Que siempre me ha acompañado e
102
Transcript of Que siempre me ha acompañado e
iii
Que siempre me ha acompañado e
iluminado mi camino en todos estos
años de estudio y trabajo. Además,
por haberme otorgado fuerza y salud
para cumplir mí objetivo académico.
Por haberme acompañado con
mucha paciencia e iluminado a lo
largo de todos mis años de estudio y
por haberme dado fortaleza y salud
para cumplir mis objetivos.
iv
AGRADECIMIENTO
Agradezco a la Universidad César Vallejo por ser el centro de mi capacitación y
darme las herramientas necesarias para poder crecer profesionalmente, a los
docentes quienes con sus conocimientos y experiencia impartida en cada clase
han forjado en mí una persona con fundamentos sólidos como ingeniería y de
manera muy especial a mis asesores.
A todas las personas que han colaborado en parte de mi vida profesional,
agradecerles por su enseñanzas, consejos y apoyo, a la empresa constructora
MPM S.A. por brindarme su confianza.
vi
PRESENTACIÓN
Señores miembros del Jurado, presento ante ustedes la Tesis titulada “Aplicación
de la tecnología sin zanja para mejorar la productividad en la rehabilitación de
redes de alcantarillado”, con la finalidad de dar cumplimiento del Reglamento de
Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo para obtener el Título
Profesional de Ingeniero Civil.
Esperando cumplir con los requisitos de aprobación.
La Autora
vii
INDICECarátula…………….............................................................................................. i
Dedicatoria .......................................................................................................... ii
Página para jurados ........................................................................................... iii
Agradecimiento .................................................................................................. iv
Declaración en autenticidad ................................................................................v
Presentación ......................................................................................................vi
Índice…………………........................................................................................ vii
Lista de tablas .....................................................................................................x
Lista de figuras ...................................................................................................xi
Lista de anexos ................................................................................................ xiii
Resumen ........................................................................................................ xiv
Abstract .........................................................................................................xv
I. INTRODUCCIÓN.............................................................................. 1
1.1 Realidad problemática....................................................................... 2
1.2 Trabajos previos ................................................................................ 5
Internacionales……………………………………………………............5
Nacionales………………………………………………………………...10
1.3 Teorías relacionadas al tema (marco teórico) ................................. 12
Redes de tuberías de desagüe ....................................................... 12
Tecnología sin zanja para la rehabilitación de redes de desagüe ... 13
Método de renovación de instalaciones existentes ......................... 16
Productividad................................................................................... 22
1.4 Formulación del problema ............................................................... 25
1.5 Justificación ..................................................................................... 26
1.6 Hipótesis ......................................................................................... 27
1.7 Objetivos ......................................................................................... 28
II. MARCO METODOLÓGICO ............................................................ 29
viii
2.1 Diseño de investigación.................................................................... 30
Tipo de estudio ................................................................................. 30
2.2 Variables, operacionalización .......................................................... 32
2.3 Población ........................................................................................ 34
2.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos, confiabilidad....... 34
2.5 Métodos de análisis de datos............................................................ 36
2.6 Aspectos éticos ................................................................................ 36
III. RESULTADOS................................................................................. 37
Descripción del proyecto ................................................................. 38
3.1 Rehabilitación con el método de excavación de zanja .................... 39
Trazado para la excavación de zanjas ............................................ 41
Excavación de zanja........................................................................ 41
Suministro de material selecto ........................................................ 42
Preparación de cama de apoyo para tuberías................................. 42
Colocación de puntos de nivel de alineación................................... 43
Instalación de tuberías de desagüe................................................. 44
Emboquillado de la tubería .............................................................. 44
Pruebas de nivelación e hidráulica del tramo ................................. 45
Reparaciones ................................................................................. 45
Relleno y compactación de la primera capa con material selecto .. 46
Relleno y compactación del resto de zanja .................................... 46
Pruebas de deflexión ...................................................................... 47
3.2 Rehabilitación con el método de excavación sin zanja ................... 47
Señalización de la zona de trabajo ................................................. 48
Taponamiento de las redes de alcantarillado .................................. 49
Corte y retiro de pavimento ............................................................. 49
Limpieza de tuberías existentes ...................................................... 50
Inspección televisiva en redes existentes........................................ 51
Termofusion de tuberías de HDPE ................................................. 52
Colocación de tuberías.................................................................... 54
Relleno, compactación y transporte ............................................... 56
3.3 Análisis de costo y tiempo ............................................................... 56
ix
Análisis de costo en el método de excavación sin zanja ................. 57
Análisis de costo en el método con zanja........................................ 60
Costo sociales e impacto medioambiental sostenibilidad ............... 63
Cuadro comparativo de la metodología con y sin zanja ................. 65
IV. DISCUSIÓN .................................................................................... 70
V. CONCLUSIÓN................................................................................. 72
VI. RECOMENDACIÓN ....................................................................... 75
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................ 77
VIII. ANEXOS ......................................................................................... 80
x
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Operacionalizacion de variables……………........................................ 33
Tabla 2 Resumen de trabajos a ejecutar.......................................................... 38
Tabla 3 Costos de rehabilitación de redes de alcantarillado ........................... 57
Tabla 4 Reemplazo de líneas de alcantarillado método sin zanja.................... 58
Tabla 5 Costo total de rehabilitación con método sin zanja ............................ 60
Tabla 6 Reemplazo de líneas de alcantarillado método tradicional.................. 61
Tabla 7 Costo total de rehabilitación con el método con zanja …………………. .... 62
Tabla 8 Cuadro comparativo entre método sin zanja y con zanja ……………. 66
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 sistema red de alcantarillado ……………........................................... 13
Figura 2 instalaciones en una zona céntrica de una ciudad ............................. 15
Figura 3 colocación de método de fractura de tubería ..................................... 17
Figura 4 Procedimiento de fractura del tubo..................................................... 18
Figura 5 construcción del método reentubado ................................................ 19
Figura 6 Colocación del polímero en una tubería ............................................ 21
Figura 7 Ubicación de la zona en estudio ....................................................... 39
Figura 8 Excavación en zanja con maquinaria…………………. ....................... 40
Figura 9 Trazo y replanteo ............................................................................... 41
Figura 10 Rehabilitación de método tradicional................................................ 42
Figura 11 colocación de cama de apoyo para tuberías .................................... 43
Figura 12 Colocación de los puntos y alineación ............................................. 43
Figura 13 Instalación de tuberías de alcantarillado…………………. ................ 44
Figura 14 Nivelación de tuberías de zanja abierta ........................................... 45
Figura 15 Compactación de la primera capa de relleno ................................... 46
Figura 16 Compactación de la segunda capa de relleno ................................. 47
Figura 17 Verificación del estado de la tubería ................................................ 48
Figura 18 Zona de trabajo señalizada…………………. .................................... 49
Figura 19 Corte y retiro del pavimento ............................................................. 50
Figura 20 Inspección televisiva de tuberías existente ...................................... 52
Figura 21 Montado de tubería en máquina de termo fusión (izq), aplicación
de presión para que los tubos queden soldados ............................................. 52
Figura 22 Nudo soldado ................................................................................... 53
Figura 23 Cabezal empernado a la tubería PE (izq), cable guía
xii
“cobra” (der) ……………. ................................................................................. 54
Figura 24 Herramienta de martilleo “topo” (izq), “cobra” insertada
en la tubería nueva (der) ................................................................................. 55
Figura 25 colocación de la tubería en el tramo a fragmentar (izq),
fragmentación de tubería de concreto (der) ..................................................... 55
Figura 26 llegada del cabezal hasta la ubicación del winche .......................... 56
Figura 27 Rendimiento de reemplazo de líneas de alcantarillado
Con Método sin zanja....................................................................................... 59
Figura 28 costos unitarios de construcción según diámetro de tubería
a rehabilitar con el método sin zanja…………………. ...................................... 60
Figura 29 Rendimiento de reemplazo de líneas de alcantarillado con
Método tradicional con zanja............................................................................ 61
Figura 30 costos unitarios de construcción según diámetro de tubería
a rehabilitar con el método tradicional con zanja.............................................. 62
Figura 31 costos social y medioambiental en las obras de infraestructura ..... 63
Figura 32 rendimiento de tuberías rehabilitada por metro lineal por día .......... 67
Figura 33 comparativo de rendimiento ............................................................ 68
Figura 34 costo de construcción en soles por unidad de longitud .................... 69
Figura 35 costo total de rehabilitación de redes de alcantarillado .................... 69
xiii
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1 matriz de consistencia……………...................................................... 75
Anexo 2 consentimiento informado .................................................................. 78
xiv
RESUMEN
En este trabajo de tesis se realizó un análisis comparativo entre el método
tradicional con zanja y el método sin zanja para la rehabilitación de un sistema de
alcantarillado. El método tradicional hace referencia a una metodología mucha
más invasiva, pues consiste en realizar una zanja abierta, el cual es comúnmente
empleado en obras de rehabilitación de alcantarillado. Por otro lado, se presenta
el método sin zanja como una alternativa moderna mucho menos invasiva, pues
permite rehabilitar las tuberías del alcantarillado sin realizar zanja abierta,
permitiendo así reducir tiempo y costo de ejecución.
Para ello, este trabajo se dividió en cinco capítulos: los dos primeros capítulos
permitieron establecer los alcances del trabajo, así como la metodología a
emplear; en el tercer capítulo se describe el procedimiento constructivo e
implementación de ambas metodologías. Finalmente, en el último capítulo se
realizó un análisis económico por metro lineal de tubería renovada para ambos
casos, así como el costo social y de esta forma se verificó que la implementación
de la metodología sin zanja permitió incrementar la productividad en obra.
Palabra clave: costo social, costo medioambiental, costo de ejecución, seguridad
de los trabajadores, trafico.
xv
ABSTRACT
In this thesis, a comparative analysis was made between the traditional trench
method and the trenchless method for the rehabilitation of a sewage system. The
traditional method refers to a much more invasive methodology, since it consists of
making an open ditch, which is commonly used in sewer rehabilitation works. On
the other hand, the trenchless method is presented as a modern methodology,
much less invasive alternative, since it allows the rehabilitation of the sewage
pipes without an open trench, thus reducing the time and cost of execution.
For this, this work was divided in five chapters: the first two chapters allowed to
establish the scope of the work, as well as the methodology to be used; the third
chapter describes the constructive procedure and implementation of both
methodologies. Finally, in the last chapter, an economic analysis was carried out
per linear meter of renewed pipe for both cases, as well as the social cost and in
this way it was verified that the implementation of the methodology without trench
allowed to increase the productivity in work.
Keyword: social cost, environmental cost, cost of execution, worker safety, traffic.
1
I. INTRODUCCIÓN
2
1.1 REALIDAD PROBLEMÁTICA
El sistema de alcantarillado habitual de las ciudades modernas consiste en las
instalaciones de redes de tuberías conectadas por donde se transporta los
desechos desde las viviendas, fábricas, etc. hacia las plantas de tratamiento. El
procedimiento tradicional de la instalación de las tuberías es la apertura de zanjas
en el centro de las pistas, su colocación, y rehabilitación de la vía. Por lo general,
este proceso de instalación se va dando con el desarrollo o amplificación de
nuevas zonas urbanas en las ciudades por lo que el cierre de la vía no es un
problema. Además, existe la predisposición de los habitantes del lugar a aceptar
el cierre de la vía por el beneficio del futuro servicio de alcantarillado.
El problema comienza a surgir con el deterioro de las redes y su necesidad de
reposición. En zonas urbanas, altamente densas, donde se desarrollan diversas
actividades económicas, la posibilidad del cierre, aunque por un periodo muy
corto de tiempo implica un impacto productivo y económico elevado. En estas
circunstancias, el método usual de colocación de tuberías nuevas de reposición
no es factible debido a que solo se toma en cuenta la renovación de las tuberías
utilizando métodos de reparaciones subterránea tradicionales bajo rupturas de
zanjas.
Entre los años 1974 y 1984, el visionario Chris Brahler, quién era empleado de
instalación de tuberías subterráneas de cables de telefonía, con zanja abierta, que
era una innovación para la época, tenía dificultades. En ese entonces la única
alternativa disponible era abrir una zanja, cortando el camino, generando las
molestias producto de la misma actividad. Entonces, él pensó en la posibilidad de
usar las herramientas de perforación subterránea, que habían desarrollado sus
primeros trabajos en Norteamérica, como alternativa de solución. La herramienta
innovadora ejecutaba perforaciones rectas y de longitudes cortas, así como para
caminos y canales.
Chris explicó a su empleador todo el problema que implicaba ejecutar los trabajos
en zanja y facilitó la solución de ir por debajo del camino conocido como el
método de tunéelo, sin tener que abrir una zanja. En ese contexto, las causas de
la problemática exigían evaluar la utilización del sistema a fin que en la ejecución
3
de obras en zonas urbanas altamente densas y los resultados cumplieron las
expectativas.
En el proceso de renovación de tuberías es donde el método se potencia, pues al
verificar que la tubería dañada no se realizará una zanja para su cambio. Así, es
posible minimizar la ruptura de hormigón, asfalto o de las capas granulares del
pavimento; de esta forma se evita grandes movimientos de tierra. Además, se
logra mantener el diámetro existente a fin de poder conservar las características
físicas de los fluidos en movimiento dentro de las tuberías. Asimismo, se obtienen
otras ventajas secundarias: la menor perturbación de servicios o menor
substracción y reemplazo de suelos y rellenos, la disminución de los riesgos de
daños a otros servicios al evitar indemnizaciones por daños y perjuicios, la menor
molestia a los vecinos, disminuye la polución ambiental, se reducen los daños a
transeúntes y la presencia de accidentes laborales por zanjas abiertas que
representan cuantiosas indemnizaciones, los movimiento de suelo, la
contaminación sonora, la obstrucción del tránsito, daños por desvíos de tránsito a
las rutas no previstas, entre otros.
No obstante, existen factores en los que se tiene que tener especial cuidado para
la optimización del método con zanja. Los factores críticos a tomar en
consideración son los siguientes: empleo de material adecuado utilizado en obra
como base de empleo a los tubos de polietileno estandarizados, respetar el
mínimo de la profundidad de zanja a 0.80 cm bajo suelo, el uso de inspecciones
televisadas con cámara electrónicas como parte del monitoreo o escaneo en la
zona de trabajo, la correcta limpieza en la zona de trabajo ante obstrucciones
para ingresar el tubo en la red del alcantarillado.
En los países de América Latina, en la década de los ochenta y noventa, las
empresas constructoras dedicadas a la ejecución de obras de modificación de
tuberías de alcantarillado utilizaron el sistema de fragmentación neumática y
exteriorizaron del problema las críticas de evaluación y escaso análisis de
componentes relacionados a factores que se relacionan con el diámetro de
tuberías instalada, los diámetros de la tubería a instalar de HDPE, las tuberías de
polietileno de alta densidad o HDPE como el termoplástico fabricado a partir del
etileno o elaborado a partir del etano, calado del servicio instalado, los tipos y
4
características de suelo de arcillas, las grava de diferentes granulometrías y
concentración. Frente a ello, la causa de la problemática se ha originado por falta
de evaluación y control que ocasionan los siguientes componentes: la sustitución
de tuberías por un material cualquiera como: concreto no reforzado, concreto
simple, cerámica, plástico, y tubos de acero con pared delgada; la instalación de
nueva tubería de igual o menor diámetro y mantener la pendiente original. Para
este trabajo se requiere máquinas y dispositivos de trabajo, como máquinas de
pequeña longitud para el remplazo de la tubería entre el pozo de ataque y la
cámara de inspección; para el caso de tuberías con diferentes diámetros será
necesario contar con equipos o máquinas con múltiples accesorios.
El Perú, desde el año 2002 está organizado en 26 regiones políticamente, Lima
metropolitana a través de su historia ha mostrado un crecimiento urbanístico
desordenado y acelerado. Este incremento casi exponencial de la población que
se acentuó desde la década de ochenta, se debió al proceso migratorio, que se
dio de manera intensa, desde todas partes del país hacia la capital. Esta
densificación poblacional en la Lima metropolitana en los últimos años está
provocando una demanda creciente de los servicios básicos de fluído eléctrico,
abastecimiento de agua potable y alcantarillado. El estado, a través de Sedapal,
que es la encarga de administrar y suministrar el servicio de agua y desagüe, está
intentando cubrir esas demandas.
Las empresas dedicadas a obras hidráulicas y saneamiento de agua y desagüe
demandan de las siguientes exigencias para mejorar su servicio: la presencia de
sistemas de fragmentación. Comprender el factor como parte de las causas de la
problemática en el contexto que el sistema de fragmentación de tuberías tendrá
que apoyar a trabajos de saneamiento el cual se ejecuta con la destrucción de la
tubería vieja por medio de impacto, fragmentando y dejando los residuos en el
interior del terreno de trabajo de alcantarillado.
Durante la ejecución de la obra de ingeniería hidráulicas y de saneamiento de
alcantarillado en redes de agua y desagüe en el distrito de Comas se observaron
los siguientes problemas con grado de incidencias: malestar en la población por
falta de pavimentación de vías, bajo interés durante la implementación de
asfaltado en las vías públicas, restricción en el servicio de agua por parte de la
5
autoridad competente, molestia en la población por uso maquinarias pesadas,
elevada presencia de residuos sólidos, descomposición de los residuos,
incomodidad en la población por los hundimientos en la pista, mal aspecto en la
vía pública, malestar en la circulación de los vehículos y del transporte.
La ejecución de la obra de saneamiento demanda analizar como parte del
problema esos factores: El reemplazar tubos por material como, cerámica,
concreto simple, fundición, concreto reforzado, plástico y la instalación de nueva
tubería de igual o mayor diámetro conservando la pendiente original de la tubería
antigua. Pero, las incidencias críticas del problema se reflejan por falta de
métodos de renovación de instalaciones existentes y el efecto de las fracturas a
las tuberías, falta de métodos constructivos en trabajos sin zanja lo que afecta a la
compactación de suelo. La exigencia del sistema de agua potable, saneamiento y
drenajes requiere de equipamiento y tecnología. En efecto, ante las causas del
problema se presenta y plantea la propuesta de la tecnología sin zanja para
mejorar la productividad en la rehabilitación de redes de alcantarillado y su
aplicación en el distrito limeño de Comas.
1.2 TRABAJOS PREVIOS
Internacionales
Barbosa, G. (2013). “Estudio de la aplicación de tecnologías Trenchless en
Bogotá”. Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Colombia, Universidad
Católica de Colombia.
El objetivo fue mostrar la tecnología Trenchless y las ventajas que ésta ofrece
frente a los métodos tradicionales. Realizar un informe con los procedimientos y
análisis previo a la implementación de la metodología Trenchless, considerando
como un parámetro de análisis con su impacto en la aplicación en la ciudad de
Bogotá, dividiendo estas herramientas en dos grupos; en herramientas de
inspección y mantenimiento, y herramientas de construcción y rehabilitación. El
trabajo de tesis tuvo como objetivo principal promover el uso nuevas tecnologías,
como es el caso de la metodología sin zanja, para el desarrollo de proyectos
como mantenimiento, reparación puntual o rehabilitación de redes de tuberías de
6
alcantarillado. Así, como en algunos casos, también tienen aplicabilidad en las
redes de acueducto.
Esta es una investigación aplicativa en razón al uso de principios y fundamentos
de las herramientas que llevan por finalidad construir, reemplazar o reparar
tuberías de alcantarillado de pequeño diámetro con longitudes menores a tres
metros, redes de tendido eléctrico, redes de comunicaciones y de gas natural,
entre otras. Este tipo de tecnologías tiene como objetivo la construcción o
instalación de redes de tuberías sin generar perforaciones como zanjas. Entre las
principales diferencias entre las metodologías actuales es que existen dos
divisiones para el caso de la tecnología sin zanja y estas son: (a) método de
construcción sin zanja, en este caso se diferencia del método tradicional ya que
no es necesario excavar zanjas. Los métodos más representativos son los
siguientes: Hincado de tubería (Pipe Jacking - PJ), perforación horizontal con tubo
Sin-fin (Horizontal Auger Boring - HAB), perforación dirigida horizontal (Horizontal
Directional Drilling - HDD), pipe ramming compaction method y microtunneling o
microtuneladoras.
La investigación expresa la importancia y la utilidad de las tecnologías sin el uso
de zanja por el ahorro económico y de tiempos en obra de saneamiento de agua y
desagüe en zonas rurales y urbanas. Es relevante la tesis para la presente
investigación ya que hacen hincapié a que la metodología sin zanja con una
adecuada configuración de procedimientos permite construir y reemplazar o
reparar todo tipo de tubería de diámetro menor a 3-4 metros. Esto abarataría los
costos de operación y la reducción de los tiempos.
Pinzón, J. (2011). “Evaluación y perspectivas de la utilización de tecnologías sin
zanja en redes de alcantarillado de Bogotá”. Tesis para optar el Título de
Ingeniero Civil. Colombia, Pontificia Universidad Javeriana.
El objetivo principal del este trabajo de tesis, fue presentar una secuencia de los
procedimientos de implementación de la metodología sin zanja en redes de
alcantarillado, en la ciudad de Bogotá y, además, mostrar las ventajas que ésta
tiene frente a al método tradicional en su aplicación en proyectos reales. La tesis
7
fue del tipo aplicativo que analizó el uso de la metodología sin zanja en la
rehabilitación de redes de alcantarillado.
Como conclusiones se mostró que diámetros menores a 300mm presentan
condiciones de operación un poco difíciles o complicadas. En otras palabras, se
logró percibir una gran cantidad de inclinaciones que, si bien no se pueden
extrapolar al total de redes existentes en la ciudad, pero permitieron tener una
idea global de algunas tendencias del grado estructural de los sistemas que
podríamos encontrar en el interior de un perímetro cercano a las zonas en
estudio.
La presente investigación considera el uso de tecnologías sin zanja en redes de
alcantarillado que se relaciona con el proyecto propuesto y que constituye una
evidencia de lo que se pretende hacer para mejorar la rehabilitación de redes de
alcantarillado.
Mendoza y Salazar (2016). “Análisis técnico-económico, medición de
rendimientos y determinación de cuadrilla tipo para el funcionamiento del equipo
de fractura de tubería”. Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Ecuador,
Pontificia Universidad Católica de Ecuador.
El principal objetivo de este trabajo de tesis fue determinar el análisis técnico y
económico de los equipos de fractura de tuberías. Pipe Bursting o fracturación de
tubería que representa uno de los métodos con mayor acogida dentro del área de
reposición de tuberías. Este método eco-amigable sin zanja permite rehabilitar
tuberías viejas de alcantarillado rompiéndola y deslizando sus fragmentos dentro
del suelo circundante, mientras que simultáneamente jala la nueva protección o
tubería del mismo o mayor diámetro dentro del vacío creado. Este método sirve
para la reposición de tuberías de redes agua potable y gas, así como también de
redes de alcantarillado.
Esta metodología moderna (Pipe Bursting) se caracteriza básicamente por el tipo
de fuerza que se le suministra al martillo para romper la tubería antigua y por su
tipo de propulsión. Fracturación Dinámica/ Neumática de la tubería, fracturación
estática de tubería y fragmentación de tubería de calibre. Este trabajo de tesis fue
8
del tipo aplicativo, mostrando el detalle de los componentes del equipo,
GRUNDOTUGGER Lateral Bursting System, que fue desarrollado por la empresa
norte americana TT Technologies. Para romper la tubería el equipo ejerce una
fuerza de tensión de gran magnitud al cable de tiro y así jalar el cono expansor
desde el pozo de partida hasta el pozo de llegada. La fuerza horizontal de jalado
se transfiere por el cono expansor en una fuerza radial para romper la tubería y
aumentar el orificio del conducto y así proveer de espacio suficiente para la nueva
tubería que será instalada.
Para la obtención de costos y rendimientos se realizaron dos intervenciones
utilizando el método Pipe Bursting. El costo por metro lineal de rehabilitación para
la primera intervención, por el método de Pipe Bursting es de $ 67,32 y por
método convencional (zanja abierta) es de $85,58. Existe una reducción del
21,34% con relación al Pipe Bursting sobre el método convencional. El costo por
metro lineal de rehabilitación para la segunda intervención representado, por el
método de Pipe Bursting es de $73,19 y por método convencional (zanja abierta)
es de $90,62. Existe una reducción del 19,23% con relación al Pipe Bursting
sobre el método convencional. Haciendo una comparación de longitud vs costos
metro lineal entre el método convencional (zanja abierta) y Pipe Bursting (sin
zanja) se muestra un punto de equilibrio en costo a los 17m de longitud, es decir
de 0-17m es más económico realizar la rehabilitación de tubería utilizando el
método convencional y de 17-60m es favorable utilizar el método de Pipe
Bursting.
El estudio experimental considera que los rendimientos se realizan de acuerdo a
la forma de trabajo y a la naturaleza de la máquina, el equipo Pipe Bursting –
Grundotugger tiene una operación intermedia, esto nos obliga a realizar un
estudio de la naturaleza del equipo y establecer los factores de operación de la
misma. Concluidos los cálculos de rendimiento horario se observa que hubo un
mayor rendimiento en la segunda intervención. El rendimiento de la primera
intervención es de 81.96 min por metro cuadrado, el rendimiento de la segunda
intervención es de 50.76 min por metro cuadrado. Para establecer la cuadrilla tipo
para el uso del equipo Pipe Bursting - Grundotugger realizamos una comparación
entre cuadrillas de la primera y la segunda intervención según sus tiempos de
9
ejecución y longitud de los tramos rehabilitados. De lo que se pudo observar del
desempeño de ambas cuadrillas y de la información recopilada de los manuales
del equipo de Pipe Bursting – Grundotugger se deduce que la cuadrilla tipo para
la operación del equipo se deberá conformar por un operador principal y un
ayudante.
En la presente tesis se utiliza la reposición de tuberías mediante el uso de la
fracturación de tuberías, que constituye una herramienta fundamental para el
restablecimiento de tuberías de las redes de alcantarillado y que es un
antecedente importante dentro lo que se propone realizar en la presente
investigación con el restablecimiento de tuberías.
Pupo, C. (2014). “Metodología para la selección de obras de ingeniería para la
rehabilitación de redes troncales de alcantarillado”. Tesis para optar el Título de
Magister en Ingeniería Civil. Colombia, Escuela de Ingeniería Julio Garavito.
El principal objetivo de este trabajo de tesis, fue el análisis de las diferentes obras
en las que se rehabilitó o mejoró la operatividad de redes troncales de
alcantarillado. Además, se describió un esquema metodológico para el diseño de
obras de rehabilitación de redes de alcantarillado y para esto se presentó una
descripción de las características de funcionamiento, así como ventajas y
desventajas que sirvieron para el planteamiento del esquema metodológico de
rehabilitación de las redes de alcantarillado.
Esta es una tesis de tipo aplicada que busca una eficiente rehabilitación de redes
troncales de alcantarillado. Como resultado de la investigación se da las
siguientes conclusiones: el planteamiento de la rehabilitación del sistema de
alcantarillado, fue enfocado en seguir un diagrama de flujo de decisión; donde se
identifican los problemas o fallas (geotécnicos, operacionales, capacidad
insuficiente, condiciones estructurales) para luego plantear una solución de
construcción a nivel técnico que representa la más viable y así asegurar la
rehabilitación de la red de alcantarillado. El enfoque se basa en la matriz de las
técnicas de rehabilitación (TR) vs. Las fallas del sistema. La metodología
desarrollada en este trabajo considera que las técnicas para la renovación de las
redes troncales de alcantarillado se deben seleccionar teniendo en cuenta las
10
limitaciones del sitio, las características del sistema, los problemas detectados y
los objetivos del proyecto. Para esto se requiere realizar una evaluación integral
que incluya una comparación de los costos económicos y una valoración
cuantitativa de los impactos ambientales y sociales comparando las tecnologías
de rehabilitación sin zanja y las tecnologías convencionales. Sin embargo, en
algunas situaciones particulares la evaluación económica no es comparativa, ya
que las nuevas tecnologías tienen beneficios como el ahorro en los costos y otros
que no son cuantificables como la seguridad para los transeúntes en las zonas de
trabajo, la conservación del medio ambiente durante la construcción, el estrés
generado por las demoras, los impactos en la economía local, entre otros.
Como resultado de la investigación se concluye que el uso de la metodología sin
zanja para la renovación de las redes de alcantarillado implica realizar menor
trabajo de construcción en comparación con el método tradicional (método con
zanja) donde es necesario realizar trabajar de excavación de zanjas. Además, la
tesis aporta a la presente investigación porque considera también la rehabilitación
de redes troncales de alcantarillado y que se valora el hecho de disminuir el
trabajo de construcción en las redes sin zanja, lo cual es importante para la
población en la medida que no ocasione cierre de vías por labores de
rehabilitación.
Nacionales
Ojeda, J. (2015). “Análisis comparativo entre el método Pipe Bursting y el método
tradicional en la renovación de tuberías de desagüe”. Tesis para optar el Título de
Ingeniero Civil. Lima – Perú, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas.
El objetivo fue identificar y comparar las ventajas que tienen ambos métodos en
factores de tiempo, costo y el impacto que estos ocasionan. Esta es una tesis
aplicada. Entre las principales ventajas que ofrece la metodología sin zanja con
respecto al método tradicional (método con zanja) es que proporciona mayor
seguridad a los obreros, pues no hay la necesidad de realizar trabajos dentro de
una zanja de gran altura, pues obviamente no se requiere de excavar estas
zanjas. De esta manera no hay la probabilidad que algún trabajador se quede
atrapado dentro de una zanja y pueda perder la vida por un posible colapso o
11
desprendimiento del terreno. Por otro lado, al considerar el trabajo de zanja
abierta, para el caso del método tradicional, hasta que se termine el trabajo y esté
abierta la zanja podría suceder que algún transeúnte pueda caer al interior de la
zanja provocándose múltiples daños o incluso perder la vida y esto podría
suceder a pesar que se haya señalizado correctamente el proyecto. Por ello, es
lógico que a mayor tiempo se tenga la zanja abierta mayor es la posibilidad de
que se produzcan este tipo de accidentes.
La importancia de la tesis que es significativa para la presente investigación es la
rehabilitación de redes sin zanja que garantiza el método de renovación de
tuberías que es una metodología moderna que ocasiona menos perturbación a la
comunidad y el efecto en la población.
León, B. (2015). “Estudio de optimización de costos y productividad en la
instalación de agua potable”. Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil. Lima –
Perú, Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP).
El objetivo principal del trabajo de tesis fue realizar un estudio de la situación
actual en los procedimientos de instalación las tuberías de agua potable,
encontrando obstáculos o puntos críticos que no permitan la mejora de la
productividad de instalaciones y por ende la reducción de costos; y se dan
algunas propuestas para su mejoramiento. Con el propósito de lograr el objetivo
principal, el proyecto que dio origen al tema de tesis: “Optimización del suministro
de agua potable y alcantarillado de lima norte (1) – lote 1, obras generales de
agua potable”. A partir de esta obra ejecutada los procedimientos constructivos de
hierro fundido dúctil fueron recolectados, y posteriormente se identificó las
actividades con mayor influencia en el presupuesto y en la programación de la
obra en mención. Se presentó una descripción general del proyecto, para luego
desarrollar el análisis y evaluación de los procesos constructivos implicados en la
instalación de tuberías de hierro fundido dúctil para el abastecimiento de agua
potable. El trabajo presentado también fue experimental ya que, con las
actividades identificadas, se presentaron alternativas constructivas o actividades,
las cuales fueron analizadas para cuantificar los cambios dentro del proyecto.
12
Del resultado final del trabajo, se caracterizaron o identificaron las etapas o
actividades que más influyeron, tanto en costos como en producción, en el
proceso de instalación. También, presentó recomendaciones que fueron resultado
del análisis o estudio de las evidenciadas en un proyecto en ejecución, que
aportará a futuras empresas a obtener una perspectiva real de las actividades
involucradas en la realización de proyectos similares al que fue tratado en este
trabajo de investigación. Se finalizó indicando que las obras de abastecimiento de
agua potable y redes de alcantarillado presentados por SEDAPAL, para el
abastecimiento de las zonas más alejadas, son lanzados a concursos públicos
tanto para empresas nacionales e internacionales.
Es relevante la presente tesis para el proyecto de investigación, debido a que se
valora la productividad y los alcances para poder cumplir con la instalación de
tuberías que forma parte de la propuesta.
1.3 TEORÍAS RELACIONADAS AL TEMA
Redes de tuberías de desagüe
La prioridad fundamental en cualquier desarrollo urbano es el abastecimiento de
agua potable, pero una vez satisfecha esa necesidad se presenta el problema del
desalojo de las aguas residuales. Por lo tanto, se requiere la construcción de un
sistema de alcantarillado sanitario para eliminar las aguas residuales que
producen los habitantes de una zona urbana incluyendo al comercio y a la
industria (Norma OS.070 redes de aguas residuales).
La red de alcantarillado generalmente está conformada por subcolectores,
colectores, interceptores, emisores, plantas de tratamiento, estaciones de
bombeo, y descarga final. El destino final de las aguas residuales podrá ser desde
un cuerpo receptor hasta el reuso del mismo, según el nivel de tratamiento que se
le pueda dar para que pueda ser reutilizada.
La adecuada eliminación de las aguas residuales muestra la necesidad de ampliar
lineamientos técnicos, que permitan elaborar proyectos de alcantarillado
económicos, eficientes y seguros, considerando que deben ser hidráulicamente
herméticos
13
Por otro lado, en los proyectos para alcantarillado sanitario es requisito proyectar
redes de tuberías que garanticen la hermeticidad de la línea, la calidad y el tiempo
de vida de los materiales, como puede ser el PVC especial para alcantarillado
sanitario serie 25 (mínimo), y el polietileno de alta densidad (PEAD). De igual
manera el sistema de descargas domiciliarias deberá ser de material homogéneo
y compatible a la red principal, de manera que no ocasione problemas a la
tubería.
En la Fig.1 se muestra un esquema de sistema de alcantarillado con tuberías
principales y ramales colectores
Fig. 1 sistema red de Alcantarillado.
Fuente: Elaboración propia.
Tecnología sin zanja para la rehabilitación de redes de desagüe
La tecnología sin zanja (trenchless technology) es un método de renovación de
tuberías, sin necesidad de retirar la tubería antigua, en el que se utiliza un cabezal
de corte o fractura para quebrar o cortar la tubería existente, con un
14
desplazamiento mecánico, permitiendo la instalación simultanea de la nueva
tubería que viene adosada en la parte posterior del cabezal. Esta nueva tubería
puede ser del mismo diámetro o uno mayor (Ojeda, 2015).
La IbSTT (asociación Ibérica de tecnología sin zanja), durante sus 20 años de
andadura, y con más de 50 empresas agrupadas en los mercados nacional e
internacional; la IbSTT se encarga de difundir las ventajas que presentan las
metodologías sin zanja frente al método tradicional; como propósito fundamental
es generar ciudades que sean sostenibles, así como incrementar la calidad de
vida de la población y de esta manera garantizar las necesidades de las
generaciones venideras. La metodología sin zanja es considerada como una
metodología limpia porque mitiga los riesgos ambientales que podría presentarse
y así garantizar su nivel de compromiso con la sociedad.
El método sin zanja, representa un eje principal en el desarrollo de ciudades
inteligentes y sostenibles, esto es un claro ejemplo de como la investigación
permite desarrollar nuevas tecnologías que sean innovadoras y que sean de uso y
beneficio de la población en general. Esto será un paso más de la humanidad
para poder llegar a la economía verde y lograr detener el impacto negativo que
genera el ser humano contra el planeta, pues no solo de debe buscar una
economía que mejore la comodidad de las personas si no también que reduzca o
mitigue el impacto ambiental y las escaseces ecológicas (Asociación Ibérica de
Tecnología Sin Zanja, 2017).
Se refiere a la metodología de rehabilitación de estructuras que hayan perdido su
capacidad estructural inicial, la ventaja principal es que no sea necesaria la
construcción de zanjas. El método básicamente lo que hace es cambiar tuberías
que ya han cumplido un periodo de vida útil y requieren ser cambiados por
tuberías nuevas, las metodologías más representativas son las siguientes:
Fractura de tubería, reentubado, revestimiento deslizante continuo, tubería
polimerizada y tubería fundida. (Mínguez, F., 2015, p- 6)
Generalmente en zonas urbanizadas la rehabilitación de redes de alcantarillado
con la metodología con zanja genera problemas de tráfico con vehículos pesados,
tráfico peatonal y numerosos servicios subterráneos existentes; por ello la
15
metodología sin zanja ofrece una ventaja frente al método tradicional, pues ya no
se requiere de la construcción de las zanjas a tajo abierto mitigando de esta forma
los problemas de tránsito vehicular y otros. Además, la tecnología sin zanja tiene
la versatilidad que puede ser usado en muchos proyectos como atravesar
carreteras, corredores de transporte, ríos y cursos de agua. Así como también se
puede utilizar para instalar, rehabilitar o sustituir servicios ubicados en zonas
ambientalmente sensibles y lugares donde métodos invasivos como el método
con zanja generaría mucho impacto y por ello, no pueden ser aplicados, por la
presencia de vegetación o ya sean zonas ambientalmente sensibles. A menudo,
por no decir que en la actualidad la metodología sin zanja está teniendo mucha
acogida no solo por generar menor impacto ambiental, sino también porque el
avance de la tecnología hace que estos equipos necesarios sean más
económicos y esto reduce el costo directo del proyecto. (Asociación Ibérica de
Tecnología Sin Zanja, 2017), Ver Fig. 2
Fig. 1 Instalaciones en una zona céntrica de una ciudad
Fuente: (Asociación Ibérica de Tecnología Sin Zanja, 2017).
“La tecnología sin zanja no solo beneficia a las personas o al medio ambiente al
ser menos invasiva, sino que también con el avance de la tecnología se ha hecho
viable económicamente, pues representa un costo directo menor al método
tradicional. El hecho de que tenga gran acogida implica también que el método
16
sea cada vez perfeccionada incrementado su eficiencia y aumentado su
productividad en obra, pues evidentemente el no ser necesario trabajo de
excavación de zanjas reduce el tiempo de ejecución de los proyectos”.(Constructivo, 2016).
La tecnología sin zanja no solo requiere de definir bien la metodología sino
también de equipos y herramientas y estas con el pasar de los años también se
han ido perfeccionando y de esta forma hacer más eficiente y económica la
rehabilitación de la tubería existente o instalar una nueva tubería subterránea con
el mínimo de problemas y destrucción que generalmente se presenta con el
método tradicional o método con zanja. El término “tecnología sin zanja” en la
actualidad ya está dejando de ser un término nuevo por la gran acogida que está
teniendo. Ha sido muy utilizado durante los últimos 10 años de un modo global
para describir este segmento fuerte y dinámico de la industria subterránea de
construcción. (Sedapal, 2016).
La tecnología sin zanja no es solo respetuosa con las personas y el
medioambiente, sino que es la solución lógica y económica en el marco actual.
Incluye varios métodos para la rehabilitación y nueva instalación de conducciones
que evitan en la medida de lo posible las zanjas en la vía pública y acortan los
plazos de ejecución. (CONSTRUTEC DUKTIL, 2009, párr. 1-4)
La tecnología CIPP o curado en sitio, por sus siglas en inglés (cured in place
pipe), es un compuesto tubular impregnado con resina epóxica de última
generación que se utiliza como revestimiento interior de la tubería existente y que
se instala por reversión con presión de aire. Una vez finalizada la inserción de la
resina se cura usando vapor de agua que se distribuye a través de la tubería
receptora. (PAVCO, 2017).
Método de renovación de instalaciones existentes
Básicamente hace referencia a los distintos métodos que se puedan emplear para
la rehabilitación de tuberías que ya hayan perdido su capacidad estructural o ya
hayan excedido su periodo de vida útil, sin la utilización directa de zanjas abiertas.
Fundamentalmente es el cambio de la tubería existente, vieja o defectuosa por
17
otra nueva. En la actualidad se siguen perfeccionando el método sin zanja, pero
entre los más representativos tenemos: (Mínguez, F. 2015, p. 6):
a) Fractura de tuberías
b) Reentubado
c) Revestimiento deslizante continuo
d) Tubería polimerizada in situ
e) Tubería fundida
a) Fractura de tubería (Pipe bursting)
La Fractura de tubería también denominada Pipe Bursting, consiste en colocar
una nueva tubería destruyendo la tubería antigua, la característica de este
proceso es que a medida que se destruye la tubería antigua se va instalando la
tubería nueva y la tubería antigua pasa a formar parte del suelo. Por ello la
metodología sin zanja es altamente atractiva para la sustitución de líneas de agua
potable, alcantarillado y gas en suelos sensibles, donde existen otras
canalizaciones subterráneas o edificios cercanos (Yepes, V. 2013). Ver Fig. 3
Fig. 3 colocación de método de fractura de tubería.
Fuente: Yepes, V. 2013.
Con esta metodología es posible remplazar tuberías de hormigón, acero o
fundición dúctil sin disminuir su sección original, por el contrario, se puede lograr
incluso ciertos incrementos de sección. Las barras articuladas de tiro son
empujadas desde el pozo de tiro a través de la vieja tubería hacia el pozo de
inserción de la nueva tubería. Una de las principales características es que una
vez que llegan las barras a este pozo, se acopla una cuchilla de corte, un cono
expansor y la nueva tubería, del material que sea necesario. Con respecto a la
18
capacidad de los equipos se encuentran entre 40 y 400 toneladas de capacidad
de tiro.
Por lo tanto, la tubería a reemplazar se rompe con una cabeza de ruptura o es
cortada con un rodillo de corte. Los fragmentos residuales de la tubería antigua se
desplazan contra el terreno circundante y de esta forma la cavidad se amplía, de
tal forma que un nuevo tubo pueda ingresar en ella. La tubería de reemplazo
puede tener el mismo diámetro que la antigua o incluso ser de un diámetro mayor.
El equipo de trabajo que permite romper la tubería antigua está formado por un
cabezal rompedor en forma de cuchilla, ésta tiene la suficiente capacidad de
triturar o seccionar la tubería antigua e instalar la nueva. Esta fuerza de empuje
necesaria para romper la tubería es situada en una estación hidráulica de unas 40
toneladas de tiro, ésta fuerza es capaz de seccionar las tuberías existentes.
Además, si el pozo de registro cuenta con la dimensión suficiente podrá realizarse
el reemplazo desde ellos sin necesidad de realizar excavaciones (Fig. 4).
Por ello, para realizar la sustitución se realiza la excavación de las pozas de tiro e
inserción. Los trabajos de instalación de maquinaria, sustitución y retirada tienen
una duración aproximada de 3 horas, por lo que la sustitución completa de un
tramo de 150-200 m puede llevarse a cabo en una jornada de trabajo.
El proceso constructivo tiene los siguientes pasos:
1. Realizar la excavación de un pozo de entrada y otro pozo de salida.
2. Introducir la maquinaría necesaria para el incado y luego colocar las barras
en la tubería vieja.
3. Cortar y retirar las secciones de la tubería y luego realizar la instalación de
la máquina y entrada en la tubería.
4. Instalar los dispositivos de expansión y de corte.
5. Realizar la instalación de la nueva tubería.
6. Realizar los empalmes y acometidas necesarios.
19
Fig. 2 Procedimiento de fractura del tubo.
Fuente: Yepes, V. 2013.
b) Reentubado (Relining)
El reentubado como su nombre lo indica, consiste en introducir la tubería nueva
en la tubería antigua. Esta técnica es adecuada en zonas urbanas para la
renovación y rehabilitación de tuberías antiguas o que ya han cumplido con su
periodo de vida útil, esto por la ventaja que ofrece frente al método tradicional
(método con zanja) pues no genera impacto ambiental y es respetuosa con las
personas. La utilización de esta técnica está limitada a conducciones donde
pueda disminuirse el diámetro de la tubería existente. Se trata de una técnica
cada vez más utilizada (Yepes, V. 2013). Ver Fig. 5.
En la técnica del relining, se requiere preparar la tubería antigua esto con el
propósito de reducir o eliminar la fricción. Para ello, se eliminan las incrustaciones
de la pared, se cierran las juntas y se hecha un lubricante sobre la superficie
interna de la tubería. Este paso generalmente es conocido con el nombre de
limpieza por lechada química. La lechada química es utilizada para sellar juntas
con alta probabilidad de filtración o fuga del líquido a transportar y también para
sellar grietas circunferenciales así como pequeños huecos. La lechada química
tiene que ser colocado bajo presión para ello se requiere de la ayuda de un
equipo adecuado para la evaluación y sellado de las juntas o grietas. El proceso
de limpieza se realiza antes del proceso de aplicación de la lechada y eliminar las
partículas de arena del interior de la tubería u otro tipo de sedimentos. Para poder
utilizar este método se requiere también desviar el flujo del agua residual
20
alrededor del segmento de tubería a ser tratado con lechada, esto hasta que el
material haya secado. Luego una vez que la tubería nueva ha sido ingresada y
deslizada, el espacio restante entre ambas tuberías se rellena con material
alcalino aislante.
Fig. 3 constructivo del método de reentubado.
Fuente: Moral Fernández, 2015.
c) Revestimiento deslizante continuo (Slipplining)
Éste método se utiliza en la rehabilitación de todo tipo de canalizaciones cuyas
dimensiones varían entre 100 y 1700 mm. Poco importa si son canalizaciones de
aguas residuales, agua, gas, etc. mientras se permita la reducción de la sección
transversal, y esto no sea un problema. Antes de introducir la canalización de
Polietileno de Alta Densidad (PEAD) se realizan dos excavaciones una en el
punto de origen y otra en el destino. Todas las canalizaciones, válvulas y uniones
de servicio deben ser excavadas y quedar expuestas antes de colocar el
revestimiento.
Las secciones de polietileno de alta densidad son soldadas en la superficie o en el
agujero de entrada. Es posible realizar canalizaciones de hasta 700 metros en
una sola instalación. Posteriormente, se efectúan todas las conexiones a las
canalizaciones de servicio etc. y se llenan las excavaciones. La inserción es un
método muy rápido y rentable.
d) Tubería polimerizada in situ (Cured in a place pipe)
También conocido como Cured in a place pipe, o encamisado con manga
reversible, este método es ideal para la rehabilitación de canalizaciones de aguas
residuales y canalizaciones de aguas industriales. Puede ser utilizada tanto para
21
tuberías principales como para secundarias. Y tanto en vertical como en
horizontal.
Estos tubos flexibles de fibra de poliéster resistente al acido están impregnados
en resina. Los tubos se tratan a medida en los talleres en varias longitudes y en
dimensiones variables de 50 a 2000mm con un grosor de 3 a 50mm, según los
requisitos. A través de un interruptor controlado a distancia, todos los laterales
que han sido registrados por medio de una televisión se abren después del
revestimiento. El método permite rehabilitar varios cientos de metros de
canalizaciones en un sólo día sin realizar ninguna excavación. El método posibilita
un revestimiento totalmente estructural.
Fig. 4. Colocación del polímero en una tubería.
Fuente: José Forno, 2010.
e) Tuberías fundidas (Thermoformed pipe)
Para la rehabilitación de tuberías de alcantarillado este método es ampliamente
utilizado. Su larga duración, naturaleza inerte, y no toxicidad, lo hacen apropiado
para su uso con agua potable. Las tuberías fundidas se utilizan tanto en
conducciones que funcionen por acción de la gravedad, como aplicaciones en las
que el fluido vaya a presión.
Los diámetros varían de 7cm a 80cm. En los diámetros más pequeños, se
consiguen instalar longitudes continuas de hasta 500m. En diámetros mayores, se
22
alcanzan longitudes continuas superiores a 200m. Este método es apto para la
renovación de tuberías completamente deterioradas a profundidades de 15m y en
el caso de existir presencia de nivel freático, hasta profundidades superiores a
6m. Las necesidades estructurales y los materiales existentes determinan el
espesor de pared requerido por las ecuaciones de diseño que proporciona la
norma ASTM F1216. Los módulos de presión que se encuentran actualmente en
el mercado, varían entre 110.000 a 280.000 psi, pero todos proporcionan
integridad estructural comparable a otras alternativas competitivas con la
diferencia en el espesor de pared mucho menores.
Hay dos clases generales de tuberías fundidas:
1. Tuberías deformada y Reformada fabricadas con polietileno
2. Tuberías doblada y formada: fabricadas a partir de compuestos de PVC.
Ambas clases se basan en alterar temporalmente la sección transversal de la
tubería para permitir la inserción.
Productividad
La productividad puede definirse como la relación entre la cantidad de bienes y
servicios producidos y la cantidad de recursos utilizados. En la fabricación la
productividad sirve para evaluar el rendimiento de los talleres, las máquinas, los
equipos de trabajo y los empleados.
Definiciones
La productividad es la relación que existe entre el cociente formado por los
resultados logrados y los recursos empleados (Gutiérrez, 2014, p.20).
La productividad manifiesta que implica la mejora del proceso productivo. La
mejora significa una comparación favorable entre la cantidad de recursos
utilizados y la cantidad de bienes y servicios producidos. Por ende, la
productividad es un índice que relaciona lo producido por un sistema (salida o
producto) y los recursos utilizados para generarlos (entradas o insumos). (Carro
R. y Gonzales D. 2012, p. 1).
23
La productividad significa encontrar mejores formas de emplear con más
eficiencia la mano de obra, el capital físico y el capital humano que existen en la
región. Una de las maneras estándar de medir los aumentos de eficiencia es
calcular los incrementos de la productividad total de los factores (PTF), es decir, la
eficiencia con la que la economía transforma sus factores de producción
acumulados en productos. (Pagés C. 2010, p. 4).
La productividad debe ser entendida como el resultado de la relación existente
entre el valor de la producción obtenido, medida en unidades físicas o de tiempo
asignado a esa producción y la influencia que hayan tenido los costes de los
factores empleados en su consecución, medida también esa influencia en las
mismas unidades contempladas en el valor de la producción. (Alfaro B. y Alfaro E.
1999, p. 23).
La Productividad es la relación entre la producción obtenida por un sistema de
producción o servicios y los recursos utilizados para obtenerla. Así pues, la
productividad se define como el uso eficiente de recursos-trabajo, capital, tierra,
materiales, energía, información-en la producción de diversos bienes y servicios.
Una productividad mayor significa la obtención de más con la misma cantidad de
recursos, o el logro de una mayor producción en volumen y calidad con el mismo
insumo. (Prokopenko, J. 2000, p. 3).
Características de la productividad
La característica principal de la productividad es el aumento del poder adquisitivo
de los trabajadores de un país o de una nación, sólo existe una solución eficaz
con carácter definitivo, que consiste en aumentar la renta o producto nacional
neto por medio de los aumentos de la productividad de los factores humanos de
las empresas existentes en el conjunto del territorio considerado. (Alfaro B. y
Alfaro E. 2000, p.26),
Objetivos de la productividad
La productividad es una medida que suele emplearse para conocer qué tan bien
están utilizando sus recursos (o factores de producción) un país, una industria o
una unidad de negocios. (Chase, R., Jacobs, R. y Aquilano, N., p.28).
24
Dimensiones de la productividad
Es usual ver a la productividad como los componentes de eficiencia, eficacia y
efectividad:
Eficiencia. Como la relación entre el resultado alcanzados los recursos utilizados,
Así, buscar eficiencia es tratar de optimizar los recursos y procurar que no haya
desperdicio de recurso. La eficiencia consiste en utilizar los recursos
adecuadamente, lo que implica que sepamos de antemano cuáles son nuestros
costos, con el fin de no derrochar, pero tampoco ahorrarlos si son necesarios.
Eficacia. Es el grado en que se realizan las actividades planeadas y se alcanzan
los resultados planeados; en otras palabras, la eficacia se puede ver como la
capacidad de lograr el efecto que se desea o se espera, mientras que la eficiencia
implica utilizar los recursos para el logro de los objetivos trazados (hacer lo
planeado) se puede ser eficiente y no generar desperdicio, pero al no ser eficaz
no se están alcanzado los objetivos planeados.
Efectividad. Se entiende que los objetivos planteados son trascendentes y se
deben que alcanzar. (Gutiérrez, P. 2014, p.20)
Herramientas que se usa para implementar la productividad
Describen que para implementar el proceso de productividad se debe de tener en
cuenta la motivación del factor humano de una empresa actúa en los trabajadores
impulsando sus acciones de una forma eficiente hacia la consecución de sus
objetivos que consisten en satisfacer sus necesidades. (Alfaro F. y Alfaro E. 2000,
p. 27)
Factores para medir la productividad
La productividad requiere de nuestra atención en tres factores fundamentales:
capital-gente-tecnología. Estos tres factores son diferentes en su atención, pero
deben mantener un balance equilibrado, pues son interdependientes. Cada uno
debe dar el máximo rendimiento con el mínimo de esfuerzo y costo, y el resultado
será medido como su índice de productividad. La suma de los resultados de los
tres conformará el total de su aportación a la productividad de la empresa.
25
Factor capital En la planta manufacturera, el factor capital incluye el total de la
inversión en los elementos físicos que entran en la fabricación de productos.
Estos elementos son sólo una parte del activo fijo de del negocio. Como ejemplo
tenemos: terreno, edificios, instalaciones, maquinaria, equipo, herramientas y
útiles de trabajo.
Factor gente En la economía moderna, la productividad de la gente no se mide
por su esfuerzo físico sino por un mínimo de éste y un máximo de esfuerzo
mental. Es importante la inversión en bienes de capital, pero consideremos que
las instalaciones fueron planeadas y las máquinas diseñadas por la creatividad
del hombre. Es la gente quien programa y quien ejecuta la producción de las
máquinas. El esfuerzo mental de la gente llega a ser tanto o más importante que
los bienes de capital invertidos.
Factor tecnología El paso que llevan las aplicaciones de las computadoras han
procreado multitud de industrias subsidiarias, como sería la manufactura de
componentes, los servicios de información, los productores de bibliotecas,
programas y paquetes de software. (García Alfonso. 2011, p. 25)
¿Qué es el control de la productividad?
Un sistema de control de la productividad pretende ser algo mucho más amplio
que un informe de la situación real frente a lo que debería ser. Mucho más que un
gráfico que señale lo bien o lo mal que lo hemos hecho, se trata de identificar a
cada uno de los causantes de retrasos en la ejecución del trabajo y cuantificar
dicho retraso.
El primer paso para poder solucionar un problema es identificar y conocer ese
problema a fondo: este es el principal objetivo de un sistema de control de la
productividad. Habitualmente, al no existir información completa y real de la
situación, los problemas no se pueden llegar a identificar, o en muchos casos se
confunden. (Cruelles, J., 2013. p.48).
Datos necesarios para el control de la productividad
A la hora de realizar el control de la productividad de una fábrica o una sección,
se deberá disponer de la siguiente información:
26
Cantidad de trabajo realizado, por ejemplo, el tipo de pieza y la cantidad
producida.
Tiempo dedicado para realizar ese trabajo.
Tiempo estándar de la tarea, fruto del estudio de tiempos realizado.
Información básica sobre el marco legal (Convenio, Estatuto de los
trabajadores). (Cruelles J. 2013. p.51).
1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Problema general
¿De qué forma la aplicación de la tecnología sin zanja mejora la productividad en
la rehabilitación de redes de alcantarillado?
Problemas específicos
¿De qué forma la aplicación de la tecnología sin zanja mejorará la eficiencia en la
rehabilitación de redes de alcantarillado?
¿De qué forma la aplicación de la tecnología sin zanja mejorará la eficacia en la
rehabilitación de redes de alcantarillado?
1.5 JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO
Teoría
En investigación hay una justificación teórica cuando el propósito del estudio es
generar reflexión y debate académico sobre el conocimiento existente, confrontar
una teoría, contrastar resultados o hacer epistemología del conocimiento existente
(Bernal, C. 2010, p. 106).
Los conocimientos teóricos que nos brindan los autores en relación a la aplicación
de la tecnología sin zanja serán la guía que ayudará a mejorar la productividad en
la rehabilitación de las redes de alcantarillado. Asimismo, esta tecnología es
confiable y ello está respaldado por las diversas obras donde se utilizó la
tecnología sin zanja para la rehabilitación de las redes de alcantarillado.
27
Práctica
Se considera que una investigación tiene justificación práctica cuando su
desarrollo ayuda a resolver un problema o, por lo menos, propone estrategias que
al aplicarse contribuirían a resolverlo. (Según Bernal, C. 2010, p. 106).
El presente proyecto de investigación está orientado a la mejora de la
productividad en la rehabilitación de las redes de alcantarillado a través de la
tecnología sin zanja.
Metodológica
En investigación científica, la justificación metodológica del estudio se da cuando
el proyecto propone un nuevo método o una nueva estrategia para generar
conocimiento valido y confiable. (Según Bernal, C. 2010, p.107).
El presente estudio de investigación presenta justificación metodológica, puesto
que la propuesta metodológica abordada por el investigador servirá como
referente para otras investigaciones. En el proceso de investigación se analizará
según los resultados y de acuerdo a ello se tendrá las conclusiones pertinentes de
la presente investigación.
Socioeconómica
La justificación social es “cuando la investigación va a resolver problemas sociales
que afectan a un grupo social; en que afectaría dicha investigación o que impacto
tendría sobre la sociedad, quienes se beneficiarían con tal desarrollo. Relevancia
social. Trascendencia, utilidad y beneficios. (Ñaupas, Novoa y Villagómez. 2014,
p.126).
La aplicación de la tecnología sin zanja no sólo mejorará la productividad en la
rehabilitación de redes de alcantarillado sino también en el factor económico que
repercutirá favorablemente ya que se incrementará el tiempo de vida útil de las
redes de alcantarillado.
28
1.6 HIPÓTESIS
Hipótesis general
La aplicación de la tecnología sin zanja mejorará la productividad en la
rehabilitación de redes de alcantarillado, Comas 2017.
Hipótesis específicas
Hipótesis especifica 1
La aplicación de la tecnología sin zanja mejorará los rendimientos de construcción
en la rehabilitación de redes de alcantarillado, Comas 2017.
Hipótesis especifica 2
La aplicación de la tecnología sin zanja reducirá los costos directos en la
rehabilitación de redes de alcantarillado, Comas 2017.
1.7 OBJETIVOS
Objetivo general
Analizar en qué forma la aplicación de la tecnología sin zanja mejorará la
productividad en la rehabilitación de redes de alcantarillado, Comas 2017.
Objetivos específicos
Analizar en qué forma la aplicación de la tecnología sin zanja mejorará la
eficiencia en la rehabilitación de redes de alcantarillado, Comas 2017.
Analizar en qué forma la aplicación de la tecnología sin zanja mejorará la eficacia
en la rehabilitación de redes de alcantarillado, Comas 2017.
29
II. MARCO METODOLÓGICO
30
2.1 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
Los diseños cuasi experimentales, son diseños de un solo grupo de control
cuyo grado de control es mínimo. Generalmente es útil como un primer
acercamiento al problema. En ciertas ocasiones los diseños pre experimentales
sirven como estudios exploratorios, pero sus resultados deben observarse con
precaución” (Hernández, Fernando y Baptista 2014, p. 137).
El diseño de la presente investigación es cuasi experimental de series
cronológicas, pues el investigador ejerce un control mínimo sobre la variable
independiente, no hay asignación aleatoria de los sujetos participantes de la
investigación ni hay grupo de control. La investigación es cuasi experimental,
específicamente se utilizará el diseño de pre prueba y post prueba con un solo
grupo de series cronológicas.
G 01 02 03 X 04 05 06
Es un diseño de un solo grupo con medición previa (antes) y posterior (después)
de la variable dependiente, pero sin grupo control.
Dónde: X: variable independiente (tecnología sin zanja).
01, 02, 03: mediciones previas (antes de la aplicación de la tecnología sin zanja)
de la variable dependiente (productividad)
04, 05, 06: medición posterior (después de la aplicación de la tecnología sin
zanja) de la variable dependiente (productividad)
Tipo de estudio
Tipo de estudio, de acuerdo a la naturaleza de los datos obtenidos para la
presente investigación, podemos tipificar el estudio de la siguiente manera:
31
Aplicada, se sustenta en la investigación teórica; su finalidad específica es aplicar
las teorías existentes a la producción de normas y procedimientos tecnológicos,
para controlar situaciones o procesos de la realidad. (Valderrama, 2014, p.39).
Es aplicada, porque se hará uso de la tecnología sin zanja para mejorar la
productividad en la rehabilitación de redes de alcantarillado.
Explicativa, los estudios explicativos van más allá de la descripción de conceptos
o fenómenos o del establecimiento de relaciones entre conceptos; están dirigidos
a responder a las causas de los eventos, sucesos y fenómenos físicos o sociales.
(Hernández, Fernández y Baptista 2014, p. 126).
Es aquella que tiene relación causal; no sólo persigue describir o acercarse a un
problema, sino que intenta encontrar las causas del mismo, además de describir
el fenómeno, tratan de buscar la explicación del comportamiento de las variables
y su fin último es el descubrimiento de las causas.
Cuantitativa, en el caso de la mayoría de los estudios cuantitativos, el proceso se
aplica secuencialmente: se comienza con una idea que va acotándose y, una vez
delimitada, se establecen objetivos y preguntas de investigación, se revisa la
literatura y se construye un marco o una perspectiva teórica. Después se analizan
objetivos y preguntas, cuyas respuestas tentativas se traducen en hipótesis
(diseño de investigación) y se determina una muestra. Por último, se recolectan
datos utilizando uno o más instrumentos de medición, los cuales se estudian (la
mayoría de las veces a través del análisis estadístico), y se reportan los
resultados. (Hernández et al, 2014, pp. 16-17).
Es cuantitativa, porque recoge y analiza datos numéricos sobre las variables y
nos permitirá tomar decisiones usando magnitudes cuantificables que pertenecen
a la escala de razón y son tratadas usando herramientas de la estadística.
Longitudinal, el interés del investigador es analizar cambios a través del tiempo
en determinadas categorías, conceptos, sucesos, eventos, variables, contextos o
comunidades, o bien, en las relaciones entre éstas. (Hernández et al, 2014, p.
278).
32
2.2 VARIABLES Y OPERACIONALIZACIÓN DE VARIALES
Variable independiente: tecnología sin zanja
Se refiere a la metodología de renovación o restitución de infraestructuras que
han perdido su integridad estructural o no son aptas, sin la utilización directa de
zanjas abiertas. Consiste en el reemplazo de la tubería existente vieja o
defectuosa por otra nueva, destacando entre estas metodologías: Fractura de
tubería, reentubado, revestimiento deslizante continuo, tubería polimerizada y
tubería fundida. (Mínguez, F. 2015, p. 6).
Variable dependiente: productividad
La productividad es la relación que existe entre el cociente formado por los
resultados logrados y los recursos empleados. (Gutiérrez 2014, p.20).
Operacionalización de variables
La operacionalización de variables es una forma de discretizar los variables en
estudio. Esta fragmentación de las variables, permite desarrollar un estudio más
específico. Ver Tabla 2.1.
33
VARIABLES DEFINICIÓN CONCEPTUAL DEFICNICIÓN OPERACIONAL DIMENSIONES INDICADORES FORMULAS ESCALA DEMEDICIÓN
INDEPENDIENTE
TECNOLOGÍASIN ZANJA
Minguez, F. (2015), se refiere a lametodología de renovación orestitución de infraestructuras que hanperdido su integridad estructural o noson aptas, sin la utilización directa dezanjas abiertas. Consiste en elreemplazo de la tubería existente viejao defectuosa por otra nueva,destacando entre estas metodologías:Fractura de tubería, reentubado,revestimiento deslizante continuo,tubería polimerizada y tubería fundida.(p. 6).
La tecnología sin zanja se mediráa través de sus dimensiones:excavación de las ventanas,introducción de la maquinaria ycolocación de las barras, corte yretirada de las secciones del tubo,instalación de accesorios de cortey expansión, tipo de equipos einstalación de la nueva tubería,ejecución de empalmes yacometida. Estas a su vez semedirá con sus respectivosindicadores. Para efectos demanejo de datos cuantitativos, sehará uso de las fichas derecolección de datos
Mano de obraTubería rehabilitada por metro
lineal(TR)
TR = (CMO x100) / CT Razón
MaterialesCosto directo de materiales
(CDM)CDM = (CM x100) / CT Razón
MaquinaríaCosto indirecto de construcción
(CIC)CIC = (CAM x100) / CT Razón
Costo socialMenor perturbación de la
población(MPP)
MPP = (IMPA x100) / PP Razón
Costo medioambientalMenor contaminación ambiental
(MCA)MCA = (MMI x100) / MI Razón
DEPENDIENTE
PRODUCTIVIDAD
La productividad es la relación queexiste entre el cociente formado porlos resultados logrados y los recursosempleados (Gutiérrez, 2014, p.20).Elprincipal fin de la estabilización esaumentar la resistencia mecánica,haciendo que el suelo presente mayortrabazón entre partículas.
La productividad se medirá através de sus dimensiones:eficiencia y eficacia, estas a suvez con sus respectivosindicadores: tiempo de ejecuciónde obra y controles de obra, Larecolección de informacióncuantitativa será mediante lasfichas de recolección de datos.
EFICACIATiempo de ejecución de obra
(TEO)TEO = (TEOR x100) / TEOP
Razón
EFICIENCIAControles de obra
(CO)CO = (TCOR x100) / TCOP Razón
Tabla 1. Operacionalización de variables.
34
2.3 POBLACIÓN
Población
La población es el conjunto de todos los casos que concuerdan con una serie de
especificaciones (Hernández, Fernando y Baptista 2014, p. 174)
En la presente investigación, la población está constituida como escenario, el
distrito de Comas en prueba el proyecto: “Optimización de Sistemas de Agua
Potable y Alcantarillado: Sectorización, Rehabilitación de Redes y Actualización
de Catastro – Área de Influencia Planta Huachipa – Área de Drenaje Comas-
Chillón-Lima”.
Muestra
La muestra es, en esencia un subgrupo de la población. Digamos que es un
subconjunto de elementos que pertenecen a ese conjunto definido en sus
características al que llamamos población. Con frecuencia leemos y escuchamos
hablar de muestra representativa, muestra al azar, muestra aleatoria, como si con
los términos se pudiera dar más seriedad a los resultados. En realidad, pocas
veces es posible medir a toda la población, porque lo que obtenemos o
seleccionamos una muestra y, desde luego, se pretende que este subconjunto
sea un reflejo fiel del conjunto de la población. (Hernández, Fernando y Baptista
2014, p.175)
En el caso de la investigación desarrollada, el investigador por la temporalidad en
la cual se tomarán los datos y haciendo uso de su experiencia y criterio tomó la
decisión de que la muestra sea en la Av. Puno.
2.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS, VALIDEZ YCONFIABILIDAD
Técnicas
En la actualidad, en investigación científica hay una variedad de técnicas o
instrumentos para la recolección de información en el trabajo de campo de una
terminada investigación. De acuerdo con el método y el tipo de investigación que
se va a realizar, se utilizan unas u otras técnicas. (Bernal, C. 2010. p. 192).
35
Las técnicas aplicadas a la presente investigación serán: Observación
Experimental, Análisis documental y Observación de Campo.
Instrumentos
Un instrumento de medición adecuado es aquel que registra datos observables
que representan verdaderamente los conceptos o las variables que el investigador
tiene en mente. (Hernández, Fernando y Baptista 2014, p.199).
La presente investigación para la medición de los indicadores usará como
instrumento de medición el software Excel-2013. Con este software se realizará
un análisis cuantitativo de: el análisis de costo directo de construcción, tiempo de
ejecución de proyecto, rendimiento de construcción, impacto social y medio
ambiental.
Por ejemplo, el costo directo de construcción está cuantificado en unidades
monetarias (S/.). El costo de ejecución de proyecto tiene como unidad de medida
a los meses. El rendimiento de construcción está expresado en la cantidad de
tubería rehabilitada/día. El impacto social y medioambiental tendrá un análisis
cualitativo y descriptivo.
Validez
La validez del contenido se refiere al grado en que un instrumento refleja un
dominio especifico de contenido de lo que se mide (Hernández, Fernando y
Baptista, 2014, p 201).
La validez del contenido de los instrumentos, el análisis de costo, tiempo impacto
social y medio ambiental, será realizado a través de un análisis de cuadros
comparativos entre la metodología tradicional (método con zanja) y la
metodología sin zanja. A partir de estos cuadros comparativos de cada caso será
validada las hipótesis inicialmente planteadas.
Para realizar una validación adecuada fue, necesario expresar cada dimensión de
la operacionalización de variables en una misma unidad de medida.
36
2.5 MÉTODOS DE ANÁLISIS DE DATOS
Estadística descriptiva
Se denomina estadística descriptiva, al conjunto de métodos estadísticos que se
relacionan con el resumen y descripción de los datos, como tablas, gráficos y el
análisis mediante algunos cálculos. (Córdoba 2003, p.1).
Por lo consiguiente se analizará el comportamiento de la muestra que es materia
de estudio, haciendo uso de la media, mediana varianza, desviación estándar,
asimetría, y la normalidad.
Estadística inferencial
La estadística inferencial es para probar las hipótesis y estimar parámetros.
(Hernández, Fernández y Baptista 2014, p.299).
Se realizará para la contratación de la hipótesis y la comparación de medias,
donde se verifica la hipótesis nula o hipótesis alterna.
Ambas estadísticas no son mutuamente excluyentes o que se desarrollen por
separado, porque para utilizar los métodos de la inferencia estadística, se
necesita conocer los métodos de la estadística descriptiva. El método de análisis
de datos será por medio del software Excel para el procesamiento de la
información registrada, el cual se desarrollará de acuerdo al análisis estadístico.
2.6 ASPECTOS ÉTICOS
El investigador se compromete a respetar la veracidad de los resultados, la
confiabilidad de los datos obtenidos a partir de los resultados del trabajo en
laboratorio, así como la identidad de los individuos que participan en el estudio.
Aseveramos que la información consignada en la presente investigación, están
debidamente referenciada.
37
III. RESULTADOS
38
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Con el objetivo de evaluar la influencia de la metodología sin zanja (variable
independiente) en la productividad en obra en comparación al método tradicional,
se consideró como escenario de prueba el proyecto: “Optimización de Sistemas
de Agua Potable y Alcantarillado: Sectorización, Rehabilitación de Redes y
Actualización de Catastro - Área de Influencia Planta Huachipa – Área de Drenaje
Comas-Chillón-Lima”. En este trabajo nos enfocaremos en las partidas de
rehabilitación de las redes de alcantarillado.
La ejecución de las obras del Lote 2 tiene por objeto realizar los trabajos
necesarios en la red de agua potable, como la rehabilitación y/o complementación
de sus redes secundarias y el cambio de sus conexiones domiciliarias de agua
potable asimismo la rehabilitación y/o complementación de las redes secundarias
de recolección y de sus conexiones domiciliarias de Alcantarillado, distribuidas en
las 31 áreas de drenaje que conforman los sectores de distribución. Para fines de
análisis de la metodología sin zanja, se consideró las partidas correspondientes a
la rehabilitación de alcantarillado.
Tabla 2. Resumen de trabajos a ejecutar
Alcantarillado
Tuberias de alcantarillado a remplazar : 97235 mlConstrucción de buzones : 273 unidadesReemplazo de buzones : 113 unidadesRehabilitación de buzonetas : 63 unidadesRehabilitación de buzones : 2042 unidadesAbandono de buzones : 187 unidadesConexiones domiciliarias a reemplazar : 12385 unidades
Fuente: Elaboración propia.
El Lote 2 se ubica en el Departamento y de Lima, Provincia de Lima, Distrito de
Comas; localizándose específicamente en el área geográfica del ámbito operativo
de la Gerencia de Servicios Norte de SEDAPAL, incluida a su vez en el área de
influencia de la Planta de Tratamiento de Agua Potable Huachipa y en la Zona de
Drenaje del Colector Primario Comas-Chillón.
39
Está conformado por el área de influencia de las redes de distribución de agua
potable que corresponden a los sectores ya indicados, los cuales se ubican
íntegramente en el distrito de Comas, ocupando un área de 9.27 km2 (Fig.7).
Fig. 7 Ubicación de la zona en estudio (Distrito de Comas, Lima).
Fuente: Elaboracion Propia.
3.1 REHABILITACIÓN CON EL MÉTODO DE EXCAVACIÓN CON ZANJA
En este método es necesario excavar zanjas para dejar descubierto los tubos de
la red de alcantarillado (Fig. 8), luego se procede a realizar el cambio de los
tubos, además del sellado de juntas, fisuras y de cámaras de inspección. Por
último, se rellena y compacta el terreno según las especificaciones de instalación
de nuevas redes (Mazzini, 2015).
40
Fig. 8. Excavación en zanja con maquinaría.
Fuente: Elaboracion Propia.
Por otro lado, es usual emplear el método a zanja abierta cuando se trata de
rehabilitación de las acometidas en viviendas, pues los tramos que van desde la
matriz hasta las casas son cortos. Sin embargo, en tramos que forman parte de la
matriz, de tramos largos, el método tradicional se hace más complicado.
El método de apertura de zanjas es el más usado para reemplazar tuberías. El
procedimiento general consiste en excavar una zanja, remover la tubería
existente, preparar las condiciones de soporte de la nueva tubería instalar y
rellenar la zanja alrededor de la tubería nueva con materiales especificados de
acuerdo con un diseño estructural y compactado con los equipos adecuados.
Durante el proceso de trabajo con el método con zanja, estos trabajos se
dividieron en zanja abierta y zanja estrecha. Donde, en la zanja abierta fue
necesario preparar la zanja con taludes o entibados. Por otro lado, en la zanja
estrecha se utilizó máquinas cortadoras, controlando el ancho y la profundidad
que se desea obtener en la excavación.
La característica de este método es que es aplicable a cualquier rango de
diámetro de tubería. La cantidad de mano de obra dependerá directamente de la
maquinaría que se utilice y de la precisión que se requiera en obra. Por otro lado,
la mano de obra requerida fue poco calificada y el rendimiento varió según el tipo
de suelo a excavar, así como el nivel de profundidad requerido. Además, se
identificó que las partidas con mayor costo fueron: corte de pavimento,
excavación, excavación de tierra y botadero, rellenos y transportes,
compactación, pavimentación y control de tráfico.
41
Trazado para la excavación de zanjas
El trazado para la excavación de zanjas se realizará utilizando cordeles
resistentes de hilo o nailon cuya longitud debe tener, como mínimo, 100 m.
Fijados los ejes en los buzones, se toma el centro entre un buzón y el centro de
otro y se procede a tender el cordel de nailon entre éstos. Luego, con un metro,
se mide desde el centro de los buzones hacia la izquierda y hacia la derecha, en
distancias equidistantes, de manera que se señalen puntos que corran paralelos
al cordel central. Seguidamente se procede a marcar con yeso estas líneas.
El ancho de las zanjas será variable de acuerdo al tipo de terreno y profundidad.
Por ejemplo, en un terreno normal para instalar tubería de DN27 200 mm, el
ancho debe ser 80 cm. (Fig. 9).
Fig. 9. trazo y replanteo
Fuente: MOPC.
Excavación de zanjas
En esta actividad interviene la mano de obra no calificada. Aquí la población
participa en la apertura de las zanjas (genera fuente de empleo hacia los
pobladores de la zona), teniendo en cuenta las coordinaciones e instrucciones
que previamente han recibido de los profesionales y técnicos ejecutores.
La excavación puede ejecutarse a mano o con maquinaria (retroexcavadora). Si
se realiza a mano, se fijará para cada persona una longitud estimada de
excavación, de acuerdo a la profundidad y al número de trabajadores. Con
42
maquinaria, solo se requiere el apoyo de una persona que guíe al operador en la
excavación, señalando la profundidad con una varilla de fierro o niveletas de
madera. Asimismo, deberá orientarse al operador de la maquinaria para que
durante su trabajo no dañe ninguna de las instalaciones de otros servicios que
hubiera en la zona de trabajo (Fig. 10).
Fig. 10. Rehabilitación de sistema con zanja – Método tradicional.
Fuente: Elaboracion propia.
Suministro de material selecto
Antes de proceder a la instalación de las tuberías, el maestro de obra deberá
seleccionar el denominado material selecto, el cual puede proceder del mismo
terreno extraído, pero previamente tamizado o bien, puede proveerse de material
de préstamo. El material selecto está constituido de arena, limo o gravilla. Dicho
material selecto se utiliza para la cama de apoyo de aproximadamente 10cm,
relleno y compactación en el trabajo de zanjas.
Preparación de cama de apoyo para tuberías
Para instalar las tuberías de desagüe, el maestro de obra debe asegurarse
primero que las zanjas excavadas estén bien refinadas y niveladas. Sobre el piso
nivelado, se colocará el material selecto preparado, cuyo espesor, debidamente
acomodado y compactado, debe ser de 10 cm como mínimo (Fig. 11).
43
Fig. 11. colocación de cama de apoyo para tuberías.
Fuente: Elaboracion propia.
Colocación de puntos de nivel y alineación
Esta labor consiste en colocar estacas de fierro entre dos buzones para fijar la
pendiente de la tubería que se va a instalar. Estos puntos serán situados
normalmente cada 10 m, colocando una estaca de fierro a nivel de la clave del
tubo. Para ello se emplearán instrumentos topográficos operados por un topógrafo
o ingeniero residente responsable de obra. El alineamiento se efectuará
colocando cordeles de pabilo o nailon de 100.0 m de longitud como mínimo (Fig.
12).
Fig. 12. Colocación de puntos y alineación.
Fuente: Elaboración propia.
44
Instalación de tuberías de desagüe
Para la instalación de los colectores de desagüe es necesario que el maestro de
obras tenga en cuenta el tipo de tubería que se va a instalar. Como para estos
casos se utilizan tubos de PVC, el descenso y la instalación son muy sencillos,
pues para la unión de empalme entre tubo y tubo, se utiliza lubricante (cuando los
tubos tienen anillos de jebe) o pegamento (cuando no tienen anillos). Aunque se
debe tener cuidado que las campanas de la tubería queden en dirección aguas
arriba.
Para el alineamiento de las tuberías se colocarán dos cordeles: uno en la parte
superior y el otro al costado de la tubería. La pendiente del tramo se controlará
con nivel de mano en cada punto fijado con anterioridad. En esta labor,
generalmente, intervienen de tres a cuatro personas (Fig. 13). Además, al ingreso
y salida de los buzones se colocará un niple de 0.80 m de longitud.
Fig. 13. Instalación de tuberías de alcantarillado.
Fuente: Elaboración propia.
Emboquillado de la tubería
El emboquillado consiste en la unión entre el tubo de llegada y el tubo de salida
en el interior del buzón. Se realiza con mortero a proporción 1:2 (cemento y
arena). Estos trabajos son generalmente realizados por el maestro de obra antes
45
de las pruebas hidráulicas y de acuerdo a las especificaciones técnicas de los
fabricantes.
Pruebas de nivelación e hidráulica del tramo de tuberías a zanja abierta
Todas las tuberías de los colectores de desagüe instaladas por el maestro de
obra deben pasar las pruebas de nivelación y comportamiento hidráulico. La
finalidad de las pruebas es verificar que las tuberías de desagüe hayan sido bien
fabricadas, correctamente instaladas y se encuentren en condiciones óptimas
para prestar servicio. (Fig. 14).
La prueba de nivelación consiste en verificar la pendiente de la tubería instalada
tramo por tramo con equipo topográfico (es decir, utilizando el nivel topográfico).
Asimismo, el alineamiento de las mismas, porque el tramo debe estar con agua.
Fig. 14. nivelación de tuberías a zanja abierta.
Fuente: Elaboración propia.
Reparaciones
Si durante las pruebas de nivelación e hidráulica el inspector de SEDAPAL
detecta errores, éstos deben ser corregidos por el maestro de obras. En el caso
de la nivelación, ésta se realiza con la tubería sin agua. Si algunos puntos
tomados en la prueba no están dentro de lo admisible, deben corregirse bajando o
subiendo las tuberías en milímetros o, en casos extremos, en centímetros, de
acuerdo a los errores encontrados.
46
En la prueba hidráulica, si las tuberías presentaran fugas por fisuras o rajaduras,
éstas deben cambiarse por otras buenas. No se debe permitir resanes o
colocaciones de dados de concreto.
Relleno y compactación de la primera capa con material selecto
El maestro de obras debe tomar todas las medidas necesarias para colocar el
relleno de la primera capa, la cual siempre debe hacerse con material selecto, sea
prestado o salido de la propia excavación (limo, arena y hormigón tamizado).
El relleno se colocará en capas de 10 cm de espesor hasta llegar a un nivel de 30
cm por encima de la clave del tubo, compactándolo íntegramente con pisones
manuales. El material de relleno debe tener una humedad óptima para asegurar la
compactación (Fig. 15).
Fig. 15. Compactación de la primera capa de relleno.
Fuente: Elaboración propia.
Relleno y compactación del resto de zanja
El maestro de obras ejecutará el relleno de las zanjas en capas no mayores de 30
cm de espesor, siempre con material selecto y con la humedad óptima. Para la
compactación se utilizará un vibrocompactador y rodillos vibratorios. Cuando las
zanjas son profundas, hasta los primeros 80 cm se utilizará el relleno con material
selecto y después se empleará material seleccionado de la misma zanja. Es
conveniente la participación de la población en esta actividad, aportando mano de
47
obra no calificada para apoyar en el relleno de la zanja con material seleccionado.
Siempre bajo la dirección del maestro de obras (Fig. 16).
Fig. 16. Compactación de la segunda capa de relleno.
Fuente: Elaboración propia.
Prueba de deflexión
La prueba de deflexión tiene como finalidad verificar en todos los tramos de la
tubería instalada que la deformación no supere el nivel máximo permisible (5% del
diámetro interno del tubo).
Consiste en hacer pasar por la tubería una «bola metálica» o un «cilindro metálico
de 30 cm de largo» con un diámetro equivalente al 95% del diámetro interno del
tubo. El objeto deberá deslizarse libremente al ser tirado por medio de un cable o
soguilla desde un buzón aguas arriba a un buzón aguas abajo.
3.2 REHABILITACIÓN CON EL MÉTODO DE EXCAVACIÓN SIN ZANJA
En primer lugar, es necesario verificar los planos de las redes existentes y la
ubicación del tramo donde se va ejecutar la renovación de las tuberías. Seguido,
se realizará la limpieza y desobstrucción de las tuberías existentes y de los
buzones que forman parte de la red de alcantarillado. Con lo que se facilita el
ingreso de la cámara de inspección, con la cual se puede determinar las
acometidas que existen en el tramo de estudio. También es posible determinar su
48
ubicación exacta, ya que mientras la cámara recorre por la tubería, esta registra la
distancia desde el punto de partida. Ver (Fig. 17).
Fig. 17. verificación del estado de la tubería
Fuente: Hidrotec.
Por otro lado, es importante verificar la existencia de otras redes en la zona de
trabajo, como redes de gas, electricidad o telecomunicaciones. Esto con el
objetivo de evitar daños en dichas redes existentes.
Señalización de la zona de trabajo
Esta actividad se realiza previo al inicio de las actividades. Consiste en delimitar la
zona de trabajo donde se va a trabajar mediante señalizaciones. Además,
previene a los transeúntes u otros afectados a los cambios que se efectuarán
producto de las actividades a realizar.
Una vez definida la ubicación del tramo de alcantarillado a renovar, se ubica los
pozos de entrada y salida; por lo general las ventanas de salida son los buzones.
Luego realiza un corte y excavación de la pista hasta una profundidad de la
tubería existente. La relación longitud de la ventana con respecto a la profundidad
de excavación podrá ser de 1:1 y 2:1.
El diámetro de la tubería determina la longitud de las ventanas, pues a menor
diámetro de la tubería ésta es más flexible, permitiendo reducir su longitud para
que pueda entrar en la ventana.
49
Fig. 18. Zona de trabajo señalizada.
Fuente: Yepes.
Taponamiento de las redes de alcantarillado
En caso de redes de alcantarillado, en primer lugar, se debe realizar el taponeo
de la tubería de alcantarillado con la finalidad de anular el flujo en el tramo a
renovar y establecer el desvío de las aguas residuales (by-pass) a un punto de
descarga apropiado, con lo cual el servicio continuaría en forma normal.
El taponeo se debe realizar en un tramo anterior al que estará en ejecución,
utilizando para ello tapones de jebe inflable que garanticen el sello hermético
necesario. El desvío del flujo se realizará mediante un sistema de bombeo que
permita el paso de piedras u objetos de hasta ¾” sin causar problemas de atoros.
Además, se debe comunicar a cada vivienda que el servicio de alcantarillado
estará deshabilitado por unas horas, con la finalidad que las conexiones no sean
utilizadas.
Corte y retiro de pavimento
Una vez realizado el desvío del flujo en el tramo, se procede a realizar el corte de
pavimento flexible, el retiro del mismo y la excavación de zanjas. Para el caso de
agua potable, se excavan 2 ventanas en ambos lados del tramo a renovar, las
cuales sirven para la colocación del equipo HIDROBURST, y para la inserción de
la tubería de HDPE y en el caso de alcantarillado, solo es necesaria una ventana,
puesto que el buzón de inspección cumplirá la función de la otra ventana.
50
Estas ventanas son pequeñas, pudiéndose considerar las siguientes dimensiones:
Largo: 3 m aprox.
Ancho: 1 – 1.5 m. aprox.
Profundidad: Depende de la tubería existente.
En este proceso se excavación, se ejecutarán también los piques
correspondientes a cada empalme de conexión domiciliaria, ya sea de agua
potable o alcantarillado, con la finalidad de retirar la abrazadera o la silla
cachimba correspondientes, y proceder a la anulación de dichas conexiones
domiciliarias. Luego de ello seguirá la renovación de dichas conexiones, ello en
caso las renovaciones de las mismas sean necesarias. (Fig. 19).
Fig. 19. Corte y retiro del pavimento.
Fuente: Elaboración propia.
Limpieza de tuberías existentes
Aperturadas las ventanas (Si este fuera el caso), se deben limpiar todas las
tuberías alcantarillado que se van a rehabilitar. Para las tuberías de alcantarillado,
se debe tomar en consideración la presencia de sólidos pesados por lo que se
debe considerar un equipo capaz de remover del alcantarillado lodo, tierra, grasa,
piedras, ladrillos, arena, intrusiones de conexiones domiciliarias otros materiales y
obstrucciones.
51
A fin de atrapar todos los desperdicios resultantes de la limpieza se deberá utilizar
un colector de cascajo en los dos buzones sucesivos aguas abajo o
alternativamente se puede construir una trampa de arena, vertedero o represa. Se
deben eliminar todos los desperdicios removidos como resultado de la operación
de limpieza y acarrearlos al relleno sanitario.
Existen una serie de sistemas de limpieza de tuberías, que se mencionan a
continuación de acuerdo al nivel y poder de succión de menor a mayor:
1) Minihidros.
2) Sistemas de Limpieza por succión:
Succión a alto vacío.
Succión por turbina.
Succión por vacío y aspiración.
3) Sistema de Limpieza por Hidrojet
4) Sistema de Limpieza Combinado
Hidrojet y alto vacío
Hidrojet y succión por turbina
Hidrojet y vacío/aspiración
De acuerdo al tipo de limpieza que necesita cada tipo de tubería, se propone lo
siguiente: Para agua potable el Sistema de succión por turbina, Para
alcantarillado el Sistema de limpieza combinado.
Inspección televisiva en redes existentes
La inspección televisiva de circuito cerrado CCTV, se realizará con la finalidad de
revisar el estado de limpieza de la tubería de agua potable y de alcantarillado
principalmente, para poder proceder a la ejecución del PIPEBURSTING.
La inspección CCTV, también se debe realizar luego de haber culminado el
proceso del PIPEBURSTING, con la finalidad de observar el estado de instalación
de la nueva tubería. Se debe utilizar una cámara de vista radial con iluminación
adecuada para permitir que la cámara tome una foto clara de la totalidad de la
periferia de la tubería. La cámara debe operar en condiciones de humedad del
100%.
52
Se debe suministrar una cámara, monitor de televisión, lentes de cámaras que
tengan no menos de una visión en ángulo de 65 grados con un foco ya sea
remoto o automático, con un control de contraste y otros componentes del sistema
de vídeo capaz de producir una calidad de película con total nitidez. (Fig. 20).
Fig. 20. Inspección Televisiva de tubería existente
Fuente: Elaboración propia.
Termofusión de tuberías de HDPE
Se debe ensamblar y unir la tubería de polietileno en el sitio de la obra, utilizando
el método de fusión a tope, para lograr una junta a prueba de fugas. Para ello, se
montan los dos tubos en la máquina y fijan las abrazaderas del equipo a los
tubos, verificando que los tubos estén correctamente fijados a la máquina, con el
objetivo de evitar cualquier tipo de deslizamiento de los tubos durante el proceso
de fusión. Luego se limpia el borde de ambos tubos con un paño (Fig. 21).
Fig. 21. (izq) Montado de tubería en máquina de termofusión, (der) Aplicación de
presión para que los tubos queden soldados.
Fuente: Elaboración propia.
53
Luego los bordes a soldar deben estar debidamente alineados, por ello se realiza
el refrentado simultáneo de ambos extremos del tubo, esto se logra con la ayuda
del refrentador. El refrentado es un procedimiento obligatorio a pesar si los bordes
de los tubos estén lisos. Seguido, se retira el refrentador y se verifica que los
tubos estén completamente planos y alineados; si no es el caso, será necesario
realizar el refrentado hasta lograr que los tubos estén completamente planos y
alineados.
Finalmente, se limpian las superficies a ser soldadas, se inserta la temperatura de
fusión, para luego colocar la placa calefactora en la unión a soldar y se aplica
presión. Por otro lado, se debe mantener la placa calefactora durante todo el
proceso fusión correspondiente y al retirar la placa se debe aplicar rápidamente
una leve presión en los extremos fundidos para asegurar la soldadura. La
máquina será equipada con un manómetro para monitorear las presiones de
fusión. Proveer una máquina equipada con un motor eléctrico o/a gasolina para
acabados, a fin de cuadrar, cortar y pulir los extremos de la tubería, para lograr un
contacto superficial pleno con la plancha de calentamiento. Esta plancha será
eléctricamente calentada y termostáticamente controlada con un medidor de
temperatura, y será capaz de mantener una temperatura de 260° C con una
tolerancia de 12° C. Además, antes de retirar las abrazaderas del tubo, se debe
esperar que la unión esté completamente fría y sólida (Fig. 22)
Fig. 22. Nudo soldado.
Fuente: Elaboración propia.
54
Para alcantarillado se utiliza tubería de HDPE que cumpla con la norma ISO
8772-2009, de clase SDR 33 – S16 (para profundidades de hasta 3 metros) y de
clase SDR 26 – S12.5 (para profundidades mayores a 3 y hasta 5 metros).
Colocación de tuberías
Una vez soldada las tuberías según la longitud del tramo a reemplazar se
proceden a colocar el cabezal a esta. La forma de realizar este proceso es
perforando orificios en el extremo del tubo y se colocan los pernos del cabezal. Se
debe verificar que el cabezal quede fijo a la tubería, así como también el correcto
empernado del cabezal en la tubería (Fig. 23 izq).
Luego se ubica el winche en la ventana de salida, desde donde se pasará el cable
del winche a través de la tubería antigua hasta la ventana de entrada; para este
propósito se requiere de la ayuda de una soga.
Con el objetivo de pasar la soga por la tubería antigua, es necesario pasar en
primero lugar un cable guía (denominada “cobra”, ver Fig. 23 der), que va
insertada desde la ventana de salida y al llegar a la ventana de entrada es
amarrada a la soga para luego jalar y así pasar la soga hasta la ventana de
salida.
Fig. 23. (izq) Cabezal empernado a la tubería PE, (der) Cable guía “cobra”.
Fuente: Elaboración propia.
Luego se realiza el mismo procedimiento para pasar la herramienta de martilleo, o
también denominada “topo”, a través de la tubería nueva (Fig. 24 izq). De esta forma, al
amarrar la soga al extremo del “topo” se jala hasta que llegue al cabezal (Fig. 24 der).
55
Fig. 24. (izq) Herramiento de martilleo “topo”, (der) “cobra” insertada en la tubería
nueva.
Fuente: Elaboración propia.
Una vez que el “topo” esté correctamente colocado en la tubería, se une el cable
del winche al extremo del “topo”. Luego la tubería es ingresada en la ventada de
entrada hasta alinearse con el tubo a fragmentar, esto solo con ayuda del winche.
Durante este proceso será necesario alinear el cabezal con la nueva tubería al eje
de la antigua tubería que será fragmentada (Fig. 25).
Una vez alineada la nueva tubería con el cabezal, la herramienta de martilleo
inicia el proceso de fragmentación de la tubería antigua. El rendimiento de
fragmentación está en función de las características mecánicas del terreno y de la
potencia del equipo empleado.
Fig. 25. (izq) Colocación de la tubería en el tramo a fragmentar, (der) Fragmentación de
tubería de concreto.
Fuente: Elaboración propia.
56
Finalmente, el proceso termina cuando el cabezal llega a la ventana de salida y se
apagan los equipos para luego retirar el “topo” y poder cortar el tubo (Fig. 26).
Fig. 26. Llegada del cabezal hasta la ubicación del winche.
Fuente: Elaboración propia.
Rellenos, compactación y transporte
Luego de culminados todos los trabajos, se debe proceder al relleno de las
ventanas excavadas si es que fuera el caso, y la eliminación del material
excedente a los botaderos autorizados.
Como se está considerando tipo de terreno normal, analizaremos considerando
material de préstamo para cama, recubrimiento lateral y recubrimiento superior de
la tubería, y el relleno con material propio seleccionado.
3.3 ANÁLISIS DE COSTO Y TIEMPO
En los párrafos anteriores de este capítulo, fueron discutidos los procedimientos
de aplicación en obra de los métodos sin y con zanja. Por otro lado, ahora se
discutirá la influencia de cada método en el costo directo de obra. Esto con el
objetivo de cuantificar y medir la respuesta de la variable independiente y validar
la hipótesis presentada en este trabajo. Por tanto, se analizarán los costos y
rendimientos en el proceso de renovación de tuberías de alcantarillado tanto para
método sin zanja como para el método con zanja (método tradicional).
57
Análisis de costos en el método de excavación sin zanja
En éste acápite se presenta información sobre los costos de la tecnología sin zanja y
sobre el impacto de la tecnología en la sociedad y su entorno. Una de las pregunta que
se plantean con frecuencia los potenciales usuarios de la tecnología sin zanja es
“¿Cuáles son los costos relativos a los métodos convencionales?”. Los costos totales de
un proyecto de rehabilitación/renovación de redes de alcatarillado se puede representar
según la Tabla 3.
Tabla 3. Costos de rehabilitación de redes de alcantarillado
Categoría de costos Costo pagado por Ejemplos
Directos
Propietario
Costos contratista D1
Ingeniería D2
Costos licitación D3
Contrato de dirección D4
Indirectos
Reclamaciones compensatorias declientes
I1
Compensaciones por dañoscontingentes al propietario
I2
Sociales/Medioambientalescuantificables
Sociedad
Alteración del tráfico S1
Interrupción de negocios S2
Costos por accidentes S3
Polución S4
Sociales/Medioambientales nocuantificables
Impacto medioambiental S5
Calidad de vida S6
Fuente: elaboración Propia.
Como primer paso al analizar y comparar los costos es definir que componentes
se han de incluir. En segundo lugar, se debe definir los tiempos de ejecución
sobre los cuales se considerarán los costos del proyecto.
Por tanto, como el propósito es realizar una comparación justa entre la opción de
metodología con zanja y sin zanja, el análisis debe presentar los gastos sociales y
los impactos medioambientales. En la práctica común, éste nivel de sofisticación
raramente se alcanza y en la mayoría de los casos la elección entre
rehabilitación/renovación se basa en la comparación de los costos directos a corto
plazo. Sin embargo, en la mayoría esta comparación favorece a la tecnología sin
zanja.
58
Los costos directos e indirectos se producen como consecuencia directa de las
obras de rehabilitación, pero cuya utilidad se considera socialmente en conjunto
en vez de manera individual. Los costos sociales surgen del impacto de las obras
civiles en la sociedad y su entorno. De la literatura revisada, donde el costo total
se ha realizado a partir de estudios actuales o recientes sobre el costo social, de
donde se concluye que el uso de la tecnología sin zanja puede reducir
sustancialmente estos costos sociales y medioambientales. Sin embargo,
argumentan a menudo que tales costos sociales y medioambientales son difíciles
de evaluar.
Para el análisis de costos, fue necesario presentar una discusión sobre el
cronograma de trabajo, así como el análisis del costo directo.
A. Cronograma de trabajo
En esta partida se consideró una cuadrilla conformada por 5 operarios y 1
capataz. El tiempo empleado en estas partidas fueron de 623 días (Tabla 4).
Tabla 4. Reemplazo de líneas de alcantarillado método sin zanja.
Reemplazo de líneas de alcantarillado por el método sin zanjaítem descripción días metrado m / día
1 Reemplazo por Tubería Ø 315 mm, H <= 2.00 m - In situ 60 días 1091 182 Reemplazo por Tubería Ø 250 mm, H <= 2.00 m - In situ 90 días 2723 303 Reemplazo por Tubería Ø 200 mm, H <= 2.00 m - In situ 473 días 40982 87
Fuente: elaboración Propia.
En la Tabla 4 se muestra el diámetro de tuberías a rehabilitar, las cuales son de
Ø315mm, Ø250mm y Ø200mm. También se muestra el metrado de las
actividades y además los días estimados en función de los rendimientos de
producción en m/día. Con respecto al rendimiento se puede observar que a
medida que el diámetro es menor, mayor es el nivel de productividad y esto se
puede atribuir que al tener menor diámetro el tubo éste es más flexible.
En la Fig. 27. se realizó un gráfico que relaciona el rendimiento expresado en
m/día de reemplazo de líneas de alcantarillado con respecto al diámetro de la
tubería a reemplazar. De donde se aprecia que la rehabilitación en tuberías de
Ø200mm es 2.9 veces más rápido que trabajar con tuberías de Ø250mm y 4.8
59
veces más con respecto a tuberías de Ø315mm. De la misma forma trabajar con
tuberías de Ø250mm es 1.7 veces más rápido con respecto a tuberías de
Ø315mm.
Fig. 27. Rendimiento de reemplazo de líneas de alcantarillado método sin zanja.
Fuente: elaboración Propia.
B. Costo directo
Los costos directos son a cargo de la empresa contratista y por lo general están
conformados por lo siguiente:
Planificación, diseño y supervisión.
Pagos a subcontratas y proveedores.
Diversificación de flujos y/o provisión de servicios temporales.
Restitución permanente de excavaciones.
Los costos directos son los más fácilmente comparables y medibles de todos los
componentes del costo total, pero aun así sigue habiendo margen para la
confusión de lo que se debe y no debe incluir en el análisis comparativo de
costos.
60
Para el caso en estudio, se encontró que el costo directo de la obra fue de S/.
5’803,430.96. En la Tabla 5 se muestra a manera de resumen el costo total de
producción con el sistema sin zanja.
Tabla 5. Costo total de rehabilitación con método sin zanja
Fuente: Elaboración Propia
En función de los costos unitarios requeridos por metro lineal de construcción o
rehabilitación de alcantarillado fue construida la Fig. 28. Donde se puede apreciar
que trabajar con tuberías de Ø315mm representan un mayor costo directo, con
respecto a las tuberías de Ø250mm y Ø200mm. Las tuberías de Ø315mm
representan 10% más con respecto a tuberías de Ø250mm y 20% más costoso
con respecto a tuberías de Ø200mm.
Fig. 28. Costos unitarios de construcción según el diámetro de tubería a rehabilitarcon método sin zanja.
Fuente: Elaboración Propia
item descripcion und P.U. S/.
Metrado Costo
.01.01 Tubería Ø 315 mm m 152.66 1,091.00 166,552.06
.01.02 Tubería Ø 250 mm m 139.60 2,723.00 380,130.80
.01.03 Tubería Ø 200 mm m 128.27 40,982.00 5,256,761.145,803,444.00
Partidas de reemplazo por el metodo sin zanja
Total
61
Análisis de costos en el método con zanja
Para el análisis de costos, fue necesario presentar una discución sobre el cronograma de
trabajo, así como el análisis de costo directo.
A. Cronograma de trabajo
En esta partida se consideró una cuadrilla conformada por 5 operarios y 1
capataz. El tiempo empleado en estas partidas fueron de 510 días.
Tabla 6. Reemplazo de líneas de alcantarillado método tradicional.
Reemplazo de líneas de alcantarillado por el método con zanjaítem descripcion días metrado m / día
1 Reemplazo por Tubería Ø 315 mm, H <= 2.00 m - In situ 30 días 228 82 Reemplazo por Tubería Ø 250 mm, H <= 2.00 m - In situ 30 días 600 203 Reemplazo por Tubería Ø 200 mm, H <= 2.00 m - In situ 420 días 22252 53
Fuente: Elaboración Propia
En la Tabla 6 se muestra el diámetro de tuberías a rehabilitar, las cuales son de
Ø315mm, Ø250mm y Ø200mm. También se muestra el metrado de las
actividades y además los días estimados en función de los rendimientos de
producción en m/día. Con respecto al rendimiento se puede observar que a
medida que el diámetro es menor, mayor es el nivel de productividad y esto se
puede atribuir que al tener menor diámetro el tubo éste es más flexible.
En la Fig. 29 se realizó un gráfico que relaciona el rendimiento expresado en
m/día de remplazo de líneas de alcantarillado con respecto al diámetro de la
tubería a reemplazar. De donde se aprecia que la rehabilitación en tuberías de
Ø200mm es 2.65 veces más rápido que trabajar con tuberías de Ø250mm y 6.63
veces más con respecto a tuberías de Ø315mm. De la misma forma trabajar con
tuberías de Ø250mm es 2.5 veces más rápido con respecto a tuberías de
Ø315mm.
62
Fig. 29. Rendimiento de reemplazo de líneas de alcantarillado método con zanja.
Fuente: Elaboración Propia
B. Costo directo
De manera similar a la metodología sin zanja, se estimó el costo directo de la obra
considerando la metodología con zanja y esta fue de S/. 7’264,994.14. En el
siguiente cuadro se muestra los costos totales de los 539 días por mano de obra,
equipos, materiales.
Tabla 7. Costo total de rehabilitación con el método con zanja.
Partidas de reemplazo por el metodo con zanja
ítem descripción und P.U.S/. Metrado Costo
.01.01 Tubería Ø 315 mm m 181.72 1,090.79 198,218.36
.01.02 Tubería Ø 250 mm m 165.46 2,722.98 450,544.27
.01.03 Tubería Ø 200 mm m 161.44 40,982.17 6,616,161.52
Total 7,264,924.15
Fuente: Elaboración Propia
En función de los costos unitarios requeridos por metro lineal de construcción o
rehabilitación de alcantarillado fue construida la Fig. 30. Donde se puede apreciar
que trabajar con tuberías de Ø315mm representan un mayor costo directo, con
respecto a las tuberías de Ø250mm y Ø200mm. Las tuberías de Ø315mm
63
representan 10% más con respecto a tuberías de Ø250mm y 13% más costoso
con respecto a tuberías de Ø200mm.
Fig. 30. Costos unitarios de construcción según el diámetro de tubería a rehabilitar conmétodo con zanja.
Fuente: Elaboración Propia
Costos sociales e impacto medioambiental. Sostenibilidad
Desde hace ya tiempo se viene aceptando que el método de zanja abierta para la
instalación de infraestructuras públicas conlleva a alteraciones importantes al
comercio y al público en general.
Además, los costos sociales no son fáciles de estimar y por ello no se consideran
durante la planificación de un proyecto de construcción, diseño y evaluación de la
oferta. En los últimos años se han realizado esfuerzos para introducir métodos de
predicción de los costos sociales asociados a los proyectos públicos de
construcción. Sin embargo, los costos sociales se consideran ahora como un
componente más del total del impacto medioambiental en las obras de
infraestructura.
La Fig. 31 presenta un resumen de alguno de los principales impactos
medioambientales en las obras de infraestructura, donde se observa que además
de los impactos inmediatos asociados a las obras, hay otras cuestiones más
64
amplias. Estas cuestiones son consideradas en un estudio general de la
sostenibilidad ambiental de un producto o proceso como es el caso de las obras
de rehabilitación de alcantarillado.
Fig. 31. Costos social y medioambiental en las obras de infraestructura.
Fuente: Kris Bachus, 2017.
Las categorías de los costos sociales relacionadas con las obras de construcción
con zanja son numerosas. Según literatura revisada se contemplan ocho
categorías sociales:
Congestión y atascos en el tráfico: las obras pueden causar retrasos de tráfico
significativos debido al cierre parcial de carriles o al cierre total de las vías
públicas. Los peatones también se ven forzados a coger desvíos por dichos
cierres y por otras actividades en la infraestructura subterránea.
Aumento del consumo de combustible en los vehículos: El aumento de las
distancias recorridas y las paradas intermitentes acarrean unos costos operativos
más elevados. Por ejemplo, un millar de cambios de velocidad de 80km/h a
25km/h y de nuevo 80 km/g ocasionan un consumo adicional de combustible de
45 litros en vehículos ligeros (Budhu y Isely, 1994).
65
Menor durabilidad del pavimento: Las excavaciones pueden ocasionar
deformaciones en la calzada y grietas en el asfalto a lo largo de la zanja, lo que
conlleva una aceleración en la degradación del pavimento. La reducción de la
durabilidad del pavimento debido a excavaciones puede llegar a ser de hasta el
30% (Tithe 2002).
Perdida de negocio: Las obras dificultan el acceso a los comercios debido a la
congestión del tráfico, a las plazas de parking bloqueadas y a las barreras de la
misma obra en cuestión. Por un lado, los comercios pierden clientes que prefieren
marchase a otros lugares más convenientes y por otro los comercios que
dependen de suministros regulares pueden llegar a sufrir problemas de
desabastecimiento.
Pérdida de espacio para aparcar: La pérdida de plazas de parking disminuye los
ingresos de los parquímetros públicos y reduce las multas de aparcamiento.
Control de polvo: Las excavaciones abiertas generan una cantidad significativa
de polvo en su entorno que requieren servicios de limpieza y por tanto aumentan
los costos. Además, se ve mermada la calidad de vida del vecindario cercano a
las zonas de obras.
Costos por contaminación acústica: El uso de maquinaria de construcción
genera niveles de ruido excesivos en las proximidades al área de trabajo. A su
vez, se pueden alcanzar niveles de contaminación acústica más elevados debido
al cambio en las condiciones del tráfico en comparación con las de una situación
normal.
Seguridad del trabajador: Las obras con zanja suponen un mayor riesgo para
los trabajadores y peatones que las tecnologías sin zanja. Los accidentes
relacionados con las obras con zanja son un 112% más elevado que la media en
las obras de construcción sin zanja (Jung y Sinha, 2004).
Cuadro comparativo de la metodología con y sin zanja
En la Tabla 8 se presente un resumen de las ventajas y desventajas de la
metodología con zanja y sin zanja.
66
Tabla 8. Cuadro comparativo entre método sin zanja y con zanja.
Metodología sin zanja Metodología con zanja
1. Se logra instalar una tuberíacompletamente estructural en elmismo sitio donde había una anterior.
2. El método aplica para cualquier tipo dematerial existente en el terreno.
3. la tecnología sin zanja reduce en unalto porcentaje los costos asociados alas externalidades transmitidas a lasociedad como por ejemplo losimpactos al transporte, los costosmedioambientales y también loscostos de tipo económico. En totalcostos que sumados entre sí podríanincluso superar el valor inicial delproyecto.
4. Son aplicables con una gran variedadde diámetros, hasta varios metros.
5. Permiten el paso a través deinfraestructuras existentes sin alterarsu funcionamiento o integridad.
6. Incrementa la seguridad de lostrabajadores involucrados en losproyectos.
7. Puede alcanzar grandes longitudes.
8. En general, se pueden atravesar contodos los materiales naturalesposibles, excepto rocas masivas deelevada resistencia.
1. Causa alteraciones en la superficie ydaños en otros servicios subterráneos.El método tradicional para resolverproblemas como fugas, roturas,envejecimiento y corrosión, esconstruir una tubería paralelaadicional, o de reemplazo, a lo largode toda la tubería existente, lo cualrequiere excavación.
2. La reparación, rehabilitación yoptimización de redes de acueducto yalcantarillado mediante la excavaciónde zanjas implica cierre de vías,obstrucción de tráfico, ruido,vibraciones, periodos largos deconstrucción y cortes de suministro, locual se traduce en pérdidassocioeconómicas para el constructor yla comunidad.
3. Cada que se incurre en un proyecto deeste tipo, el porcentaje de encontrarsecon alguna sorpresa a profundidad esalto.
4. Alta aplicabilidad cuando elalineamiento de la tubería presentacambios significativos.
5. No presenta vibraciones por equiposde halado (caso de metología sinzanja) en la infraestructura aledaña,evitando así posibles daños porvibraciones de equipos.
Fuente: Elaboración Propia
67
Una de las ventajas más populares la metodología sin zanja sobre las demás
metodologías y tecnologías para renovar o rehabilitar tuberías hace referencia a
los beneficios sociales que dicha técnica ofrece.
Se verificó que en proyectos de rehabilitación de redes de alcantarillado el método
sin zanja acorta el tiempo de construcción, minimiza el impacto ambiental, la
interrupción de los servicios, el bloqueo de accesos, el riesgo de accidentes y la
posibilidad de daño a edificios.
Además, reduce las cantidades de excavación. Por lo tanto, el material a eliminar
es reducido, lo cual reduce el acarreo. Esto también contribuye a reducir el nivel
de impacto ambiental y mejora o no altera las condiciones iniciales de vida del
público.
Con respecto a los rendimientos de construcción se observó que la metodología
sin zanja representa un mayor nivel de productividad por metro lineal de tubería
remplazada en un día (Fig. 32). Considerando la metodología sin zanja para el
caso de una tubería de Ø315mm es 2.25 veces más productivo que con el
método tradicional. También, para el caso de Ø250mm es 1.5 veces más
productivo y para Ø200mm 1.65 veces más productivo frente al método
tradicional.
68
Fig. 32. Rendimiento de tubería rehabilitada, por metro lineal por día.
Fuente: Elaboración Propia.
Por otro lado, esta diferencia de rendimiento entre el método sin zanja y con zanja
se puede apreciar en la Fig. 33 en función del diámetro de la tubería.
Fig. 33. Comparativo de rendimiento en función del diámetro.
Fuente: Elaboracion Propia.
Por otro lado, se verificó que las técnicas de mínima excavación suponen mucho
menos remoción y reemplazo del suelo y el tiempo estimado para el trabajo, por
69
ello el trabajo tiende a ser más corto. Esto significa que la duración de la
interrupción en los servicios de agua, drenaje, gas, electricidad, teléfono y cable
son menores que con trabajo de zanjeo. El público experimenta una reducción de
las molestias en su vida cotidiana y existe un riesgo menor de interrupciones no
planeadas debido a daño accidental en otras líneas de servicio.
También, los lugares destinados al parqueo en las calles residenciales son
normalmente restringidos cuando se excavan zanjas en las áreas urbanas. Esto
puede hacer imposible el acceso hacia las casas particulares. En cambio, los
accesos generales con frecuencia son mantenidos cuando las técnicas sin zanjas
son utilizadas, esto beneficia a los propietarios. Por lo ya expuesto, se puede
afirmar que el costo total y el tiempo del método sin zanja son menores al método
con zanja. No obstante, no siempre se puede utilizar en la rehabilitación de
tuberías.
En la Fig. 34. se muestra un gráfico comparativo de los precios unitarios de
rehabilitación de tuberías de desagüe con el método con y sin zanja.
Fig. 34. costo de construcción en soles por unidad de longitud (metros)
Fuente: Elaboracion Propia.
En la Fig. 35. se presenta un comparativo de los costos totales de rehabilitación
de las tuberías de alcantarillado. Es necesario resaltar que estos costos son
70
costos directos, pues no están considerando los costos medioambientales y
sociales. En la figura que puede observar que el ahorro fue de casi 1.5 millones.
Esto representó un ahorro de casi del 20% del costo presupuestado con el
método tradicional.
Fig. 35. Costo total de rehabilitación de redes de alcantarillado.
Fuente: Elaboración Propia.
71
IV. DISCUSIÓN
72
Los sistemas de tuberías instalados sufren un deterioro que con el pasar del
tiempo se hace necesario su rehabilitación y por tanto se debe hacer hincapié en
la alternativa de renovación de tuberías de forma más eficiente, que implique
menor tiempo de ejecución de obra (Ojeda, J. 2015). Por tanto en este trabajo se
demostrado que el método sin zanja permite lograr un mayor rendimiento de
construcción, esta mayor productividad está alrededor del 30% mayor con
respecto a lo obtenido con el método tradicional o método con zanja.
La financiación necesaria para hacer frente al envejecimiento de las
infraestructuras de redes de desagüe varía en cientos de millones de soles bajo el
concepto tradicional de rehabilitación de tuberías mediante el método con zanja,
haciendo que su viabilidad sea menor por el alto costo que representa (Ojeda, J.
2015). Por ello, en este trabajo se ha podido verificar del análisis de costos
directos se demostró que la utilización del método sin zanja, permitió un ahorro
del 20% respecto al método tradicional.
Se requiere realizar una evaluación integral que incluya una comparación de los
costos económicos y una valoración cuantitativa de los impactos ambientales y
sociales comparando las tecnologías de rehabilitación sin zanja y las tecnologías
convencionales. Sin embargo, en algunas situaciones particulares la evaluación
económica no es comparativa, ya que las nuevas tecnologías tienen beneficios
como el ahorro en los costos y otros que no son cuantificables como la seguridad
para los transeúntes en las zonas de trabajo, la conservación del medio ambiente
durante la construcción, el estrés generado por las demoras los impactos en la
economía local, entre otros. (Pupo, C. 2014). Por ello, en este trabajo tratamos de
explicar los beneficios que nos lleva al realizar los trabajos de rehabilitación de
redes de alcantarillado mediante el método sin zanja.
73
V. CONCLUSION
74
1. Para realizar una comparación justa entre la opción de metodología con zanja
y sin zanja, el análisis debe presentar los gastos sociales y los impactos
medioambientales. En la práctica común, éste nivel de sofisticación raramente
se alcanza y en la mayoría de los casos la elección entre rehabilitación o
renovación se basa en la comparación de los costos directos a corto plazo.
Sin embargo, aun así comparando solo costos directos la tecnología sin zanja
presentó ser mucho más eficiente y por tanto más económica frente al método
tradicional. El impacto negativo que ejerce el método con zanja, es un
problema que se genera por la apertura de zanjas. Ante ello, el método sin
zanja con una serie de procesos que involucra un adecuado control y
secuencia de actividades establecidas, minimiza los inconvenientes en
aspectos urbanísticos, industriales, comerciales y sociales; permitiendo que
estos sectores actúen y se desarrollen de manera casi normal.
2. Del análisis de costos directos se demostró que la utilización del método sin
zanja, permitió un ahorro del 20% respecto al método tradicional. En materia
de tiempos el método sin zanja permite una mayor rapidez en la ejecución de
trabajos, en el rango de hasta 30% respecto al método tradicional. Una de las
razones principales para el surgimiento de una nueva alternativa como la
metodología sin zanja fue la necesidad de rehabilitar los ductos de
alcantarillado con mayor eficiencia. Esto implica, menor tiempo de ejecución
de obra, menor impacto ambiental, menor costo directo del proyecto. Por ello,
los costos directamente asociados a los proyectos con tecnologías sin zanja
son aproximadamente un 20% menor a los mismos costos de las tecnologías
convencionales (Con zanja abierta). Además, al considerar los costos sociales
y ambientales notamos que los proyectos con zanja pueden en algunos casos
llegar a ser mucho más costosos.
3. Las redes de alcantarillado existentes en Lima se encuentran en estado crítico
por la antigüedad que estos presentan a la mayoría de los casos. En otras
palabras, existe un gran porcentaje de las redes de alcantarillado que
requieren intervención casi de forma inmediata. Por ello, se piensa que más
adelante el potencial y las perspectivas de utilización de las tecnologías sin
zanja, como métodos alternativos para la instalación y rehabilitación de redes
de alcantarillados puedan tener una mayor aplicación. Más aún cuando las
75
políticas públicas de las ciudades se preocupan mucho por la sostenibilidad
ambiental y el cuidado del espacio público.
76
VI. RECOMENDACIÓN
77
1. Los costos sociales y medioambientales están relacionados con la congestión
y atasco en el tráfico, Aumento del consumo de combustible en los vehículos,
Menor durabilidad del pavimento, Perdida de negocio, Pérdida de espacio para
aparcar, Control de polvo, Costos por contaminación acústica y Seguridad del
trabajador todas estas deben de tener en cuenta en cada uno de sus
procesos constructivos.
2. De la literatura revisada, uno de los principales problemas a vencer es el poco
registro de mapas confiables de los servicios públicos subterráneos. Cada que
se incurre en un proyecto de este tipo, el porcentaje de encontrarse con
alguna sorpresa a profundidad es alto. Por tanto, se recomienda para
próximas tesis ampliar la investigación y determinar el potencial de utilización
de detectores de redes subterráneas aplicados a la rehabilitación de redes de
alcantarillado con la metodología sin zanja.
3. Uno de los inconvenientes observados cuando se desea realizar trabajos con
tecnología sin zanja es la poca mano de obra capacitada. Generalmente si se
desea un tipo de explicación o capacitación, se debe proceder a cursos en el
extranjero que conllevan a incurrir en más costos para la obra. Por ello, se
recomienda a las instituciones del gobierno como por ejemplo el Servicio
Nacional de Capacitación y Construcción SENCICO, el impulso de métodos
modernos en construcción como es el caso de la tecnología sin zanja,
capacitar personal idóneo en este tipo de soluciones para la instalación y
rehabilitación de redes de alcantarillado.
78
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALFARO, Fernando y ALFARO Escolar, Mónica. Diagnóstico de la productividad
por multimomentos. Barcelona, España. 1999, 231 pp. ISBN: 84-267-1189-8
BERNAL, Cesar. Metodología de la investigación 3ª ed. Colombia: Pearson
Educación, 2010. 106 pp. ISBN: 9789586991285.
CARRO PAZ, Roberto y GONZALES GOMEZ, Daniel. Productividad y
Competitividad. Universidad de la Plata Facultad de Ciencias Económicas y
Sociales – Argentina. 2012, 16 pp.
CHASE Richard, Jacobs Robert y Aquilano Nicholas. Administración de
Operaciones. Duodécima edición. Mc Graw Hill. Mexico. 2009, 755 pp. ISBN:
978-970-10-7027-7.
CÓRDOVA ZAMORA, Manuel. Estadística descriptiva e inferencial. 5ta. Edición.
Perú 2003. Editorial Moshera SRL. ISBN: 9972-813-05-3.
CRUELLES, José. Productividad e Incentivos. 1a. ed. México. Alfaomega, 2013.
202 pp. ISBN: 978-607-707-578-3.
CONSTRUTEC DUKTIL. Tecnología sin zanja. 2009. www.construtec.es
El CONSTRUCTIVO. Revista al servicio del desarrollo y promoción de la
construcción. Edición No 103, 2014. Perú.
FORNO, José., 2010. Impacto de la utilización de nuevas tecnologías y materiales
en los plazos y costos de construcción. Memoria para optar el título de ingeniero
civil. Recuperado de: http://repositorio.uchile.cl/tesis/uchile/2010/cf-
forno_jm/pdfAmont/cf-forno_jm.pdf.
GUTIERRES, Humberto. Calidad y Productividad. Cuarta edición. Guadalajara:
Programa Educativo S.A. de C.V., 2014. 382 pp. ISBN: 978- 607-15-11485.
HERNÁNDEZ, Luz., 2011. Modelo decisional para la reposición y rehabilitación de
redes de alcantarillado del valle Aburrá. Tesis para optar el título de Ingeniero de
79
Recursos Hidráulicos. Medellin, Colombia. Recuperado de:
http://www.bdigital.unal.edu.co/5440/1/42693514._2011.pdf
HERNÁNDEZ, FERNÁNDEZ, BAPTISTA. Metodología de la investigación. 6° ed.
México D.F. Editorial McGraw-Hill, 2014. 600 pp. ISBN: 978-1-4562-2396-0.
KRIS Bachus, FREDERIC Vanswijgenhoven., 2017. Sustainable consumtion: A
Theoretical and Environmental Policy Perspective. Journal, Society & Natural
Resources. Volume 16, Pages 687-701. Código DOI:
http://dx.doi.org/10.1080/08941920309192.
MORAL, Fernández., 2015. Sistema de rehabilitación de tubería sin zanja. La
experiencia de EMACSA en su utilización. IV Jornadas de Ingeniería del Agua.
Córdova, 21 y 22 de Octubre. Recuperado de:
http://www.uco.es/jia2015/ponencias/c/c003.pdf
ÑAUPAS PAITÁN, MEJÍA MEJÍA, NOVOA RAMIREZ y VILLAGOMEZ PAUCAR.
Metodología de la investigación 4ta ed. Colombia. Ediciones de la U.ISBN 978-
958-762-188-4.
PAGÉS, Carmen. La era de la Productividad, como transformar las economías
desde sus cimientos. Banco Interamericano de desarrollo. 2010, 421 pp. ISBN:
978-1-59782-119-3
REDES DE AGUAS RESIDUALES (OS.070). Norma Técnica Peruana, 2016.
VALDERRAMA, Santiago. Pasos para la elaboración de proyectos de
investigación científica. Cuantitativa, Cualitativa y Mixta. 2° ed. Perú. Editorial San
Marcos E.I.R.L., 2014, 495 pp. ISBN: 978-612-302-878-7.
PROKOPENKO, Joseph. Gestión de la productividad. Editor: Oficina Central del
Trabajo. 2000, 317 pp. ISBN: 9223059011
TESIS
Barbosa Guillermo. Estudio de la aplicación de tecnologías en Bogotá. Tesis
(Ingeniero Civil). Colombia, Universidad Católica de Colombia, 2013, 48 pp.
80
Pinzón Jorge. Evaluación y perspectivas de la utilización de tecnologías sin zanja
en redes de alcantarillado Bogotá. Colombia, Universidad Pontificia Universidad
Javeriana, 2013, 159 pp.
Mendoza y Salazar. Análisis técnico – económico, medición de rendimientos y
determinación de cuadrilla tipo para el funcionamiento del equipo de fractura de
tubería. Tesis (Ingeniero Industrial). Ecuador, Pontificia Universidad Católica de
Ecuador, 2016, 135pp.
Pupo Carlos. Metodología para la selección de obras de ingeniería para la
rehabilitación de redes troncales de alcantarillado. Tesis (Magister en Civil).
Colombia, Escuela de Ingeniería Julio Garavito, 2014, 152 pp.
Ojeda Julio. Análisis comparativo entre el método tradicional Pipe Bursting y el
método tradicional en la renovación de tuberías de desagüe. Tesis (Ingeniero
Civil), Lima – Perú, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, 2015, 92 pp.
León Bernard. Estudio de optimización de costos y productividad en la instalación
de agua potable. Tesis (Ingeniero Civil). Lima – Perú, Pontificia Universidad
Católica del Perú, 2015, 91 pp.
WEB
Asociación Ibérica de Tecnología sin zanja, 2017. Disponible en:
http://www.ibstt.org/.
FEDERICO, Armayo. Revista constructivo [en línea]. Julio-agosto 2017.
Disponible en http://www.constructivo.com/.
Instituto Colombiano de tecnologías de infraestructura Subterránea ICTIS
(publicado 14/05/2015 http://www.ictis.org/).
PAVCO, 2017. Renovación ZinZanaja. Disponible en:
https://pavco.com.co/2/renovacion-zinzanja/4-192/i/192#sthash.McvoiUmn.dpuf
Sedapal (2016). Sitio web: http://www.sedapal.com.pe/tecnologia-sin-zanja
81
VIII. ANEXOS
82
ANEXO 01
MATRIZ DE CONSISTENCIA
83
MATRIZ DE CONSISTENCIA
PROBLEMA OBJETIVO HIPÓTESIS VARIABLE DEFINICIÓN
CONCEPTUAL
DEFINICIÓNOPERACIONAL
DIMENSIONES
INDICADORES FORMULAS ESCALA DE
MEDICIÓN
P. GENERAL O. GENERAL H. GENERAL INDEPENDIENTE
¿De qué formala aplicación dela tecnología sinzanja mejorarála productividaden larehabilitación deredes dealcantarillado?
Analizar en quéforma laaplicación de latecnología sinzanja mejorarála productividaden larehabilitación deredes dealcantarillado.
La aplicaciónde latecnología sinzanja mejorarálaproductividaden larehabilitaciónde redes dealcantarillado.
V.I
Tecnologíasin zanja
Mínguez, F.(2015), se refiere ala metodología derenovación orestitución deinfraestructurasque han perdido suintegridadestructural o noson aptas, sin lautilización directade zanjas abiertas.Consiste en elreemplazo de latubería existentevieja o defectuosapor otra nueva,destacando entreestasmetodologías:Fractura detubería,reentubado,revestimientodeslizantecontinuo, tuberíapolimerizada ytubería fundida. (p.6)
La tecnología sin zanjase medirá a través desus dimensiones:excavación de lasventanas, introducciónde la maquinaria ycolocación de lasbarras, corte y retiradade las secciones deltubo, instalación deaccesorios de corte yexpansión, tipo deequipos e instalaciónde la nueva tubería,ejecución deempalmes yacometida. Estas a suvez se medirá con susrespectivosindicadores. Paraefectos de manejo dedatos cuantitativos, sehará uso de las fichasde recolección dedatos
Mano de obra
Tuberíarehabilitada por
metro lineal(TR)
TR = (CMOx100) / CT
Razón(%)
MaterialesCosto directo de
materiales(CDM)
CDM = (CMx100) / CT
MaquinaríaCosto indirecto de
construcción(CIC)
CIC = (CAMx100) / CT
Costo social
Menorperturbación de la
población(MPP)
MPP = (IMPAx100) / PP
Costomedioambiental
Menorcontaminación
ambiental(MCA)
MCA = (MMIx100) / MI
84
P. ESPECÍFICO O. ESPECÍFICO H.ESPECÍFICO
DEPENDIENTE
¿De qué formala aplicación dela tecnología sinzanja mejorarála eficiencia enla rehabilitaciónde redes dealcantarillado?
Analizar en quéforma laaplicación de latecnología sinzanja mejorarála eficiencia enla rehabilitaciónde redes dealcantarillado
La aplicaciónde la tecnologíasin zanjamejorará laeficiencia en larehabilitaciónde redes dealcantarillado
V.D
Productividad
La productividades la relación queexiste entre elcociente formadopor los resultadoslogrados y losrecursosempleados(Gutiérrez, 2014,p.20).
La productividad semedirá a través de susdimensiones: eficienciay eficacia, estas a suvez con susrespectivosindicadores: tiempo deejecución de obra ycontroles de obra, Larecolección deinformacióncuantitativa serámediante las fichas derecolección de datos.
EFICIENCIA
Tiempo deejecución de obra
(TEO)
TEO = (TEORx100) / TEOP Razón
(%)
¿De qué formala aplicación dela tecnología sinzanja mejorarála eficacia en larehabilitación deredes dealcantarillado?
Analizar en quéforma laaplicación de latecnología sinzanja mejorarála eficacia en larehabilitación deredes dealcantarillado.
La aplicaciónde la tecnologíasin zanjamejorará laeficacia en larehabilitaciónde redes dealcantarillado.
EFICACIAControles de obra
(CO)CO = (TCORx100) / TCOP Razón
(%)
85
ANEXO 02
CONSENTIMIENTO INFORMADO
