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

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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

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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.

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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).

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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.

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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.

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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.

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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

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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.

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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.

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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.

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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

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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).

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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).

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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

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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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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.

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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

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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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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

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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.

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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.

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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.

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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.

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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.

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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.

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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)

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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.

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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.

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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

Page 51: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

51

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

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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

Page 53: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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

Page 54: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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

Page 55: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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

Page 56: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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.

Page 57: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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

Page 58: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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.

Page 59: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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.

Page 60: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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

Page 61: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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

Page 62: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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.

Page 63: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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

Page 64: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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)

Page 65: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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)

Page 66: MATRIZ MULTICRITERIO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA ...

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

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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

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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

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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

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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

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

74

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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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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

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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

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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

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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.

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Trabajo de grado Línea de investigación Sostenibilidad de la infraestructura

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