráulica es la siguiente según el
autor (Yeun & Sunil, 2004).
𝐶 𝑐𝑜𝑛 = 𝐶 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡 + 𝐶 𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎𝑙 + 𝐶 𝑒𝑛𝑣𝑟𝑖𝑜𝑛𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙
Donde,
C con = Cost of conventional method
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
56
C direct = Material, labor, equipment cost, etc.
C social = Traffic delay, Business Disruption, etc.
C envrionmental = Noise, Air polution, etc.
En este ítem se debe tener en cuenta lo siguiente: costos operativos de los vehículos, costos
debido a demoras de viaje, costo de interrupción peatonal, costo por contaminación de polvo y
suciedad, costo por pérdida de ingresos por parquímetros, costo de la seguridad de los
trabajadores, disminución del valor de carretera.
6. Ponderar las áreas (Peso relativo).
Para la obtención de los porcentajes de cada componente se realizó la mediante la metodología
Q – SORTING que explica que los mecanismos para obtener los ponderadores son: Decisión
personal, Consulta a expertos y Matriz de criterios. Por lo tanto se realizaron diferentes
entrevistas con especialistas de cada área para obtener así un porcentaje más acertado, Según
la ingeniera Luz Hernández especialista en factibilidades del IDU en la conferencia realizada por
el instituto de desarrollo urbano sobre matriz multicriterio realizada en 2018, cada área debe
tener el mismo peso que otra, para no generar controversia entre el proyecto. Solo se debe
asumir una mayor calificación si el proyecto tiene más incidencia en un componente que en
otro. Por tal motivo el presente proyecto evalúa los 6 ítems, de la siguiente forma.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
57
Tabla 7 Peso relativo de cada componente.
COMPONENTES
TRANSITO Y
TRANSPORTE
SOCIAL AMBIENTAL GEOTECNI
A
REDES
COSTOS
Ponderación de
Criterios
16,67% 16,67% 16,67% 16,67%
16,67%
16,67%
Autor: David Salazar
7. Pondera los criterios (Peso relativo)
Para la obtención de los porcentajes de cada ítem se tomó como referencia los porcentajes
presentados por el Instituto de Desarrollo Urbano en modelos de infraestructura vial y se
realizaron diferentes entrevistas con especialistas de cada área para obtener así un
porcentaje más acertado, según la Ingeniera Mary Luz Mesa especialista ambiental de la
Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, estos porcentajes pueden variar si se
tratan de proyectos viales que tengan incidencia en la infraestructura hidráulica. Por tal
motivo estos porcentajes solo son recomendables en proyectos netamente de instalación
y/o remodelación de redes. Para proyectos viales se deben agregar nuevos criterios y
recalcular la ponderación. (M. Meza, comunicación personal, 8 de agosto de 2020).
A. TRANSITO Y TRANSPORTE
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
58
Para la obtención de estos porcentajes se tuvo en cuenta al Ingeniero Francisco Paolo
Especialista en tránsito y transporte de la Secretaria Distrital de Planeación. Dando un peso
mayor a los articulados BRT ya que tiene mayor afectación en la población. (F. Paolo,
comunicación personal, 10 de Septiembre de 2020). Esto de acuerdo en la ley 769 de 2002
¨Código Nacional de Tránsito Terrestre” en su artículo 101. (Secretaria Distrital de Movilidad,
2017)
Peato
ne
s y
bic
iusu
ari
os
30%
1 Directividad 30% 9%
2 Accesibilidad 20% 6%
3 Resolución de conflictos entre no motorizados 30% 9%
4 Resolución de conflictos con motorizados 20% 6%
Veh
ícu
los m
ixto
s
30%
1 Conectividad 30% 9%
2 Resolución de conflictos con motorizados 20% 6%
3 Nivel de Servicio Año Base 20% 6%
4 Implementación del PMT durante la construcción 30% 9%
BR
T
40%
1 Conectividad 30% 12%
2 Resolución de conflictos con motorizados 20% 8%
3 Nivel de Servicio Año Base 30% 12%
4 Implementación del PMT durante la construcción 20% 8%
100%
B. SOCIAL
Para la obtención de estos porcentajes se tuvo en cuenta a la Trabajadora social Gloria Osorio
Especialista de más de 20 años en proyectos de infraestructura vial la cual otorgo un peso
mayor a la percepción ciudadana y a la preservación económica.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
59
CRITERIO PONDERACION (Peso Relativo)
1 Percepción ciudadana 30%
2 Contribuye al mejoramiento y disfrute del espacio publico 10%
3 Preserva la actividad económica (industrial, comercial y servicios)
25%
4 Propicia la integración y el desarrollo de las relaciones sociales
25%
5 Preserva o mejora el acceso a equipamientos colectivos, deportivos y de servicios urbanos básicos
10%
C. AMBIENTAL
Según la Ingeniera Mary Luz Mesa especialista ambiental de la Empresa de Acueducto y
Alcantarillado de Bogotá, estos porcentajes pueden variar si se tratan de proyectos viales que
tengan incidencia en la infraestructura hidráulica.
AM
BIE
NT
AL
CRITERIO PONDERACION (Peso Relativo)
1 Afectación de zonas verdes 20%
2 Afectación recurso hidráulico 12%
3 Producción de RCDS 18%
4 Alteración calidad paisajística 22%
5 Afectación a la cobertura vegetal 28%
100%
D. GEOTECNIA
En la entrevista realizada al Ingeniero Geólogo Fabio Martínez especialista en geotecnia para las
empresas públicas de Medellín el mayor valor se debe dar si existe interferencia o proximidades
con estructuras existentes, si no existen se debe eliminar la casilla y recalcular la ponderación.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
60
GE
OT
EC
NIA
CRITERIO PONDERACION (Peso Relativo)
1 interacción con estructuras existentes 40%
2 afectación con redes hidrosanitarias 20%
3 afectación con redes secas 20%
4 Tipo de suelo 20%
E. REDES
Un factor determinante a tener en cuenta es si actualmente la tubería a reemplazar o a
construir tiene en sus proximidades redes que interfieran con su instalación, si este es el caso
se aconseja utilizar el método sin zanja para evitar daños en las tuberías existentes. Para la
verificación de redes se aconseja realizar un catastro de redes existentes tanto de
alcantarillado, como de acueducto, gas, telemáticos y redes eléctricas.
RE
DE
S
CRITERIO PONDERACION (Peso Relativo)
1 Longitud de tubería interferida 30%
2 Índice de diámetros interferidos de tubería 10%
3 Complejidad técnica de la solución a la alternativa 20%
4 Interferencias 40%
F. COSTOS
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
61
Estos porcentajes se obtuvieron de la ecuación presentada por el autor para el cálculo real de
los costos de proyectos de infraestructura (Yeun & Sunil, 2004).
CO
ST
OS
CRITERIO PONDERACION (Peso Relativo)
1 Costos directos 50%
2 Costos por perjuicios colaterales
50%
8. Calificar las alternativas
La escala a utilizar es la escala de Saaty que se presenta en la siguiente tabla siendo 1 el
valor más bajo y 9 el valor con mayor preferencia por el especialista.
Orden de preferencia Valor
Menor preferencia 1
Levemente preferida 3
Indiferente 5
Muy Preferida 7
Mayor Preferencia 9
Teniendo claro el puntaje de calificación se debe proceder a calificar cada ítem de cada
componente
CRITERIO PONDERACION (Peso Relativo)
P (1-9) PONDERADO
Alt 1 Alt 2 Alt 1 Alt 2
1 Percepción ciudadana 30% 9 3 2,7 0,9
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
62
2 Contribuye al mejoramiento y disfrute del espacio publico
10% 7 7 0,7 0,7
3 Preserva la actividad económica (industrial, comercial y servicios)
25% 3 3 0,8 0,8
4 Propicia la integración y el desarrollo de las relaciones sociales
25% 9 7 2,3 1,8
5 Preserva o mejora el acceso a equipamientos colectivos, deportivos y de servicios urbanos básicos
10% 7 7 0,7 0,7
100% 35 27 7,1 4,8
Al finalizar de calificar todos los ítems la matriz arrojara cual es la calificación general de
cada alternativa y que modelo es el de mayor preferencia.
5. MATRIZ MULTICRITERIO METODOLOGIA SIN ZANJA
Si en el documento técnico de soporte nos arrojó como método constructivo sin zanja
procederemos a una matriz multicriterio que nos permitirá definir qué tipo de metodología sin
zanja es el más favorable para el proyecto. Para esto se medirán los siguientes aspectos:
Objetivo del proyecto
Longitud total del trazado
Diámetros de la tubería
Profundidad de la tubería
Tipos de suelo
5.1. Objetivo del proyecto
En este ítem se debe especificar si el proyecto es para la instalación de una nueva red o si es
para remodelación de una red existente.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
63
4.1.1 Renovación de tubería existente
En el caso de que se desee remodelar la tubería existente se debe tener claro si se puede
disminuir, mantener o aumentar el diámetro según la capacidad hidráulica. A continuación se
presentan las metodologías de instalación sin zanja que permiten la remodelación de tuberías
existentes:
Reentubado (Relining)
Esta metodología solo puede ser usada en zonas donde se pueda reducir el diámetro de la
tubería.
Tubería curada in situ (Cured in a place pipe)
Esta metodología solo puede ser usada en zonas donde se pueda mantener el diámetro de la
tubería.
Pipe Bursting
Esta metodología puede tener el mismo diámetro o incluso mayor a la tubería antigua.
4.1.1.1 Diámetro Tabla 8. Rango de diámetros aceptables para renovación de tuberías
Metodología Diámetro (mm)
Relining 100 a 2000 mm
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
64
CIPP 150 a 2440
Pipe Bursting 50 a 1200
Grafica 1. Análisis para diámetros máximos para renovación de tuberías
4.1.1.2 Longitud
Relining
Se pueden insertar hasta 1000 m de longitud. Existen dos variantes, con tubería en tramos
largos o con tubería de módulos. En el primer caso las nuevas tuberías se unen por soladura a
tope y son posteriormente insertadas mediante tiro o empuje. En el segundo caso, cada sección
se va instalando e insertando mediante empuje en la tubería existente. Máximas
0
500
1000
1500
2000
2500
Relining CIPP Pipe Bursting
Diametros maximos aceptables de renovación de tubería (mm)
Diametros de tubería (mm)
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
65
CIPP
Según la tabla de especificaciones técnicas de la tubería CIPP de la empresa Insituform la
longitud de disparo típica es de 60 m a 300 m.
PIPE BURSTING
La longitud del tramo a ser renovado varía de acuerdo con las condiciones del sitio de obra, el
tamaño y grado de incremento de la tubería a ser instalada, la fuerza y tipo del equipo
empleado en la fracturación de la red existente. El equipo se emplea para renovar tramos de
100 m. sin embargo, se recomienda proceder con la renovación hasta una longitud de 300 m.
Grafica 2. Análisis de longitudes máximas para renovación de tuberías
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Relining CIPP Pipe bursting
Longitud maxima tipica de los metodos sin zanja (M)
Longitud (M)
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
66
4.1.1.3 Costos
Es de aclarar que hacer una rehabilitación de un gran tamaño es más factible que un tramo
pequeño por el costo de los desplazamientos de los equipos. A continuación se presentan los
valores en pesos colombianos por metro lineal de acuerdo a cada metodología.
Tabla 9. Costos aproximados CIPP en Colombia EAAB, 2018
Precios CIPP ($/ml)
Diámetro (pulg)
Espesor de manga
Valor TOTAL ($)
8 4.5 $ 1,121,559.40
10 4.5 $ 1,197,810.90
12 4.5 $ 1,273,920.70
14 4.5 $ 1,351,649.00
16 4.5 $ 1,504,194.90
18 6.0 $ 1,692,093.00
20 6.0 $ 1,783,200.90
24 7.5 $ 2,057,796.00
30 9.0 $ 2,402,938.20
33 10.5 $ 3,048,269.90
36 10.5 $ 3,535,740.00
39 12 $ 4,566,559.40
42 12 $ 4,948,577.40
Tabla 10. Costos aproximados de trabajos con tecnología Pipe Bursting en Colombia EAAB,2011
PRECIOS PIPE BURSTING ($/ml)
Diámetro (pulg)
Valor sin AIU ($) AIU ($)
IVA Utilidad ($)
VALOR TOTAL ($)
3" 55,000.00 11,000.00 440.00 66,440.00
4" 55,000.00 11,000.00 440.00 66,440.00
6" 62,000.00 12,400.00 496.00 74,896.00
8" 85,000.00 17,000.00 680.00 102,680.00
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
67
10" 110,000.00 22,000.00 880.00 132,880.00
12" 140,000.00 28,000.00 1,120.00 169,120.00
4.1.2 Instalación de tubería nueva
Para la instalación de nuevas tuberías existen las siguientes metodologías dentro de la
tecnología sin zanja.
Topos de percusión e hinca por percusión pipe ramming
Pipe jacking y microtunelado
Perforación con tornillos sin fin, auger boring
Perforación horizontal dirigida (HDD)
Para escoger que metodología a utilizar deberemos evaluar las siguientes características:
Longitud total del trazado
Diámetros de la tubería
Profundidad de la tubería
Tipos de suelo
4.1.2.1 Longitud
Se deberá evaluar la longitud total del trazado a instalar del proyecto.
1. Topos de percusión e hincado por percusión pipe ramming
Los topos de percusión neumáticos e hidráulicos están recomendados para instalaciones de
tubería en longitudes entre los 12 y 18 metros de distancia, tal como se presenta en el
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
68
documento “trenchless technologies and work practices review for saskatchewa municipalities”
y la empresa Tecmeco (Tecmeco, 2014)(PINTER, 2013). Mientras que la hinca por percusión
pipe ramming puede llegar a longitudes de 100 metros como consta en el documento
“Preparation of Construction Specifications, Contract 111 Documents, Field Testing, Educational
Materials, and Course Offerings for Trenchless Construction” y el “manual de tecnologías sin
zanja” siempre y cuando se encuentren condiciones de suelo óptimas.
2. Pipe jacking y microtunelado
Las metodologías pipe jacking y microtunelado pueden alcanzar longitudes de hasta 1000
metros sin pozos intermedios. Las estaciones intermedias de empuje, interjacks, instaladas a lo
largo del túnel, garantizan que la fuerza de empuje se mantenga en la potencia admitida (Najafi
y Gokhale 2004) y (PINTER, 2013).
3. Perforación con tornillos sin fin, auger boring
las longitudes típicas en la ejecución de proyectos van desde los 30 metros a los 200 metros con
una demanda cada vez mayor para instalaciones más largas. La barrena más larga de auger
boring que se tenga registro es de 270 metros.(PINTER, 2013)
4. Perforación horizontal dirigida HDD La industria del HDD
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
69
Se divide en tres grandes sectores (maxi-HDD), (midi-HDD), y (mini-HDD). En los cuales varía su
aplicación en longitudes, se puede observar en la siguiente tabla, tomada del documento
“trenchless technologies and work practices review for saskatchewan municipalities”:
Tabla 11. Longitudes para instalación de tuberías mediante HDD.(PINTER,2013)
Grafica 3. Análisis de longitudes máximas para instalación de tuberías
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
Longitud maxima de instalacion (m)
Longitud de instalacion
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
70
4.1.2.2 Diámetro
Cada metodología tiene cierta restricciones de diámetro máximo, a continuación se presenta
las restricciones por cada metodología.
1. Topos de percusión
Los diámetros típicos de tubería instalada por topos de percusión máximo llegan a las 6
pulgadas (Tecmeco, 2014)
2. Pipe Ramiming
El rango de instalación de tuberías es de 6 a 60 pulgadas. Sin embargo este tipo de hincado ha
logrado instalar tuberías de 147 pulgadas de diámetro, pero se requieren condiciones
especiales del suelo.
3. Pipe jacking
Este método permite instalar tuberías de diámetros con rangos desde 6 a 133 pulgadas y se
puede trabajar prácticamente en todos los terrenos.
4. Tornillo sin fin
El método de auger boring se puede utilizar para instalar tubería que va desde los 100 mm (4”)
a por lo menos 1830 mm (72”) de diámetro, los diámetros más comunes van de 200 mm (8”) a
900 mm (36”) (PINTER, 2013). Ingeniería
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
71
5. HDD
Tabla 12. Diámetros para la instalación de tuberías mediante HDD.(PINTER,2013)
Grafica 4. Análisis para diámetros máximos para instalación de tuberías
0
20
40
60
80
100
120
140
Topos depercusion
PipeRamming
Pipe Jacking Tornillo sinfin
HDD
Diámetros maximos metodos sin zanja (pulgadas)
Diamteros maximos metodossin zanja
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72
4.1.2.3 Profundidad de la tubería
Cada metodología tiene ciertas restricciones de profundidades máximas, a continuación se
presenta las restricciones por cada metodología.
1. Topos de percusión
Las profundidades de tubería instalada por topos de percusión máximo llegan a los 3 metros
(Tecmeco, 2014)
2. Pipe Ramiming
Las profundidades de tubería instalada mediante la metodología de pipe ramming llegan a los
10 metros (Tecmeco, 2014)
3. Pipe jacking
Virtualmente a cualquier profundidad (PINTER, 2013).
4. Tornillo sin fin
Las condiciones del terreno pueden suponer una limitación en términos de profundidad y
capacidad, particularmente en zonas de nivel freático alto (Tecmeco, 2014).
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73
5. HDD
Tabla 13. Profundidades mediante la metodologia HDD.(PINTER,2013)
Grafica 5. Análisis para profundidades máximas para instalaciones de tuberías
4.1.2.4. Tipos de Suelo
1. Topos de percusión
0
20
40
60
80
100
120
Topos depercusion
PipeRammnig
Pipe Jacking Tornillo sinfin
HDD
Profundidades maximas de instalación (M)
Profundidades maximas deinstalación
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Solamente puede ser utilizada en suelos que puedan ser comprimidos o desplazados. En caso
de encontrarse suelos rocosos, estos podrán desviar el topo (Manual de Tecnologías sin Zanja,
2013)
2. Pipe Ramiming
Solamente puede ser utilizada en suelos que puedan ser comprimidos o desplazados. En caso
de encontrarse suelos rocosos, estos podrán desviar el topo (Manual de Tecnologías sin Zanja,
2013)
3. Pipe jacking
Las últimas tecnologías han permitido que estos dos métodos sean aplicados a un amplio
abanico de condiciones del terreno desde arenas y gravas saturadas, pasando por arcilla y limos
blandos, consolidados, secos o saturados, hasta roca sólida (Manual de Tecnologías sin Zanja,
2013).
4. Tornillo sin fin
El método se emplea normalmente en suelos blandos como arcillas y suelos blandos con bolos
(suelos húmedos). Algunos sistemas se han diseñado para funcionar en formaciones de roca
blanda con el uso de una cabeza de corte especial, es decir que el sistema con adaptaciones
especiales podría funcionar en suelos más duros incluidos los de roca. Además de esto los
niveles freáticos altos y los suelos fluyentes causan problemas (Manual de Tecnologías sin
Zanja, 2013).
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75
5. HDD
Las capacidades de las maquinas HDD varían considerablemente según el tipo de suelo. En
términos generales los suelos más favorables son las arcillas, las arenas pueden generar
problemas, especialmente si estas están debajo del nivel freático. Las gravas pueden ser
penetradas pero a expensas de grandes desgastes de la cabeza de taladro. Para maquinas
estándar los suelos de rocas son inadecuados (PINTER, 2013).
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS
6.1. APORTE DE LOS RESULTADOS
Los aportes que tienen mayor relevancia se enfocan principalmente en el documento técnico
de soporte y la metodología propuesta, su aplicación y análisis de los diferentes factores que
intervienen al momento de diseñar la instalación o remodelación de las redes de alcantarillado.
1. Generar una estrategia para la toma de decisiones entre las diferentes alternativas
constructivas para la instalación o renovación de redes de alcantarillado
2. Sistema evaluativo de los procesos a zanja abierta y sin zanja
3. Análisis de los factores de riesgo de los sistemas a zanja abierta y sin zanja y como es su
impacto ambiental
4. Análisis de los factores de riesgo de los sistemas a zanja abierta y sin zanja y como es su
impacto social
5. Presentar las características distintivas de un proyecto e instalación de redes de
alcantarillado
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
76
6. Plantear los indicadores derivados de dichas características.
7. Todo proyecto debe ser consensuado con todas las áreas a intervenir.
8. Creación de una herramienta para evitar reproceso en un proyecto.
9. La metodología AHP (Saaty, 1980,1990) es una poderosa y flexible herramienta de toma
de decisiones multi-critierio, utilizada en problemas en los cuales necesitan evaluarse
aspectos tanto cualitativos como cuantitativos
10. El éxito de la implantación de las metodologías de jerarquización, dependerá
fundamentalmente del recurso humano involucrado.
11. Jerarquizar las alternativas y tomar las decisiones correspondientes. Para cada
alternativa
7. CONCLUSIONES
1. Para los métodos sin zanja es preferible realizar grandes tramos ya que para tramos
pequeños el costo se incrementa debido al traslado de los equipos y mano de obra
especializada
2. Para la realización de un proyecto hidráulico se debe tener en cuenta todas las
recomendaciones de todas las áreas descritas ya que esta puede ser trascendental para
la metodología a utilizar
3. Al haber maquinaria, equipos e implementos de obra más tiempo sobre la vía, es más
alto el riesgo que se produzcan accidentes. Por lo tanto se recomienda implementar las
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
77
nuevas tecnologías sin zanja porque optimizan el tiempo de trabajo y se tiende a agilizar
los procedimientos.
4. Las tecnologías sin zanja no producen un impacto negativo sobre la actividad comercial
de un sector, como si lo realiza el método tradicional.
5. Para un PMT de categoría 3 se aconseja implementar las metodologías sin zanja, ya que
el impacto negativo social es muy grande.
6. Para un proyecto donde el grado de impacto ambiental sea mayormente negativo, es
indispensable realizar dicho proyecto mediante las metodologías sin zanja.
7. Para un proyecto donde el grado de impacto social sea mayormente negativo, es
indispensable realizar dicho proyecto mediante las metodologías sin zanja.
8. Los costos no pueden ser el factor a determinar el proyecto ya que en muchos casos los
costos indirectos de las metodologías de zanja abierta a largo plazo son mayores.
9. Existe una variada oferta de tecnologías sin zanja, cuya aplicación depende de factores
como los diámetros, características del suelo, materiales de las redes existentes entre
otros. Por tal razón no es posible hablar de un tipo de tecnología estándar o
particularmente más conveniente. Especialmente en el caso colombiano, hoy en día se
encuentran proyectos realizados o a punto de ser iniciados con las siguientes
tecnologías sin zanja: Perforación horizontal dirigida (HDD), tubería curada en sitio
(CIPP), Empuje de tubería (PIPE JACKING) y fragmentación de tubería (PIPE BURSTING).
Si bien no es posible hablar de una tecnología como las más conveniente, si podemos
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
78
decir que los métodos anteriormente mencionados representan a nivel colombiano los
de mayor tendencia en aplicación y utilización dentro de este sector de la ingeniería.
10. Se recomienda usar la metodología a zanja abierta cuando las profundidades no son
mayores a 3 metros, son tramos cortos y no tienen mayor impacto socio-ambiental.
11. Si hay interferencia con otras redes se debe implementar la metodología sin zanja con
esto se podrá evitar cortes en los otros servicios, lo cual mejoraría el desarrollo social de
la comunidad.
12. Se deben tener en cuenta la sumatoria de todas las áreas para llegar a una misma
respuesta de en qué momento es más factible usar una metodología de otra.
13. Todas las áreas tendrán el mismo peso de aporte a la matriz para realizar un proyecto ya
que como se observa en el documento todas son de vital importancia.
14. La tecnología a utilizar debe ser la que mayor ponderación tenga más no la que el
ingeniero hidráulico conceda que es mejor.
15. AHP es un método que selecciona alternativas en función de una serie de criterios o
variables, normalmente jerarquizados, los cuales suelen entrar en conflicto.
16. Jerarquizar las alternativas y tomar las decisiones correspondientes. Para cada
alternativa.
17. Conocer la estructura del problema por medio de una jerarquía representativa.
Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura
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