Ingeniería de Detalle Proyecto Extensión Biotren a Coronel · 2015-06-09 · ventajas y por lo tanto serán la base del presente análisis comparativo. Tanto los durmientes de madera

Ingeniería de Detalle Proyecto Extensión Biotren a Coronel

ANÁLISIS COMPARATIVO TÉCNICO – ECONÓMICO ENTRE VÍAS EN BASE A DURMIENTES DE MADERA U HORMIGÓN

18XXX-EFE

0503-ANA-007-SUP-001-B

JUNIO 2013

INGENIERÍA DE DETALLE PROYECTO EXTENSIÓN BIOTREN A CORONEL

ANÁLISIS COMPARATIVO TÉCNICO – ECONÓMICO

ENTRE VÍAS EN BASE A DURMIENTES DE MADERA U HORMIGÓN.

18XXX - EFE

0503-ANA-007-SUP-001-B

Junio 2013

INDICE

1. INTRODUCCIÓN Y OBJETO ..................................................................................................... 1

1.1. CONSIDERACIONES GENERALES .................................................................................. 1

1.2. PROPUESTA METODOLÓGICA ........................................................................................ 5

1.3. DATOS DE PARTIDA .......................................................................................................... 7

1.3.1. Coste inicial de los durmientes ............................................................................... 7

1.3.2. Vida útil. Durabilidad ............................................................................................... 8

1.3.3. Clasificación de la vía ............................................................................................. 8

1.3.4. Dotación de durmientes ........................................................................................ 11

1.3.5. Rieles .................................................................................................................... 11

1.3.6. Sujeciones ............................................................................................................. 12

1.3.7. Espesor de Balasto ............................................................................................... 15

1.3.8. Costes de mantenimiento y renovación ................................................................ 15

2. DURMIENTES DE MADERA .................................................................................................... 19

2.1. NORMATIVA TÉCNICA. ................................................................................................... 19

2.2. CARACTERÍSTICAS Y TIPOLOGÍA. ................................................................................ 20

2.2.1. Clasificación .......................................................................................................... 21

2.2.2. Dimensiones ......................................................................................................... 23

2.2.3. Peso ...................................................................................................................... 24

2.2.4. Elasticidad ............................................................................................................. 24

2.2.5. Características de Aislación Eléctrica ................................................................... 24

2.2.6. Durabilidad ............................................................................................................ 25

2.2.7. Suministro ............................................................................................................. 26

2.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES ................................................................................... 27




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Junio 2013

3. DURMIENTES DE HORMIGÓN ................................................................................................ 29

3.1. NORMATIVA TÉCNICA. ................................................................................................... 29

3.2. CARACTERÍSTICAS Y TIPOLOGÍA. ................................................................................ 29

3.2.1. Clasificación .......................................................................................................... 30

3.2.2. Utilización y fabricación ......................................................................................... 31

3.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES ................................................................................... 32

4. ANALISIS COMPARATIVO. ..................................................................................................... 33

4.1. ANÁLISIS CUALITATIVO .................................................................................................. 33

4.2. ANÁLISIS ECONÓMICO - FINANCIERO ......................................................................... 34

4.2.1. Costo de Inversión ................................................................................................ 34

4.2.2. Costes de mantenimiento ..................................................................................... 36

4.2.3. Vida útil considerada ............................................................................................. 36

4.2.4. Costes de renovación por tipo de durmiente ........................................................ 36

4.2.5. Modelo económico financiero ............................................................................... 37

5. RECOMENDACIÓN .................................................................................................................. 39

ANEXO 1: PLANILLA CON DATOS DE LA EVALUACIÓN PRIVADA .......................................... 41




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Junio 2013

Preparado por:

IDOM

Rev. Fecha Prepara Verifica

Especialidad

Aprueba

Proyecto

Aprueba

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B 28/06/2013 RSS ERI MRV AF Revisión

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1. INTRODUCCIÓN Y OBJETO

El objetivo del presente documento es la realización de un análisis comparativo técnico -

económico entre vías de durmientes de madera u hormigón, para definir el tipo de

durmiente a montar en el proyecto “Extensión Biotrén a Coronel”.

1.1. CONSIDERACIONES GENERALES

Los durmientes son elementos estructurales que se sitúan en dirección transversal al eje

de la vía, sobre los cuales se sitúan los rieles y constituyen mediante la sujeción, el nexo

de unión entre el riel y el balasto. La carga de la rueda actúa directamente sobre el riel,

transmitiéndole tensiones elevadas. El durmiente recibe estas tensiones y las transmite

atenuadas a la caja de balasto, la cual las transmite a la plataforma.

Las principales funciones que debe desempeñar un durmiente son las siguientes:

Soporte de los rieles, fijando y asegurando su posición en cota, separación e

inclinación

Recibir las cargas horizontales y verticales transmitidas por los rieles y repartirlas

sobre el balasto mediante su superficie de apoyo

Conseguir y mantener la estabilidad de la vía en el plano horizontal (longitudinal y

transversalmente) y en vertical frente a los esfuerzos estáticos procedentes del

peso propio y las variaciones de temperatura y a los esfuerzos dinámicos debidos

al peso de los trenes. Mantener, siempre que sea posible, por sí mismo y sin

ayuda de elementos específicos incorporados a la sujeción, el aislamiento

eléctrico entre los dos hilos de los rieles cuando la línea esté dotada de circuitos

de señalización




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En el caso de que las corrientes parásitas procedentes de la electrificación pudieran

perjudicar a instalaciones situadas en el entorno de la línea, el durmiente deberá ofrecer

características aislantes con objeto de evitar la producción de daños.

Para cumplir estas funciones deben considerarse los factores siguientes: material,

funciones, peso, elasticidad que confiere a la vía, características aislantes y durabilidad.

Los materiales que habitualmente se emplean en la fabricación de los durmientes son:

madera

acero

fundición

hormigón

materiales sintéticos

Todos estos materiales han sido usados y probados por los administradores ferroviarios

en sus diferentes países. Se adjunta una tabla con las características básicas y

conclusiones sobre su uso:




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B

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MATERIAL RAZONES

DE USO

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS ECONOMICO COMPORTAMIENTO ANTE ESFUERZOS

USO EN

FUTURO ELASTICIDAD

AISLAMIENTO

ELÉCTRICO

APTITUD A

SUJECCIONESFORMA COSTE

DURACIÓN

VERTICAL

HORIZONTAL

VIDA ÚTIL ACCIDENTES TRANSVERSA LONGITUDINAL

Madera

Buenas

calidades.

Abundancia

en

bosques.

Muy buena Buena

Inicialmente

buena. Falla

con el tiempo

Paralelepípedo

monobloque Bajo

Madera

tratada: 20

a 30 años

Baja

destrucción

Adecuado

para

terrenos

blandos

Buen

rozamiento con

el balasto

Depende del

tipo de sujeción En uso

Hormigón

En masa

Resistencia

a la

pudrición

Baja, da lugar

a una viga

rígida

Regular.

Requiere de

elementos

aislantes en

vías

señalizadas

Muy buena.

Permite el uso

de sujeciones

elásticas de

gran calidad y

duración

Monobloque Bajo

Baja: 5

años o

menos

Alta

destrucción

Malo

Bueno, debido

a su peso y su

buen

rozamiento con

el balasto

En general

bueno, depende

del tipo de

sujeción

En desuso

Armado Resistencia

mecánica

Monobloque y

bibloque

Similar

al de la

madera

tratada

Media: 5 a

20 años

Regular /

malo Uso restringido

Pretensado

Resistencia

a la

fisuración

Monobloque

Algo

superior

al de la

madera

tratada

Alta: 40 a

50 años y

más

Monobloque:

mediana

destrucción.

Bibloque: alta

destrucción

Bueno,

pero

transmiten

fuertes

tensiones

de forma

puntual

Uso cada vez

mayor

Postensado




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MATERIAL RAZONES

DE USO

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS ECONOMICO COMPORTAMIENTO ANTE ESFUERZOS

USO EN

FUTURO ELASTICIDAD

AISLAMIENTO

ELÉCTRICO

APTITUD A

SUJECCIONESFORMA COSTE

DURACIÓN

VERTICAL

HORIZONTAL

VIDA ÚTIL ACCIDENTES TRANSVERSA LONGITUDINAL

Acero

Resistencia

mecánica.

Resistencia

a la

fisuración

Mediana, no

amortigua

golpes y

transmite

vibraciones

Mala

Fallos de

durmiente en la

sujeción por

concentración

de esfuerzos

Característica

Alto

40 años

(depende

del clima)

Baja

destrucción Regular

Bueno, debido

a su forma

característica

En general

bueno, depende

del tipo de

sujeción

Poco usado

Fundición

Resistencia

a la

corrosión

Alta, más

de 50 años

Alta

destrucción

Regular /

malo En desuso

Sintético Aceptable Buena En análisis Monobloque.

Forma variable

En análisis,

no hay

experiencia

En análisis Diseños

experimentales




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1.2. PROPUESTA METODOLÓGICA

Los criterios de elección para los durmientes se basan en criterios técnico –

económicos.

Desde el punto de vista técnico, cabe destacar los siguientes:

La forma, dimensiones y peso de los durmientes condicionan la estabilidad

vertical, transversal y longitudinal.

La elasticidad es conveniente y por ello hay que adoptar medidas de

compensación de la excesiva rigidez, en algunos casos.

La regularidad es precisa para conservar la geometría de la vía.

La adaptación a la vía soldada es una exigencia imprescindible hoy en día.

La adaptación al bateo mecanizado.

La adecuación al tráfico.

o TKB

o Velocidad

El grado de aislamiento eléctrico

Su comportamiento ante accidentes

Su comportamiento ante las vibraciones y el ruido

Desde el punto de vista económico, cabe destacar los siguientes aspectos:

Costes de fabricación.

Costes de colocación y manipulación.

Duración. Vida útil.

Posibilidad de reutilización.




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Tal y como muestra la tabla comparativa del punto anterior, son los durmientes de

madera tratada y los de hormigón pretensado o postesado los que ofrecen más

ventajas y por lo tanto serán la base del presente análisis comparativo.

Tanto los durmientes de madera tratada como los durmientes de hormigón pretensado o

postesado tienen un buen comportamiento desde el punto de vista técnico. Las

características de cada uno de ellos serán expuestas en los puntos 2 y 3 del presente

documento.

Desde el punto de vista económico-financiero, los durmientes de madera presentan un

menor coste inicial, si bien, su vida útil es menor. Será este factor, unido a los costes

de mantenimiento durante la vida útil de la vía, los que determine cual de los dos tipos

de durmiente es el más adecuado.

Para poder hacer una comparativa económico-financiera completa, se deberán tener en

cuenta no sólo los durmientes utilizados, sino el resto de los elementos de la vía, ya que

en función del tipo de durmiente elegido y la categoría de la vía, se determinará el

espesor de balasto necesario.

La categoría de la vía no sólo tendrá influencia a la hora de determinar el espesor de

balasto, sino que tendrá incidencia en la diferencia de los costes de mantenimiento de

una vía con durmientes de madera y otra con durmientes de hormigón.

Por último, cabe indicar que la adopción de riel con barra larga soldada frente al riel

eclisado tendrá una influencia decisiva en los costes de mantenimiento, siendo

notablemente inferiores en el caso de la barra larga soldada. Por otra parte, el riel

eclisado se utiliza sobre durmientes de madera y está limitado hasta la categoría de

tráfico 4A. Es por ello, que para la comparativa entre los tipos de durmiente, se adopta

en ambos casos riel con barra larga soldada y sujeción elástica.




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1.3. DATOS DE PARTIDA

Como se ha comentado en el punto anterior, los datos de partida necesarios para poder

hacer el análisis comparativo económico-financiero son los siguientes:

Coste inicial de los durmientes

Vida útil. Durabilidad

Categoría de la vía.

Dotación de durmientes.

Riel

Espesor de balasto

Costes de mantenimiento

1.3.1. Coste inicial de los durmientes

Para determinar el coste inicial de los durmientes se han pedido cotizaciones a los

suministradores locales.

En el cuadro siguiente se presentan las cotizaciones recibidas:

coste(UF)/ud Observaciones

Durmientes de hormigón,

incluido sujeciones 2,42

cotización de EFE suministro Santiago-

Rancagua

Durmientes de madera,

incluido sujeciones 1,86

cotización Mardones BPB (Yumbel, a 66 km

de Concepción)




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1.3.2. Vida útil. Durabilidad

La vida útil de los durmientes es una característica fundamental para el análisis

económico-financiero.

Según la experiencia de EFE, en el caso de los durmientes de madera, la vida útil es

de 20 años. Según el apartado 7.5 durmientes, de las “Recomendaciones de diseño para

proyectos de infraestructura ferroviaria” (MIDEPLAN-SECTRA), en EFE, durmientes de

ulmo, coigüe y tineo impregnadas con creosota han tenido una duración superior a los 30

años. Se puede considerar por tanto, una vida útil teórica para los durmientes de

madera de 30 años. En el mismo apartado, se indica que el durmiente de hormigón

pretensado o postesado tiene una vida útil en servicio, superior al doble de los de

madera. Es por ello, que quedándonos del lado de la seguridad, se ha establecido la vida

útil del durmiente de hormigón pretensado o postesado en 60 años.

De cara al análisis económico-financiero, se han establecido las siguientes hipótesis de

vida útil:

- Durmiente de madera con vida útil de 20 años

- Durmiente de madera con vida útil de 30 años

- Durmiente de hormigón con vida útil de 60 años

El horizonte de proyecto considerado será de 60 años.

1.3.3. Clasificación de la vía

Determinar la categoría de la vía tendrá especial incidencia a la hora de dimensionar las

capas de asiento de la misma y el tipo de riel a emplear. En el caso de las capas de

asiento tendrá más trascendencia para el análisis comparativo que el del riel, ya que en

función del tipo de durmiente el espesor de las capas de asiento variará, mientras que el

riel seré el mismo en ambos casos.




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La clasificación de las vías obedece a dos criterios fundamentales:

Según el tonelaje bruto que soportan

Según la velocidad máxima admisible

Según el tonelaje bruto que soporta la vía férrea

En función de la norma técnica NT-01-01-02 “Clasificación de vías férreas de Circulación”

se ha clasificado la vía según el tonelaje bruto que soporta, teniendo en cuenta las

siguientes consideraciones máximas estimativas a falta de confirmar por el plan de

operación:

velocidad de circulación de trenes de pasajeros: 100 km/h.

velocidad de circulación de trenes de carga: 60 km/h.

número de circulaciones al día por sentido de la línea:

o 21 circulaciones pasajeros / día

o 22 circulaciones carga / día

Para determinar la categoría se utilizará la siguiente fórmula, recogida en la mencionada

norma técnica:

Tt = Sp * (Tp + Kt * Ttp) + Sc * (Kc * Tc + Kt * Ttc)

Sp = 1,15; depende de la velocidad de los trenes de viajeros más rápidos

Sc = 1; depende de la velocidad de los trenes de carga más rápidos

El coeficiente Kc que cuantifica el desgaste de la vía por el tráfico del material

remolcado de carga se considera que será 1,45, puesto que la vías férreas

soportan un tráfico superior al 50 % de ejes de 22,5 ton

El coeficiente Kt que cuantifica el desgaste de los rieles por la acción de las

ruedas motrices del equipo de tracción es igual a 1,40.




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La carga bruta real promedio diario (Tp) en un año, correspondiente al tráfico de

pasajeros que circula en el sector de la vía considerado, considerando el tren

automotor UT-440 MC, será igual a:

Tp = 204,3 t/tren * 21 circulaciones/ día = 4.290,3 toneladas

La carga bruta real promedio diario en una año (Tc), correspondiente al tráfico de

carga que circula en el sector de la vía considerado, considerando una carga

máxima arrastrable de 2500 t/tren para una locomotora tipo D-3000, será igual a:

o Tc = 2.500 t/tren * 22 circulaciones/ día = 55.000 toneladas

La carga bruta real promedio diario en un año (Ttp), correspondiente al tráfico de

equipos de tracción de trenes de pasajeros que circula en el sector de la vía

considerado no se considera al ser un tren automotor.

La carga bruta real promedio diario en un año (Ttc), correspondiente al tráfico de

equipos de tracción de trenes de carga que circula en el sector de la vía

considerado considerando para una locomotora tipo D-3000, será igual a:

Ttc = 90 t/tren * 22 circulaciones/ día = 1.980 toneladas

Aplicando la fórmula sobre la base de una carga bruta circulante diaria teórica (Tt),

cuantificada, se obtiene:

Tt = 1,15 * (4291 + 1,4 * 0) + 1 * (1,45 * 55.000 + 1,4 * 1980) = 86.812 toneladas

Por lo que para la carga bruta teórica diaria obtenida, 86.812 ton, la categoría de la vía

según la clasificación de la tabla 6.1.2 de la NT-01-01-02 será categoría de vía 2.

Según las velocidades máximas admisibles

Para una velocidad máxima admisible de 60 km/h en trenes de carga y de 100 km/h en

trenes de viajeros se obtiene que la tipología de la vía es de tipo Clase C.




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1.3.4. Dotación de durmientes

La norma EFE-NTF-11-003 “Construcción de la vía” especifica que para una categoría de

vía tipo 2, la vía deberá llevar enrieladura soldada, por lo que:

Se considera que la ejecución de la vía se hará con rieles soldados continuos (RSC)

de ciento veinte metros (120 m) o más de longitud, obtenidos mediante soldaduras

eléctricas en taller, siendo la longitud de la vía férrea no inferior a 300 m, medidos

entre los extremos de la barra o entre ejes de los aparatos de dilatación, si los

tuviera. Los requisitos de la vía férrea con rieles soldados cumplirá lo especificado

en el apartado 7.4 de la NT-01-01-01 “Construcción de la Vía Férrea”.

Los durmientes a utilizar con RSC pueden ser de madera o de hormigón equipados

con sujeción elástica del riel sobre los durmientes para que no permita ningún

deslizamiento.

La dotación de durmientes es de:

o 1.786 durmientes / km vía en vías con durmientes de madera.

o 1.666 durmientes / km vía en vías con durmientes de hormigón.

1.3.5. Rieles

El tipo de riel adoptado no tendrá relevancia en la comparativa económico-financiera

entre los durmientes de madera y hormigón, ya que será el mismo en ambos casos. Pese

a ello, a continuación se analiza el tipo de riel a adoptar según la normativa vigente.

En función de las “Recomendaciones de Diseño para Proyectos de Infraestructura

ferroviaria”, MIDEPLAN – SECTRA y en función de las normas AREMA, se considera que

el peso mínimo del riel a utilizar en proyectos ferroviarios debe ser 50 kg/ml, equivalente

a AREMA 100 RE o EFE tipo M.




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En el caso de que la carga máxima por eje fuese de 25 toneladas, para una velocidad de

circulación de 60 km/h de los trenes de carga, se obtiene según la fórmula propuesta por

la norma AREMA que el peso mínimo del riel a utilizar será de 53 kg/m l, por lo que se

propondría utilizar el tipo X, AREMA 115-RE.

1.3.6. Sujeciones

Las sujeciones son los elementos que mantiene unido el riel a los durmientes, y su misión

es absorber y transmitir correctamente los esfuerzos de todo tipo que circulan por los

rieles a los durmientes. Por ello, el requisito fundamental de la sujeción es que apriete el

riel en todo momento, para que no se produzcan movimientos de los mismos con

respecto al durmiente.

Así, deben garantizar el mantenimiento del ancho de vía, evitar el vuelco del riel,

asegurar el contacto entre el patín y el durmiente, impedir el movimiento longitudinal del

riel y en caso de que sea necesario (durmientes poco aislantes), proporcionar el

aislamiento eléctrico suficiente entre ambos hilos del riel (mediante la utilización de

algunas piezas de plástico intercaladas).

Se colocan más de 6.000 sujeciones en cada kilómetro de vía. Por ello, deben ser lo más

sencillas posible, con pocas piezas y fáciles de fabricar, instalar y apretar, de colocación

sencilla y precisa, de larga vida útil y fácil sustitución.

Las sujeciones empleadas en los durmientes de madera y de hormigón es la sujeción

elástica de clip tipo “e-clip” de “Pandrol”.

La base de este tipo de sujeción es una barra de acero, de elevada elasticidad y sección

casi siempre circular, plegada de tal modo que su deformación en el momento del

montaje de la sujeción proporciona una fuerza elástica, que es la utilizada para fijar el riel.

Esta pieza es denominada “clip”.




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Completa el sistema otro elemento fundamental que es el soporte, el cual tiene diversas

formas para adaptarse a los clips, con el objeto de poder sujetarlo al durmiente,

proporcionando la reacción necesaria a la fuerza elástica de aquél. Esta sujeción en general

no requiere regulación y mantiene siempre la misma fuerza de apriete sobre la zapata del

riel.

La sujeción “e-clip” de Pandrol está formada por los siguientes elementos:

Dos alojamientos de acero fundido, que se anclan en el durmiente de hormigón

en el momento de su fabricación, uno a cada lado de la ubicación del riel.

Dos clips elásticos, de sección circular, que proporcionan una presión

constante sobre la zapata del riel una vez en su posición.

Una placa elástica de amortiguación, que se coloca entre el riel y el durmiente.

Opcionalmente, dos aisladores de material sintético, que se colocan entre el

clip y el riel, para asegurar el aislamiento eléctrico del sistema.

En las fotos adjuntas se muestra el detalle de la sujeción “Pandrol” sobre durmiente

de hormigón dispuesta en la actual línea del Biotren entre Bio Bio y Lomas Coloradas.




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1.3.7. Espesor de Balasto

El espesor de balasto a utilizar para el mismo tráfico (categoría 2) varía en función del

tipo de durmiente. Según el gráfico de espesores de balasto y subbalasto de la gráfica

recogida en el punto 7.1 Estructura de la vía férrea, de la NT-01-01-01, se obtienen los

siguientes espesores bajo durmiente:

Durmiente de madera: espesor de balasto 0,20 cm

Durmiente de hormigón: espesor de balasto 0,30 cm

El espesor de subbalasto es de 25 cm en ambos casos.

Para poder comparar ambos durmientes desde el punto de vista económico-financiero, se

ha calculado el volumen de balasto a emplear en ambos casos para 1 m de vía, teniendo

en cuenta para dimensionar la banqueta de balasto un hombro de 1 m y un talud de

1:1,5.

Durmiente de madera: volumen de balasto por metro de vía 2,32 m3.

Durmiente de hormigón: volumen de balasto por metro de vía 1,47 m3.

1.3.8. Costes de mantenimiento y renovación

Los costes de mantenimiento y renovación de vía son dos elementos fundamentales de

cualquier análisis económico-financiero.

En el caso de la comparativa entre los costes de mantenimiento de una vía con riel

continuo soldado y durmientes de hormigón se dispone de mucha información, ya que es

una solución ampliamente extendida entre las vías principales de las distintas redes

ferroviarias. En el caso de la misma vía con durmientes de madera, no se dispone de

tanta información, por no ser una solución tan extendida. Es sabido que la vía con riel




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continuo soldado se comporta mejor con durmientes de hormigón por darle a ésta mayor

peso propio y rozamiento.

Según la encuesta RI 4/1978, realizada por AICF (Asociación Internacional del Congreso

de los Ferrocarriles) en 1976, tomando como valor 100 el de la vía montada con

durmientes de hormigón, se llegaba al siguiente cuadro:

Los datos obtenidos resultan muy representativos ya que se puede ver como los costes

de mantenimiento para una vía de categoría similar a la que nos ocupa aumentan en

función de la edad de la vía para durmientes de madera. Adicionalmente se puede ver

que los costes de mantenimiento para una vía eclisada o con juntas son notablemente

superiores.

Por tanto, bastaría determinar los costes de mantenimiento de una vía con riel continuo

soldado sobre durmientes de hormigón, para poder obtener los de la misma vía con

durmientes de madera e introducir dichos costes en el análisis económico –financiero.

Según el “Manual para la evaluación de inversiones de ferrocarril” de ADIF (Administrador

de Infraestructuras Ferroviaras en España), 2011. Los costes de mantenimiento de una

vía única sin electrificar se estiman en 28.000 €/km.




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Según el informe de Costes de Mantenimiento de la línea convencional Madrid –

Barcelona, presentado por la Dirección General de Planificación Estratégica de ADIF y

elaborado con datos obtenidos entre diciembre de 2006 y febrero de 2007, se estima que

los costes de mantenimiento inherentes a la propia vía (riel, durmientes, balasto y

pequeño material), resultan el 50 % de los costes totales.

A partir de los datos anteriores se han estimado los siguientes costes de mantenimiento

para el análisis comparativo económico-financiero expresados en Unidades de Fomentos

(UF):

Costes de mantenimiento de vía con durmientes de hormigón y

riel continuo soldado (UF/km)

Costes mantenimiento vía 409,71

Costes de mantenimiento de vía con durmientes de madera y riel

continuo soldado (UF/km)

Costes de mantenimiento vía con 10 años de edad 409,71

Costes de mantenimiento vía entre 10 y 15 años de edad 544,92

Costes de mantenimiento vía con más de 15 años de edad 635,05

Los costes de renovación será otro factor clave a tener en cuenta. Nuevamente según el

“Manual para la evaluación de inversiones de ferrocarril” de ADIF, 2011, el periodo de

renovación de los elementos de una vía de Alta Velocidad será el siguiente:

Elemento Vida útil

Riel 60 E 1 600 millones de Tf2

Durmientes de hormigón 50-60 años

Placas de asiento 600 millones de Tf2

Sistema de sujeción 600 millones de Tf2

Balasto 30 años




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En este caso no se está contemplando una vía de Alta Velocidad, pero resulta

representativo obtener la durabilidad de los rieles, placas de asiento y sistema de

sujeción según la carga bruta teórica circulante diaria (Tt), de 86.812 toneladas.

Elemento Vida útil Tf2/año

(millones)

Vida útil

(años)

Riel 60 E 1 600 millones de

Tf2 31,69 18,94

Durmiente de hormigón 50-60 años 50-60

Placas de asiento 600 millones de

Tf2 31,69 18,94

Sistema de sujeción 600 millones de

Tf2 31,69 18,94

Balasto 30 años 30

A efectos de comparación entre los costes de renovación de la vía con durmientes de

madera y de hormigón, los elementos comunes como rieles, placas de asiento y

sistema de sujeción no tendrán relevancia por ser comunes en ambos sistemas y

renovarse a la vez. Sí en cambio lo tendrá el Balasto, que en el caso del durmiente de

hormigón tendrá mayor volumen de renovación.

A efectos de la comparación económico - financiera se tendrán en cuenta las siguientes

hipótesis de renovación:

Renovación de rieles: año 20.

Renovación de balasto: año 30.

Renovación de durmientes de madera (según experiencia de EFE): año 20

Renovación de durmientes de madera (teórico): año 30.

Renovación de durmientes de hormigón: año 60.




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2. DURMIENTES DE MADERA

2.1. NORMATIVA TÉCNICA.

Las condiciones técnicas del suministro se atienen a lo dispuesto en la norma técnica

ferroviaria EFE NT-01-01-07, y lo que en ella no esté suficientemente definido se

complementará con lo establecido en las secciones 3.1 – 3.7 y apéndice 30-A-1 del

capítulo 30 del Manual para Ingeniería Ferroviaria de la Asociación de Ingeniería y

Mantenimiento Ferroviario Americana (AREMA).

En el caso de durmientes impregnados con creosota las características de la misma y del

procedimiento de impregnación, según lo especificado en el Manual AREMA, se atendrán

a lo especificado en los estándares ASTM D347-97;D246-04;D246_95e1_D368-

89(1995)e1;D391-94; y en los estándares AWPA P1/P13-09;P2-09;P3-09;P4-11;U1-

12;T1-12;M1 al M22 Y A1 al 92 del libro de estándares de la AWPA del año 2012 o última

versión disponible según lo recomendado en la norma técnica ferroviaria EFE-NT-01-01-

07.

Las especies forestales consideradas son todas las latifoliadas que crecen en el bosque

nativo y en plantaciones ratifícales entre las regiones 8ª y 10ª de la República de Chile,

aceptadas en la norma EFE-NT-01-01-07.

Las cosechas de los bosques que originen la madera requerida será obtenida bajo el

Decreto con Fuerza de Ley 701 (1974) y la Ley 20.283 (2009) “Sobre Recuperación del

bosque Nativo y Fomento Forestal” las cuales contemplan rigurosas medidas para la

protección, fomento y desarrollo de los bosques chilenos.




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Todo durmiente de madera fabricado debe ser obtenido bajo el control del Ministerio de

Agricultura, a través de la acción de la Corporación Nacional Forestal (CONAF),

asegurando un buen cuidado del medio ambiente.

La impregnación de los durmientes debe cumplir no solo con las disposiciones del

Ministerio de Salud y CONAMA, sino también con los estándares E.P.A. (Environmental

Protection Agency, USA)

La protección del medioambiente y de la salud humana debe estar garantizada toda vez

que el usuario de madera creosotada siga las instrucciones que se acompañan en la Hoja

de Seguridad del Producto, cuyas recomendaciones se atienen a lo establecido en los

siguientes estándares, normas y regulaciones:

EPA 739-R-08-007 (USA)

FDA 2001c 29CFR369.20 (USA)

OSHA 2001c 29CFR 195.1000 (USA)

OSHA 2001a 29CFR1926.55 (USA)

OSHA 2001b 29CFR1910.1000 (USA)

AWPA MA-11 (USA)

AWPA M20-12 (USA)

2.2. CARACTERÍSTICAS Y TIPOLOGÍA.

Los durmientes de madera deben cumplir con las siguientes funciones:

Asegurar la separación de los rieles, trocha, y mantener la distancia dentro de los

límites admitidos

Repartir sobre el balasto las cargas transmitidas por los rieles, teniendo en

cuenta:




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o que las cargas se reparten mejor, si los durmientes están más cercanos

entre sí, es decir, si la dotación de durmientes por kilómetro de vía férrea

es mayor.

o que la dotación de durmientes por kilómetro, o la distancia entre

durmientes sucesivos, es uno de los factores para determinar las cargas

que es capaz de soportar una vía férrea y su resistencia lateral,

determinando en particular los radios mínimos de curvas horizontales

compatibles con la colocación en vía soldada

o que la distancia entre dos durmientes sucesivos no puede ser inferior a

500 mm bajo la cual no sería posible realizar trabajos de bateo de los

durmientes

Deben tener la forma de un paralelepípedo recto, de sección transversal uniforme

y rectangular con caras y cantos planos, aristas rectas y caras extremas

perpendiculares al eje longitudinal del durmiente

2.2.1. Clasificación

El durmiente de madera se clasifica según:

el uso que tienen en la vía:

o durmiente común

o durmiente especial para desviadores

o durmiente especial para puentes




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su condición:

o durmiente nuevo: que no ha sido utilizado en la vía férrea,

o durmiente de reempleo: que ha sido retirado de la vía férrea y que puede

ser reutilizado con o sin reacondicionamiento previo. Según el tipo y

magnitud de trabajo que se requiera para su reutilización, se clasifica:

de reempleo Clase A: retirado de la vía férrea que cumple con las

condiciones mínimas de reempleo indicadas en el punto 6.2.8. de

la NT-01-01-03, sólo con el entarugado de sus agujeros y con un

eventual reemplantillado

de reempleo Clase B: que se pueden reclasificar en Clase A

después de sometido a reacondicionamiento, sin considerar el

entarugado de agujeros y reemplantillado.

o durmiente excluido: que ha sido retirado de la vía férrea y que no puede

ser reutilizado bajo ninguna circunstancia

el árbol de donde proviene:

o durmiente de roble

o durmiente de coigüe

o durmiente de ulmo

o durmiente de tineo

o otras

el tratamiento de preservación a que ha sido sometido:

o durmiente en bruto:

o durmiente impregnado en creosota: con tratamiento preservante de la

madera en base a mezcla de creosota y petróleo.

o Durmiente impregnado en sales Wolmanit




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o Durmiente impregnado en doble proceso: con tratamiento preservante de

la madera a base de sales Wolmanit u otra sal hidrosoluble, y luego a una

impregnación superficial a modo de sellado en base de mezcla de

creosota y petróleo.

2.2.2. Dimensiones

Las dimensiones deben ajustarse a los valores nominales que se indican en la siguiente

tabla:

TIPO DE DURMIENTE ANCHO (mm) ALTURA (mm) LONGITUD (m)

COMÚN 250 150 2,75

ESPECIAL

PARA DESVIADORES 250 150

3,00 3,25

3,50 3,75

4,00 4,25

4,50 4,75

5,00 5,25

ESPECIAL PARA

PUENTES 250 200

3,00 3,50

3,75 4,00

Las dimensiones consideradas para el presente proyecto son las siguientes:

Durmiente común: 275 cm x 25 cm x 15 cm

Durmiente de cambiavías: 300 cm – 525 cm x 25 cm x 15 cm

Durmiente para puentes: 355 cm x 25 cm x 15 cm




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2.2.3. Peso

Peso reducido en relación al resto de los durmientes existentes (hormigón y acero), lo

que hace que su manejo, transporte, colocación y conservación, e incluso pequeñas

correcciones del balasto sea barato y fácil:

Durmiente común de 2,75 m de coigüe: 70 kg

Durmiente común de 2,75 m de roble: 85 kg

Durmiente común de 2,75 m de tineo

o ulmo impregnado con creosota: 95 kg

2.2.4. Elasticidad

La madera es muy apropiada para la confección de durmientes por su buen índice de

elasticidad, el que se mantiene con los años de uso con poca disminución. El módulo de

elasticidad que tienen las maderas chilenas aptas para fabricar durmientes varía entre

80.000 a 140.000 kg/cm2.

En Europa se considera para los durmientes de roble, un módulo de elasticidad promedio

de 80.000 kg/cm2 con variación no mayor de un 10 %.

Esta característica le da una notable ventaja a la madera respecto a otros materiales

como el acero o el hormigón.

2.2.5. Características de Aislación Eléctrica

En general, la madera se considera como un dieléctrico, o mal conductor de la

electricidad. Sin embargo, la resistencia eléctrica de la madera presenta fuertes




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variaciones con los cambios en su contenido de humedad y variaciones menores según

su especie, densidad, dirección con relación a la fibra y temperatura.

En los ferrocarriles, la madera se usa en las vías sin necesidad de colocar otros

elementos aislantes para los servicios de señales y no se presentan anomalías aunque la

humedad sea alta.

2.2.6. Durabilidad

Los durmientes de madera han demostrado durante los dos siglos que lleva el ferrocarril

que son durables independientemente de que sean maderas tropicales o boreales.

La durabilidad frente a organismos xilófagos se consigue mediante la impregnación con

creosota.

Al protegerla con creosota el durmiente es estable y no tiene cambios dimensionales que

provoquen el movimiento del riel, además permite:

buena protección como biocida

bajo grado de corrosión de los metales en contacto

disminuye el fendado de la madera a la intemperie

alcanza altos grados de penetración retención en la madera

Tras haber sido cuestionado el uso de la creosota en durmientes de madera, la imagen

de la misma ha dado un giro a partir de 2011, donde la legislación europea avala el uso

de la misma para durmientes de ferrocarril:

ORDEN PRE 2666/2002 puesto que no hay contacto con la población

Anexo I de la Directiva de Biocidas 98/8/CE: que rige los biocidas que pueden

utilizarse en los estados miembros y sus usos




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DIRECTIVA 2011/71/UE mediante la que se incluye la creosota en el anexo I de la

Directiva de Biocidas 98/8/CE. Con esta revisión la creosota continúa siendo

adecuada para el tratamiento de la madera.

Por lo que con la impregnación de la madera se mejora notoriamente su durabilidad. En

Chile, durmientes de ulmo, coigüe y tineo impregnados con creosota han tenido una

duración superior a los 30 años, apartado 7.5.2.1..de las “Recomendaciones de diseño

para proyectos de Infraestructura ferroviaria” MIDEPLAN – SECTRA.

Considerando el mejor aprovechamiento de la madera y el beneficio económico que

significa su mayor durabilidad es recomendable que todos los durmientes de madera se

usen impregnados.

Con el fin de evitar el deterioro prematuro de los durmientes por grietas de desarrollo

longitudinal a partir de las cabezas, se refuerzan el extremo con dispositivos antigrietas,

que pueden ser un dispositivo metálico tipo S que se incrusta en las caras extremas del

durmiente, o una placa multiclavo, o un zuncho metálico que abrace con fuerza en cada

extremo del durmiente.

2.2.7. Suministro

Dependiendo de la cantidad de durmientes que sean necearías utilizar en un proyecto, y

del plazo de entrega, se suscita una problemática clara en las durmientes de madera. Si

bien la materia prima es suficiente para absorber una gran demanda de durmientes, el

periodo de impregnación de la madera marca un hándicap ya que para que la madera

funcione correctamente es necesario un periodo de al menos un año entre el impregnado

y secado. Como el stock de durmientes en algunos casos puede no llegara ser

suficientemente alto para satisfacer la demanda inmediata se puede producir que le

producto que se ofrece no este con la impregnación debida, o se retrase el suministro.




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Ante esa posibilidad, cabe la solución de importar durmientes impregnadas de otros

países. Para ello las empresas deben estar homologadas por EFE. El número de

empresas homologadas es bajo, y debido al transporte desde el país de origen a Chile, el

costo de la durmiente en este caso con una alta probabilidad sería mayor.

En el caso del proyecto Extensión Biotren a Coronel, el número de durmientes nuevas

que se prevé utilizar es alrededor de 66.500 unidades. Por supuesto en la actualidad no

hay en stock esa cantidad por lo que si la durmiente elegida para este proyecto fuese la

de madera, se suscitaría el problema de suministro en los plazos en los que la obra iba a

demandar el material.

2.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES

Como ventaja, no cabe duda que es en su sustitución, su poco peso, unos 70 kg son

fácilmente manejables por dos obreros, cosa que no ocurre con otros tipos de durmientes

con un peso 3 ó 4 veces superior. También tienen un buen comportamiento en

descarriles pues no se parten fácilmente. A continuación se enumeran las ventajas:

Gran elasticidad y resistencia a todos los esfuerzos, incluso los más grandes en

los choques: resulta de esto un rodamiento suave y silencioso y una gran

seguridad, tanto en los pequeños accidentes como en los provocados a altas

velocidades.

Sólida sujeción de los durmientes en la vía como consecuencia de la incrustación

del balasto en la cara de asiento del durmiente.

Peso reducido con relación al durmiente de hormigón, lo que hace que su manejo,

transporte, colocación y conservación, incluso pequeñas correcciones del nivel,

sea barato y fácil.

Gran aislamiento eléctrico, lo que hace innecesarias instalaciones suplementarias

costosas; su pequeña conductividad térmica hace que sea muy bajo el número de

roturas provocadas por las heladas.




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Pequeño porcentaje de roturas en el caso de descarrilamientos y fácil y total

recuperación de la mayor parte de las averiadas.

Es el durmiente ideal, desde el punto de vista militar, tanto en la construcción de

un ferrocarril de circunstancias como en la reparación de las existentes.

En el caso de catástrofe por derrumbamientos, desplazamiento de la vía u otras

causas, los durmientes son totalmente recuperables y la mayor reparación que

exigen es hacer un nuevo cajeo con corrimiento lateral del durmiente en la vía.

Gran duración, que tiende a aumentar de día en día con el empleo de antisépticos

cada vez más eficaces y de sistemas de sujeción del riel, que eviten el desgaste

innecesario del durmiente.

Posibilidad de utilizar en las vías secundarias los durmientes retirados de las vías

principales.

Experiencias de más de un siglo de duración con respecto a su comportamiento

en la vía.

Sin embargo, también presenta una serie de inconvenientes:

La madera supone un gasto en escalada creciente, escaso, caro y su vida media

es menor que la durmiente de hormigón.

La clavazón pierde con el tiempo su efectividad, esto provoca un mal

comportamiento en la conservación del ancho de vía.

Existe riesgo en el suministro que puede aumentar los plazos de entrega o

aumentar el precio en el caso de importación desde otros países.




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Tiene un comportamiento peor con riel continuo soldado que el durmiente de

hormigón. Interesa que la vía presente mayor resistencia al pandeo vertical y

transversal, por lo que el mayor peso de los durmientes de hormigón aumenta el

peso propio de la vía y el rozamiento con el balasto. Por otra parte, los radios

mínimos admisibles con durmiente de hormigón para un perfil de riel tipo D y perfil

de balasto normal es de 450 m, mientras que en el caso de durmiente de madera

es de 1.500. Si el perfil de balasto es reforzado, el radio mínimo con durmiente de

hormigón es de 400 m, mientras que con durmiente de madera sería de 500 m.

3. DURMIENTES DE HORMIGÓN

3.1. NORMATIVA TÉCNICA.

ALAF 5-022.- Norma de durmiente de hormigón monobloque

ALAF 5-023.- Norma de durmiente de hormigón bibloque

3.2. CARACTERÍSTICAS Y TIPOLOGÍA.

Para cumplir su función, los durmientes de hormigón, se debe considerar el material, las

funciones, el peso, la elasticidad que confiere a la vía, sus características aislantes y su

durabilidad. Las características de este hormigón tensado son:

El durmiente de hormigón pretensado o postensado tiene una vida útil en

servicio, superior al doble de los de madera, apartado 7.5.2.3. de las

“Recomendaciones de diseño para proyectos de Infraestructura ferroviaria”

MIDEPLAN – SECTRA.

Conserva a lo largo de toda la vía una notable constancia en sus condiciones

físicas.

La vía muestra una mayor resistencia a los desplazamientos en su plano.




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Se puede diseñar en la forma más conveniente para resistir los esfuerzos que

habrá de soportar en servicio.

Su costo es un poco mayor que el durmiente de madera tratada.

Para aislar eléctricamente los dos raíles es necesario usar piezas de aislamiento

especiales.

El manejo es más difícil a causa del peso elevado (más de 300 kg) y su relativa

fragilidad.

Presenta una debilidad estructural en su centro, debido a que su apoyo uniforme

en el balasto origina esfuerzos de tracción en su cara superior, con posibles

grietas en el hormigón.

En general se pide a los materiales un cemento de alta calidad, áridos de resistencia

elevada, silíceos y de tamaño uniforme. La resistencia a la compresión del hormigón

debe ser mayor de 550 kg/cm², y la tensión de ruptura del acero debe estar por encima

de 150 kg/mm².

3.2.1. Clasificación

El durmiente de hormigón se clasifica, según su constitución, en dos categorías:

Durmiente bibloque o mixto: constituido por dos bloques de hormigón armado

unidos por un travesaño metálico.

Durmiente monobloque: durmiente de hormigón armado pretensado constituido

por un solo bloque




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3.2.2. Utilización y fabricación

En relación a la utilización y fabricación de los durmientes de hormigón se deben

considerar las siguientes indicaciones:

Durmientes de hormigón bibloque

o en general es utilizado en vías férreas sobre plataformas de buena o muy

buena calidad

o es utilizado en vías soldadas, dado que ofrece una estabilidad lateral muy

grande (doble estribo).

o En todos los casos requiere un espesor de balasto bajo el durmiente

superior a 25 cm

o Resiste adecuadamente las inclemencias del tiempo y las condiciones

climáticas particulares adversas, sin embargo, el travesaño metálico le da

una resistencia mediana frente a la corrosión

o Las condiciones sencillas de fabricación y la posibilidad de recuperar rieles

retirados para constituir el travesaño, permiten la reutilización de parte de

los durmientes para ser empleada en otros a colocar en la construcción de

vías férreas con poca carga y sobre plataformas adecuadas.

Durmientes de hormigón monobloque

o deben ser utilizados prioritariamente sobre plataformas buenas o medias

o ofrece una estabilidad lateral superior a la de los durmientes de madera,

pero inferior a la de los durmientes de hormigón bibloque.

o En todos los casos, requiere un espesor de balasto no inferior a 20 cm

sobre una capa de subbalasto de espesor no inferior a 10 cm.

o Su fabricación, exclusivamente de tipo pretensado o postensado, es más

elaborada que la de los durmientes bibloque

o Sus dimensiones son comparables a la de los durmientes de madera




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3.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES

Las principales ventajas de los durmientes de hormigón pueden sintetizarse en:

Vida útil elevada, al no ser un elemento orgánico, como el durmiente de madera

El peso estabiliza más la vía.

Menor cantidad por kilómetro.

Menor costo de mantenimiento de la vía.

Menor costo de mantenimiento del material rodante.

Mejor absorción de los esfuerzos de rieles largos soldados.

Trocha y geometría constantes, menos descarrilamientos.

Admiten mayores velocidades de circulación.

No se queman, no sufren corrosión.

Pero aún con la multiplicidad de ventajas que hoy se observa en los durmientes de

hormigón, los opositores argumentan todavía algunos inconvenientes, que en casos

existieron en sus orígenes, pero que fueron convenientemente solucionados a lo largo de

los años:

Peso elevado – La mecanización de la instalación en substitución al cambio

manual de durmientes terminó con el problema de peso elevado, quedando

solamente los beneficios que el peso aporta a la estabilidad de la vía y la facilidad

para el uso de los rieles largos.

Descarrilamientos quiebran los durmientes – Pueden ocurrir en accidentes muy

importantes, pero una vía más estable y los equipos de detección y de control de

la vía y del material rodante, limitan y/o evitan los descarrilamientos.

Defectos en los rieles quiebran los durmientes – Mucho más comunes en

durmientes bibloques. Este problema está resuelto con la utilización de plantillas

amortiguadoras, entre el riel y el durmiente, existentes en el mercado y con

diferentes niveles de amortiguación.




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4. ANALISIS COMPARATIVO.

4.1. ANÁLISIS CUALITATIVO

Desde un punto de vista cualitativo, las ventajas e inconvenientes de los durmientes de

madera y hormigón han sido descritas en los puntos 2.3 y 3.3. A modo de resumen, se

podría concluir lo siguiente:

Los durmientes de hormigón presentan la principal ventaja de su mejor

comportamiento con el riel continuo soldado, debido a su mayor peso. Esto le

otorga a la vía un mayor peso propio y rozamiento, lo que mejora su

comportamiento frente a pandeo vertical y horizontal. Este último es el más

relevante y se traduce en que la vía con durmiente de hormigón permite menores

radios de curva que la vía con durmientes de madera.

Otro factor que favorece al durmiente de hormigón frente al de madera es que

mantiene sus propiedades físicas a lo largo de toda su vida útil. No ocurre lo

mismo con el durmiente de madera, más sensible a deterioros causados por el

tráfico, lo que altera las condiciones iniciales de la vía (ancho de vía, apriete de

las sujeciones, etc). Este hecho no solo afecta a la durabilidad del durmiente y del

resto de elementos de la vía, sino que tiene gran influencia en el confort percibido

por el viajero y en el deterioro del material móvil.

Por último, cabe destacar el riesgo en el suministro que pueden presentar las

durmientes de madera, dado los periodos necesarios para la impregnación. Este

hecho puede alargar los plazos de entrega o aumentar el precio en el caso de

importación desde otros países.

La tendencia actual indica que las nuevas líneas férreas con tráficos relevantes montan

riel continuo soldado con durmiente de hormigón pretensado o postesado, lo cual viene a

corroborar el análisis cualitativo realizado.




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4.2. ANÁLISIS ECONÓMICO - FINANCIERO

Para realizar el análisis económico-financiero hay que poder cuantificar los siguientes

costes:

Costes iniciales

Costes de mantenimiento

Costes de renovación

Para con ellos construir el consiguiente modelo económico financiero.

A continuación se adjuntan las cuantificaciones realizadas.

4.2.1. Costo de Inversión

Se ha tenido en cuenta el costo de inversión para los durmientes por kilómetro de vía

provenientes de las cotizaciones realizadas tal y como se ha descrito en el punto 1.3.1.

Todas las cotizaciones incluyen el Impuesto al Valor Agregado (IVA).

ud coste

(UF/ud) coste(UF) Observaciones

Durmientes de hormigón,

incluido sujeciones 1666 2,42 4032

cotización de EFE suministro

Santiago-Rancagua

Durmientes de madera,

incluido sujeciones 1786 1,86 3318

cotización Mardones BPB

(Yumbel, a 66 km de

Concepción)




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Dado que el volumen de balasto será diferente para una vía con durmientes de madera

que de hormigón, se ha obtenido el coste del balasto por kilómetro de vía para cada

tipo de durmiente.

m3 coste

(UF/m3) coste(UF) Observaciones

Coste de balasto para

durmiente de hormigón 2317 1,13 2620


Santiago-Rancagua

Coste de balasto para

durmiente de madera 1470 1,13 1662


Santiago-Rancagua

Para componer el precio se ha añadido el coste del riel por kilómetro de vía.

m coste

(UF/m) coste(UF) Observaciones

Coste de riel para

durmiente de hormigón 2000 2,47 4941


Santiago-Rancagua

Coste de riel para

durmiente de madera 2000 2,47 4941


Santiago-Rancagua

A continuación se muestra la inversión en el primer año por kilómetro de vía teniendo

en cuenta durmientes, rieles y balasto.

L (km) Coste (UF)

Vía con durmientes de hormigón 1 11593

Vía con durmientes de madera 1 9921




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4.2.2. Costes de mantenimiento

El cálculo de los costes de mantenimiento ha sido descrito en el punto 1.3.8 y se

presentan de nuevo a continuación:

Costes de mantenimiento de vía con durmientes de hormigón y

riel continuo soldado (UF/km)

Costes mantenimiento vía 409,71

Costes de mantenimiento de vía con durmientes de madera y riel

continuo soldado (UF/km)

Costes de mantenimiento vía con 10 años de edad 409,71

Costes de mantenimiento vía entre 10 y 15 años de edad 544,92

Costes de mantenimiento vía con más de 15 años de edad 635,05

4.2.3. Vida útil considerada

A efectos de la comparación económico - financiera se tendrá en cuenta la siguiente vida

útil para los elementos que forman la vía:

Vida útil de rieles: año 20.

Vida útil de balasto: año 30.

Vida útil de durmientes de madera (según experiencia de EFE): año 20

Vida útil de durmientes de madera (teórico): año 30.

Vida útil de durmientes de hormigón: año 60.

4.2.4. Costes de renovación por tipo de durmiente

Según las hipótesis descritas en el apartado 1.3.8 se obtienen los siguientes costes de

renovación:




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


Renovación vía soldada y durmiente de madera (vida útil 20

años) Año

Coste

(UF/km)

Renovación de durmiente y carril 20 8259 Renovación de balasto 30 1662 Renovación de durmiente y carril 40 8259 Renovación de balasto, durmiente y carril 60 9921 Renovación vía soldada y durmiente de madera (vida útil 30

años) Año

Coste

(UF/km)

Renovación de carril 20 4941 Renovación de balasto y durmiente 30 4980 Renovación de carril 40 4941 Renovación de balasto, durmiente y carril 60 9921 Coste vía soldada y durmiente de hormigón monobloque

(vida útil 60 años) Año

Coste

(UF/km)

Renovación de carril 20 4941 Renovación de balasto 30 2620 Renovación de carril 40 4941 Renovación de balasto, durmiente y carril 60 11593

4.2.5. Modelo económico financiero

Para poder proceder a la comparativa económico-financiera se ha realizado un modelo

que contempla los costes iniciales, los costes de mantenimiento y los costes de

renovación a lo largo de 60 años, coincidiendo con la vida útil de los durmientes de

hormigón.




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


Para proceder a la comparación de costes, se han calculado los Valores Actuales Netos

con una tasa de descuento del 6% según indicación de EFE.

Con estas hipótesis se obtiene la siguiente gráfica, que muestra la evolución de los

costes actuales netos acumulados a lo largo de los 60 años de la inversión para 1 km de

vía con durmientes de madera y hormigón respectivamente:

Como se puede ver en la gráfica, la vía con durmiente de madera tiene un menor coste

inicial por ser más barata que la de hormigón, si bien los mayores costes de

mantenimiento y la menor vida útil del durmiente de madera, hacen que en el año 60 de

vida útil de la infraestructura, los costes para la vía con durmientes de hormigón sea

ligeramente inferiores.




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


A continuación se presenta el VAN, sensibilizando la Vida útil de los durmientes de

madera a 20 y 30 años y los durmientes de hormigón a 60 años, con una tasa de

descuento del 6%.

Vía soldada y durmiente de madera (vida útil 20 años)

VAN (6,00%) = UF -21.528

Vía soldada y durmiente de madera (vida útil 30 años)

VAN (6,00%) = UF -21.177

Vía soldada y durmiente de hormigón monobloque (vida útil 30 años)

VAN (6,00%) = UF -21.043

En el anexo número 1 se adjunta la planilla de costes para cada uno de los años de vida

útil y para las tres hipótesis consideradas.

5. RECOMENDACIÓN

Según los resultados del análisis comparativo cualitativo y económico-financiero la

solución más favorable es en ambos casos la vía con durmientes de hormigón.

Respecto al análisis económico-financiero cabe destacar que el modelo utilizado es

sensible a dos factores fundamentalmente:

La tasa de descuento empleada. Para tasas inferiores al 6% la solución con

durmientes de hormigón sería aún más favorable, si bien, para una tasa del 7% y

superiores, la solución con durmientes de madera resultaría la más favorable.

Los costes de mantenimiento empleados. Valores mayores producen una mayor

diferencia a favor de los durmientes de hormigón.

Pese a la alta sensibilidad del modelo a las variaciones anteriormente mencionadas, hay

que tener en cuenta que en el año 60 se partiría de una situación de equilibrio, con dos

vías renovadas. Si el periodo de análisis se extendiese hasta los 100 años, como




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


tiempo de vida útil de la infraestructura, las ventajas económico-financieras se

acentuarían para el caso del durmiente de hormigón.

Se puede concluir, por tanto, que para una vía de las características de tráfico

analizado y con una vida útil de la infraestructura en el entorno de los 100 años, la

solución más favorable es la de durmiente de hormigón pretensada o postesada.




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


ANEXO 1: PLANILLA CON DATOS DE LA EVALUACIÓN

PRIVADA




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


AÑO

COSTOS DURMIENTES DE MADERA (20 AÑOS)

Flujo Proyecto (UF) Coste de

Inversión (UF)

Costos Mantenimiento

(UF)

Costos Renovación (UF)

2013 9921 0 0 -9921

2014 0 410 0 -410

2015 0 410 0 -410

2016 0 410 0 -410

2017 0 410 0 -410

2018 0 410 0 -410

2019 0 410 0 -410

2020 0 410 0 -410

2021 0 410 0 -410

2022 0 410 0 -410

2023 0 410 0 -410

2024 0 545 0 -545

2025 0 545 0 -545

2026 0 545 0 -545

2027 0 545 0 -545

2028 0 545 0 -545

2029 0 635 0 -635

2030 0 635 0 -635

2031 0 635 0 -635

2032 0 635 0 -635

2033 0 635 8.259 -8894

2034 0 410 0 -410

2035 0 410 0 -410

2036 0 410 0 -410

2037 0 410 0 -410

2038 0 410 0 -410

2039 0 410 0 -410

2040 0 410 0 -410

2041 0 410 0 -410

2042 0 410 0 -410

2043 0 410 1.662 -2072

2044 0 545 0 -545

2045 0 545 0 -545

2046 0 545 0 -545




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


AÑO



Inversión (UF)


(UF)


2047 0 545 0 -545

2048 0 545 0 -545

2049 0 635 0 -635

2050 0 635 0 -635

2051 0 635 0 -635

2052 0 635 0 -635

2053 0 635 8.259 -8894

2054 0 410 0 -410

2055 0 410 0 -410

2056 0 410 0 -410

2057 0 410 0 -410

2058 0 410 0 -410

2059 0 410 0 -410

2060 0 410 0 -410

2061 0 410 0 -410

2062 0 410 0 -410

2063 0 545 0 -545

2064 0 545 0 -545

2065 0 545 0 -545

2066 0 545 0 -545

2067 0 545 0 -545

2068 0 635 0 -635

2069 0 635 0 -635

2070 0 635 0 -635

2071 0 635 0 -635

2072 0 635 0 -635

2073 0 635 9.921 -10556




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


AÑO


Flujo Proyecto (UF)

Coste de Inversión (UF)


(UF) Costos

Renovación (UF)

2013 9921 0 0 -9921

2014 0 410 0 -410

2015 0 410 0 -410

2016 0 410 0 -410

2017 0 410 0 -410

2018 0 410 0 -410

2019 0 410 0 -410

2020 0 410 0 -410

2021 0 410 0 -410

2022 0 410 0 -410

2023 0 410 0 -410

2024 0 545 0 -545

2025 0 545 0 -545

2026 0 545 0 -545

2027 0 545 0 -545

2028 0 545 0 -545

2029 0 635 0 -635

2030 0 635 0 -635

2031 0 635 0 -635

2032 0 635 0 -635

2033 0 635 4941 -5576

2034 0 635 0 -635

2035 0 635 0 -635

2036 0 635 0 -635

2037 0 635 0 -635

2038 0 635 0 -635

2039 0 635 0 -635

2040 0 635 0 -635

2041 0 635 0 -635

2042 0 635 0 -635

2043 0 635 4980 -5615

2044 0 410 0 -410

2045 0 410 0 -410




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


AÑO


Flujo Proyecto (UF)

Coste de Inversión (UF)


(UF) Costos

Renovación (UF)

2046 0 410 0 -410

2047 0 410 0 -410

2048 0 410 0 -410

2049 0 410 0 -410

2050 0 410 0 -410

2051 0 410 0 -410

2052 0 410 0 -410

2053 0 410 4941 -5351

2054 0 545 0 -545

2055 0 545 0 -545

2056 0 545 0 -545

2057 0 545 0 -545

2058 0 545 0 -545

2059 0 635 0 -635

2060 0 635 0 -635

2061 0 635 0 -635

2062 0 635 0 -635

2063 0 635 0 -635

2064 0 635 0 -635

2065 0 635 0 -635

2066 0 635 0 -635

2067 0 635 0 -635

2068 0 635 0 -635

2069 0 635 0 -635

2070 0 635 0 -635

2071 0 635 0 -635

2072 0 635 0 -635

2073 0 635 9921 -10556




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


AÑO

COSTOS DURMIENTES DE HORMIGÓN


Inversión (UF)


(UF)


2013 11593 0 0 -11593

2014 0 410 0 -410

2015 0 410 0 -410

2016 0 410 0 -410

2017 0 410 0 -410

2018 0 410 0 -410

2019 0 410 0 -410

2020 0 410 0 -410

2021 0 410 0 -410

2022 0 410 0 -410

2023 0 410 0 -410

2024 0 410 0 -410

2025 0 410 0 -410

2026 0 410 0 -410

2027 0 410 0 -410

2028 0 410 0 -410

2029 0 410 0 -410

2030 0 410 0 -410

2031 0 410 0 -410

2032 0 410 0 -410

2033 0 410 4941 -5351

2034 0 410 0 -410

2035 0 410 0 -410

2036 0 410 0 -410

2037 0 410 0 -410

2038 0 410 0 -410

2039 0 410 0 -410

2040 0 410 0 -410

2041 0 410 0 -410

2042 0 410 0 -410

2043 0 410 2620 -3029

2044 0 410 0 -410

2045 0 410 0 -410




18XXX ‐ EFE 0503‐ANA‐007‐SUP‐001‐B


AÑO

COSTOS DURMIENTES DE HORMIGÓN


Inversión (UF)


(UF)


2046 0 410 0 -410

2047 0 410 0 -410

2048 0 410 0 -410

2049 0 410 0 -410

2050 0 410 0 -410

2051 0 410 0 -410

2052 0 410 0 -410

2053 0 410 4941 -5351

2054 0 410 0 -410

2055 0 410 0 -410

2056 0 410 0 -410

2057 0 410 0 -410

2058 0 410 0 -410

2059 0 410 0 -410

2060 0 410 0 -410

2061 0 410 0 -410

2062 0 410 0 -410

2063 0 410 0 -410

2064 0 410 0 -410

2065 0 410 0 -410

2066 0 410 0 -410

2067 0 410 0 -410

2068 0 410 0 -410

2069 0 410 0 -410

2070 0 410 0 -410

2071 0 410 0 -410

2072 0 410 0 -410

2073 0 410 11593 -12002

Documents

Ingeniería de Detalle Proyecto Extensión Biotren a Coronel · 2015-06-09 · ventajas y por lo tanto serán la base del presente análisis comparativo. Tanto los durmientes de madera