Untitled - Pontificia Universidad Católica de Chile

Ana María Carvajal
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
ANÁLISIS DE LAS NORMAS CHILENAS RELACIONADAS CON
CORROSIÓN DE ACERO Y SU PROTECCIÓN
AUTORA: Ana María Carvajal
Pontificia Universidad Católica de Chile
Escuela de Construcción Civil
[email protected]
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo fue hacer un diagnóstico sobre las
medidas de prevención, control y mantenimiento que se tienen en Chile
para el buen funcionamiento de las estructuras de acero descubierto o
de hormigón armado, relacionado con el riesgo de corrosión.
El punto de partida del estudio, fue el análisis de las normas chilenas
que tienen relación directa o indirecta con la corrosión de acero1.
Posteriormente se investigó sobre las fallas más frecuentes en las
estructuras portuarias de Chile, en donde se ha debido destinar
importantes recursos monetarios a la reparación de estas instalaciones
dañadas por corrosión.
ABSTRACT
The object of the present paper was to diagnose about the
measurements for prevention, control and maintenance that have been
applied in Chile for the acceptable performance of the exposed steel
structures or reinforced concret, in relation with the risk of corrosion.
The first step was to analyse chilean standards that have direct or
indirect relation with the steel corrosion.
Afterwords, the more frecuent failures in port estructures in Chile were
investigated, where important amounts of money are expended to repair
corrosion damaged structures.
1
Ana María Carvajal
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
estructura
carece
de
mantenimiento
periódico, por lo cual hay pérdida de vidas
humanas y de recursos cuando estas
estructuras colapsan por corrosión.
INTRODUCCIÓN
Aunque desde fines del siglo XIX se usa el
hormigón armado
como material de
construcción, el conocimiento de patologías
como la corrosión del acero, la degradación
del hormigón que lo protege debido a la
carbonatación, a la acción de sulfatos, a las
reacciones árido- álcalis ó a la presencia de
ácidos, por nombrar las más comunes, aún lo
desconoce
un
alto
porcentaje
de
profesionales del área, a nivel mundial.
Surge entonces como primera con-secuencia
analizar las normas chilenas que tienen
relación con el acero y el hormigón armado,
con el fin de saber si son suficientes o se
debe trabajar a nivel nacional para lograr un
mayor control sobre las construcciones que
se realizan en nuestro país.
Esta situación se debe en gran medida a que
el análisis de los defectos en la construcción
no corresponde sólo al ámbito de ingeniería,
construcción o arquitectura, sino que
involucra otras áreas de gran importancia
como la química, geología, física y
metalurgia, entre otras.
Del universo de normas chilenas que existen
en
el
INN
(instituto
Nacional
de
Normalización) relativos a construcción, se
han elegido las que den alguna información
sobre el tema corrosión.
Su extracto relativo al problema se indica a
continuación1:
Este desconocido carácter Interdisciplinario
que tiene el estudio de las patologías del
hormigón ha sido quizás la causa del retraso
de la puesta en marcha de las distintas
medidas de evaluación, mantenimiento, y
desarrollo de medidas de protección a las
distintas obras de hormigón armado.
NCh 163 Of 79
Áridos para morteros y
hormigones. Requisitos
generales:
Máx Cl
En Chile ciertamente se ha avanzado en ese
aspecto, pero se debe intentar mejorar lo
deficitario impartiendo el conocimiento de
temas como éstos en las universidades y
capacitando a los profesionales del área, ya
que existe un vacío en cuanto a medidas de
control, protección y mantenimiento de las
edificaciones tanto de acero a la vista como
recubierto.
SO4
S
–2
–2
-
solubles en agua
3
(K/m )
1,20 Hormigón armado
0,25 Hormigón pretensazo
0,60
oxidables, max
1,80
Carbono y lignito
oxidables para hormigón
a la vista
0,5
Carbono y lignito para
todo otro
1,0
DESARROLLO
El uso del acero en Obras Públicas y Civiles
es muy variado, pudiendo estar asociado al
hormigón como armadura, o bien como
estructura metálica descubierta.
Entre los usos más corrientes, se puede citar:
Edificación de obras con estructura metálica.
Puentes. Pasarelas peatonales. Ductos.
Plataformas marinas. Estructuras portuarias
Nota3.- “Para cuantificar el contenido de Clse debe considerar el aporte proporcional de
la arena y la grava en 1 m3 de hormigón
elaborado.
Cuando haya aporte de Cl- de los demás
componentes del hormigón (agua de
amasado, cemento, aditivos) los límites de la
tabla deben considerar también dichos
aportes”.
Es lamentable que estas estructuras fallen en
forma catastrófica, ya que cuando se trata de
procesos de corrosión el problema no es
visible en un alto porcentaje, o si lo es, puede
que no sea detectado a tiempo si la
2
Ana María Carvajal
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
Nota 4 “Para cuantificar el contenido de
SO4–2 y S-2 oxidables, se debe considerar el
aporte proporcional de la arena y la grava en
1 m3 de hormigón. Cuando haya aportes de
SO4 –2 y/o S-2 de los demás componentes del
hormigón (excluyendo el cemento) los límites
deben considerar también dichos aportes”.
G1.- “La protección del hormigón contra el
ataque de los sulfatos, o de otros elementos
de carácter químico o similar se logra
fundamentalmente con una excelente calidad
de
su
fabricación,
alta
densidad,
homogeneidad, con baja razón aguacemento, y con el empleo de cementos
adecuados. En este sentido, el aire
incorporado es beneficioso, por cuanto
permite reducir la razón agua- cemento
mencionada”
Nota 5 “el límite de S-2, está basado en el
comportamiento de áridos de la zona central
del país, los cuales, con contenidos similares
de S-2, no han presentado reacciones
perniciosas en servicio”.
G3.- El hormigón que deba ser impermeable
o vaya a estar expuesto a ciclos de hielodeshielo, debe dosificarse de acuerdo con lo
especificado en 5.3.2 de la norma (*)
(*) 5.3.2 La determinación de la razón aguacemento por durabilidad se debe hacer
según la tabla 1
Nota 6 “Siempre que existe riesgo de
corrosión
de
armaduras
y/o
desintegración
del
hormigón,
es
necesario
establecer
en
las
especificaciones
técnicas
las
precauciones
necesarias
para
su
protección (NCh 170, H). Al efecto, es
recomendable asesorarse por entidades y
personas especializadas en el tema”.
Tabla 1:
Máxima razón agua cemento
en casos de exposición severa
Estructura
continua
o
frecuentemente húmeda o
expuesta a hielo – deshielo
Nota 7 “El ensayo es optativo (de SO4 –2 y
S -2) con cualquiera de ambas sales. En caso
de incumplimiento se recomienda decidir
sobre la base de ensayo de congelación y
deshielo sobre probetas de hormigón
aceptando una pérdida de masa igual o
menor al 25% en 300 ciclos. (Ver anexo E)”.
Anexo E: Se recomienda emplear las
siguientes normas mientras no haya chilenas:
• Carbono y lignito: ASTM C 123
• Congelación y deshielo: USBR
• Reactividad potencial. Método Químico:
ASTM C 285
• Nota del autor: (Las normas ASTM C 123
y C 285 se refieren a análisis de Carbono
y lignito)
Estructura expuesta a
aguas
agresivas
en
contacto con el suelo o
ambiente marino.
0,45
(secciones delgadas
(e< 20 cm.) y
secciones con
recubrimiento
menores que 2 cm.)
0,40
0,50
toda otra estructura
0,45
G 5. -“No debe usarse CaCl2 en la fabricación
de hormigón que vaya a estar severa o muy
severamente expuesto a soluciones que
contienen sulfatos, tal como se establece en
la tabla 2”.
Tabla 2:
-2
Exposición al
-2
SO4
Nch 170 Of 85
SO4 soluble
en H2O en el
suelo %p/p
SO4 en H2O
mg/l
0,00- 0,10
0-150
más de 2,00
más de 10.000
-2
Despreciable
Hormigón: requisitos generales
Definiciones: Hormigón es un material que
resulta de la mezcla de agua, arena, grava,
cemento y eventualmente aditivos y
adiciones, en proporciones adecuadas que,
al fraguar y endurecer, adquiere resistencia.
Aditivos: materiales activos agregados al
hormigón en pequeñas cantidades.
Moderada
(agua de mar)
Severa
Muy severa
G 6. - “Para la protección contra los efectos
de la corrosión, la concentración de ión Cl-
En el anexo G de NCh 170:
3
Ana María Carvajal
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
- Recubrimientos protectores.
soluble en agua presente en el hormigón, a la
edad de 28 días, proveniente del agua, los
áridos, del cemento o de los aditivos, no
debe exceder los límites de la tabla 3”.
1. - Los elementos de una estructura que
estén sucios u oxidados deberán ser
limpiados empleando escobilla metálica,
esquirlas de acero, sopletes limpiadores,
decapado con ácido u otro procedimiento
equivalente.
Tabla 3:
Cantidad máxima de Cl como
protección contra la corrosión
-
Tipo de elemento
Contenido máx de Cl
soluble en agua en el
3
Hormigón (kg Cl / m )
Hormigón pretensado
0,25
Hormigón armado
1,20
Enseguida toda la estructura se recubrirá por
algún método aceptado con una capa de
material especial que impida la oxidación del
acero. El sistema que se emplee será
elegido de común acuerdo por el cliente y
el fabricante y se ceñirá en general a las
normas correspondientes.
Si el método elegido es la protección por
pinturas se observarán las precauciones
descritas en los párrafos siguientes.
G 7. - Cuando el hormigón armado vaya a
estar expuesto a sales descongelantes, agua
salobre, agua de mar o a neblina proveniente
de estas fuentes, su dosificación debe
atenerse a lo establecido en 5.3.2 (*) de la
norma, y a las protecciones superficiales
especificadas en la norma NCh 430.
2. - Las superficies que sean accesibles
después de armada la estructura se pintarán
previamente con dos manos de pintura
anticorrosivo
después
de
limpiarlas
debidamente.
No será necesario pintar las superficies de
recintos
que
quedarán
cerradas
herméticamente de modo que no exista
posibilidad de renovación de oxígeno ni de
penetración de humedad.
(*) 5.3.2 La determinación de la razón agua
cemento por durabilidad se debe hacer
según tabla 1 (antes escrita)
Anexo H NCh 170
H 5 Prohibiciones
No se pintarán las superficies de contacto de
uniones de taller, ni aquellas que van a estar
embebidas en hormigón.
H 5.1 Se prohibe la limpieza y tratamiento de la superficie de la junta de
hormigonado con ácidos o productos
corrosivos para el hormigón o para el
acero de las armaduras
3. - Las piezas remachadas o soldadas no se
pintarán sino después de que hayan sido
aprobadas por la inspección.
4. - Las cabezas de remaches coloca-dos en
faena se limpiarán y se cubrirán con una
mano de material anticorrosivo antes de
pintar.
NCh 428 Of 57
Ejecución de construcciones de acero.
Se establece las condiciones mínimas que
deben cumplirse en la ejecución de las
construcciones corrientes de acero al
carbono, incluso las de acero cobreado.
5. - No se pintará sobre superficies húmedas
o escarchadas.
6. - Los materiales empleados como
elementos anticorrosivos y pinturas deberán
cumplir con las normas correspondientes.
Se recomienda usar como anticorrosivo un
recubrimiento químicamente inhibitivo de la
4
Ana María Carvajal
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
corrosión el que deberá ser cubierto a su vez
en un plazo no mayor de 3 meses por una
mano o más de pintura de terminación para
que no pierda su eficiencia.
NCh 1079 Of 77
Arquitectura y construcción- Zonificación
climático
habitacional
para
Chile
y
recomendaciones
para
el
diseño
arquitectónico.
(Temperatura medida a: 12; 18; 24 hora de
Greenwich).
Clasificación de nueve zonas, no incluye
territorio
Antártico,
Isla
de
Pascua,
archipiélago Juan Fernández, Islas Salas y
Gómez, San Félix y San Ambrosio. Contiene:
a) localidades más importantes
b) temperatura media, oscilación diaria
c) soleamiento: horas/sol
d) humedad relativa
e) precipitaciones (mm)
f) heladas
g) nieve (días/ año)
h) salinidad atmósfera- suelo (sí ó no)
i) altura (m)
Además: Protección contra el sol: orientación
de muros que requieren protección.
NCh 859 Of 72
Acero- alambres desnudos sin tensiones
internas para tendones para hormigón
pretensado.
Especificaciones.
Presentación:
Se aceptará la presencia
de oxidación
superficial que no cause socavaciones o
porosidad notable a simple vista.
NCh 925
Acero: tubos y piezas especiales para agua
potable.
Protección
por
revestimiento
bituminoso
1.3 Esta norma no se aplica a situaciones
especiales de corrosión (agua, terreno,
ambiente, etc.) casos en que la autoridad*
competente exigirá justificación de la
protección
NCh 1125 Of 76
Requisitos que deben cumplir las piezas de
fundición gris austenítica de hierro.
Se aplica a las piezas que se destinan para
usos en que es esencial la resistencia al
calor, a la corrosión y al desgaste para usos
especiales.
Composición química: C (2,4- 3 %), Si, Mn,
S, Cu, Ni, Cr., (todas están en la norma)
Autoridad: La que tiene atribuciones para
velar por la aplicación y cumplimiento de
leyes, reglamentos y normas
Los tubos y piezas especiales de acero se
protegerán
contra
la
corrosión
por
revestimientos bituminosos como sigue:
Interior:
Exterior:
1) En frío
2) En caliente por centrifugación
NCh 1159 Of 77
Acero estructural de alta resistencia y baja
aleación para construcción.
1) Aplicación en frío
2) En caliente
3) En caliente más envoltura de
fieltro de vidrio
4) Capa de lechada de cal
Los aceros de alta resistencia y baja aleación
se usan en aquellos elementos en que es
importante obtener una economía en el peso
o una resistencia adicional a la corrosión
atmosférica. Estos aceros tienen una
resistencia a la corrosión atmosférica
equivalente al doble de la de un acero al
carbono con cobre y equivalente al cuádruple
de la de un acero al carbono sin cobre (Cu
máx: 0,02%)
4.4: Espesor exterior 2,5 mm
La lechada de cal protege de la acción de
algunos terrenos.
Se prepara con: 250 litros de agua, 5 litros de
aceite de linaza cocido, 90 kilos de cal viva y
6 kilos de sal
5
Ana María Carvajal
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
Requisitos químicos:
Cloruros:
En hormigón armado
En hormigón tensado
La técnica de soldadura en estos aceros
es de fundamental importancia y se
subentiende que el procedimiento de
soldadura se hará de acuerdo con
métodos calificados.
Sulfatos solubles:
Todo hormigón
(NCh 420)
Alcance y campo de aplicación
1.1 Esta norma establece los requisitos que
deben cumplir los productos de acero de alta
resistencia y baja aleación laminados en
caliente.
-
1,2
0,25
-
0,600
NORMAS QUE TIENEN UNA RELACIÓN
INDIRECTA
NCh 158 Of 67
Cementos: ensayos de flexión y compresión.
1.2 Se aplica a los productos planos, a los
perfiles y a las barras que se empleen en
construcciones
estructu-rales
soldadas,
apernadas o remacha-das.
NCh 203 Of 77
Aceros al carbono, requisitos.
1.3 Grado de acero Y 49- 35 ES
NCh 205 Of 69
Aceros: barras reviradas para hormigón
armado.
Nch 1498 Of 82. Hormigón.
Agua de amasado. Requisitos
NCh 402 Of 83
Tuberías y accesorios
4.1 Agua potable se puede usar si no se
contamina antes de su uso.
NCh 409 Of 84
Agua potable. Requisitos
4.2 Se permite empleo de agua de mar sólo
en hormigones simples de resistencia
característica a la compre-sión inferior a 15
Mpa (150 Kgf/cm2) siempre que no exista
otra fuente disponible de agua.
NCh 434 Of 70
Barras de acero de alta resistencia en obras
de hormigón armado.
NCh 532 E Of 69
Acero: planchas acanaladas de
zincado para tubos. Especificaciones
4.3 No se permite agua que contenga azúcar
(sacarosa, glucosa, etc.).
4.4 De otro origen siempre que se cum-plan
los requisitos mínimos de tabla 4.
acero
NCh 860 Of 72
Acero, cordones desnudos sin tensiones.
TABLA 4:
Requisitos Mínimos
NCh 990 Of 73
Tubería y piezas especiales de acero.
NCh
pH
NCh 413
Sólidos en suspensión (mg/l) < 2.000
NCh 416
Sólidos disueltos * mg/l <15.000
NCh 416
Materia orgánica mg/l <5
anexo 12
NCh 2281 Of 95
Aditivos para hormigón, métodos de ensayo.
Se puede hacer por conductancia eléctrica
específica
6
Ana María Carvajal
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
Se analizan los componentes químicos del
agua de mar en esa zona de Chile,
concluyéndose que estos componentes son
tan variados, que es preferible hacer medidas
de resistividad del agua de mar, para tener
información sobre la agresividad de éste.
1.2
CORROSIÓN
PROMEDIO
REPRESENTATIVA EN CHILE
Ciudad
Arica
Índice de
Corrosión
(um/año)
38
Tipo de zona
costera desértica
Huasco
También se tuvo en cuenta el posible ataque
de bacterias anaeróbicas del tipo sulfato
reductoras, debido a la presencia de aniones
sulfato, que, en un medio débilmente
alcalino, pueden producir corrosión en el
acero que se encuentre en el fondo marino.
166
costera desértica
Copiapó
240
valle central Norte Chico
La Serena
55
El
contenido
de
iones
cobre
dio
extraordinariamente superior a lo esperado
en el agua de mar, lo cual hace pensar que
es la causa de su menor resistividad y por lo
tanto, de una mayor agresividad.
costera, clima estepa
Los Vilos
90
costera, clima estepa
San
Fernando
20
Los
Ángeles
30
Puerto
Montt
28
valle central, centro
Los tipos de corrosión que se darían en los
tablestacados, de no existir protección, se
determinó que a lo menos serían: corrosión
por hendiduras, en las uniones entre
tablestacas; corrosión por bacterias sulfato
reductoras, ya que efectiva-mente se detectó
la bacteria Desulfovibrio Desulfuricans, que
produce el ataque al acero; corrosión debido
a diferencia de superficies, ya que se detectó
que los iones cobre estaban depositados en
algunas zonas de las tablestacas como cobre
metálico, con lo cual se produce un par
galvánico que acelera la corrosión del acero,
por ser el más débil.
valle central, centro sur
costera, centro sur.
EJEMPLOS
DE
ESTRUCTURAS
PORTUARIAS EN CHILE CASOS REALES
1. - Proyecto Nº 16352
VIII región, en muelle San Vicente:
Con esta información se decidió hacer
protección catódica por ánodos de sacrificio.
La vida útil proyectada fue de un mínimo de
16 años.
Protección anticorrosiva por medio de
recubrimiento,
efectuada
en
1981.Sin
embargo, presentó daños importantes en
1983, ya que se detectó que no se hizo
arenado al acero, sino sólo escobillado, con
lo cual la masilla epóxica se desprendió.
Esta situación hizo necesaria la aprobación
del Proyecto 2647, para reparar las
instalaciones.
Hasta Abril de 2000 no se había detectado
problemas en el lugar, aunque no se ha
hecho control periódico para aseverarlo.
2. -Proyecto Nº 1059-A
Protección catódica en sitios Nº 6 y 7 del
Puerto de Antofagasta
La falta de control ha sido la forma común en
que son tratadas las protecciones catódicas;
así, aunque los costos son importantes, no
hay revisión de cumplimientos de contrato en
cuanto a plazos estipulados de durabilidad.
En este proyecto se analizaron las distintas
zonas de corrosión con los factores de
agresividad y la velocidad de corrosión
esperada en estructuras marinas construidas
con acero al carbono.
Se tiene, por otro lado, el problema de robo
de los ánodos de sacrificio, con lo cual el
sistema de protección llega a ser inútil si no
se hace control periódico.
2
7
Ana María Carvajal
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
por falta de mantenimiento en cuanto a
costos, es mucho más elevada.
Debe existir una ordenanza al menos, de las
instrucciones
que
deben
seguir
los
encargados de obras portuarias para el
control de las obras protegidas, para evitar
que el costo de protección se pierda y
además se le sume un costo de reparación.
CONCLUSIONES
El análisis de las normas chilenas expuestas
lleva a concluir que debiera existir
capacitación del personal asignado para
controlar el cumplimiento de éstas, pues se
dan las condiciones para evitar la corrosión.
Podemos notar que algunas, como la NCh
925, hacen referencia a medios corrosivos,
derivando en estos casos a una autoridad
competente el uso de medidas de protección.
Efectivamente, en el año 1984 se planteó la
necesidad de tener instrucciones para el
mantenimiento de la protección por ánodos
de sacrificio, que quedaron escritas en forma
interna en el Ministerio de Obras Públicas. La
transcripción es la siguiente:
1.6
INSTRUCCIONES DE
DE PROTECCIÓN CATÓDICA
CONTROL
Se puede constatar también que el único
medio de protección normado es el de
recubrimiento de superficies metálicas con
pinturas. El resto de las protecciones queda a
cargo de expertos, lo cual estaría bien si
además se hicieran cargo del mantenimiento,
o
bien
se
capacitara
al
personal
correspondiente. Esto se ha logrado
adecuadamente por ejemplo, en empresas
que transportan hidrocarburos, (de vital
importancia para la seguridad de la
población) entre otras que ya cuentan con
profesionales especializados para efectuar la
protección correspondiente.
1. Las instalaciones de protección catódica
se deben inspeccionar por lo menos una
vez al año.
2. Se medirá potencial y se llevará un
registro.
3. Se hará mediciones en 2 lugares:
a) a – 0,5 m de la cota 0
b) A media distancia entre el fondo y la
anterior medida.
a) y b) por buzos o circuito cerrado TV.
4. Se registrará en un gráfico las
variaciones que se experimenten año
tras año.
5. Si se detecta anomalías en el desgaste,
se deberá analizar las causas por un
experto.
6. Se limpiarán los ánodos de todo molusco
o flora.
7. Como control adicional se medirá
potencial antes y después de limpiarlos.
8. Se tomará fotos de los ánodos.
9. Las protecciones por capas como
masillas,
pintura,
hormigón,
se
inspeccionarán una vez al año.
En el ámbito de la construcción existe aún
poca conciencia del motivo por el que se
hace
necesario
cumplir
con
los
requerimientos de protección básicos, es
decir el fenómeno corrosión no es un tema
que preocupe a escala masiva porque las
empresas constructoras no siguen en
contacto generalmente con las obras
terminadas; debido a esto cuando se produce
un problema probablemente después de 5
años, plazo que legalmente en Chile los
obliga a responsabilizarse, estas empresas
suelen no enterarse de los problemas de
corrosión que pueden existir.
Esta lista de instrucciones debiera haber
llegado a todas las regiones para su
aplicación, ya que inevitablemente habrá
problemas si no se hace un control periódico
que permita detectar a tiempo las patologías,
labor que debe ser fiscalizada por un
profesional especialista. Se debe además
capacitar al personal responsable.
Una realidad común a muchos países es que
se ahorra en mantenimiento. La experiencia
de esos mismos países es que la reparación
En síntesis, por no verse a corto plazo el
problema de corrosión en la mayoría de los
casos, éste no se toma en cuenta, ya que las
normas no son explícitas para este tema.
Se ha notado también que proyectos de
construcción realizados con protección por
ánodo de sacrificio, no vuelven a tener más
mantenimiento, porque quienes reciben la
obra ignoran que el método lo requiere para
lograr una efectiva protección.
8
Ana María Carvajal
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
BIBLIOGRAFÍA
Debiera advertirse al encargado de recibir
la obra terminada, sobre los controles
periódicos que requiere toda protección, ya
sea recubrimiento, protección catódica y
otros.
1.- Instituto
Chile.
Nacional
de
Normalización.
2.- Ministerio de Obras Públicas, Chile,
Departamento de Proyectos; Biblioteca
Según un estudio realizado en Chile,4 el
método de control más común en variados
climas es el recubrimiento por pinturas. Se
calcula que entre el 85 y el 90% de la
superficie metálica expuesta a la corrosión
está protegida por pintura.
3.- Revista INTEMAC, año 1998.
4.- Guzmán V A. “Situación del fenómeno de
la Corrosión en la construcción en acero
y
sus
métodos
de
protección”.
Construcción Civil. Pontificia Universidad
Católica de Chile.
Estudios realizados en otras partes del
mundo reflejan una situación parecida, pero
los problemas continúan existiendo.5
5.- Morcillo M. “Los recubrimientos de
Pintura como protección Anticorrosiva”
En “Teoría y Práctica de la Corrosión”,
Pág 423, Madrid, 1984
Se puede decir que existen las condiciones
para mejorar el control en las obras, si
hubiera mayor cantidad de profesionales
especializados en corrosión para la
inspección, control y puesta en marcha de los
distintos métodos de protección, según
señala el anexo 1.3 de NCh 925.
6.- Broomfield Jhon P. “Corrosión of Steel
Concrete, Understanding, Investigation
and Repair” 1997.
7.-
Es necesario realizar divulgación básica de
las consecuencias de la corrosión, de los
métodos
de
protección
y
de
los
requerimientos de mantenimiento, entre las
medidas de mayor urgencia, idealmente
desde las universidades hacia los alumnos
en primer lugar, como también a los
profesionales del área de la construcción.
Es útil señalar que las normas europeas
recientemente actualizadas pueden ser un
buen marco de referencia para fijar las de
nuestro país. En ellas se encuentran
productos y sistemas para la protección y
reparación de estructuras de hormigón,
como también definiciones, prescripciones,
control de calidad y evaluación de las
mismas; contiene además los principios
generales para el uso de productos y
sistemas.
9
http://www.puc.cl/sw_educ/geo_mar/html/h32.html
Nathan Mendes, Roberto Lamberts, Paulo C. Philippi
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
CONDUCCIÓN SENSIBLE Y LATENTE EN PAREDES POROSAS
DE EDIFICACIONES, SOMETIDAS A ALTOS GRADIENTES DE
TEMPERATURA Y HUMEDAD
AUTORES: Nathan Mendes
Pontifícia Universidad Católica del Paraná (PUCPR/CCET) - Brazil
Laboratório de Sistemas Térmicos
[email protected]
Roberto Lamberts
Departamiento de Ingenieria Civil
Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC/CTC) – Brazil
Paulo C. Philippi
Departamiento de Ingenieria Mecánica
Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC/CTC) - Brazil
RESUMEN:
En este artículo se estudia, la influencia de la humedad en las cargas de
enfriamiento de paredes sometidas a condiciones de lluvia, radiación
solar, convección y cambio de fase. Se analiza la dependencia entre el
tiempo de los perfiles de contenido de humedad, de temperatura y de las
cargas de enfriamiento en paredes de diferentes materiales en una
semana de verano en la ciudad de Florianópolis (caliente/húmedo). Se
investiga también, la influencia de días lluviosos y con fuerte radiación
solar después de un periodo, en cargas térmicas y contenidos de
humedad.
ABSTRACT:
We describe the use of a dynamic heat and mass transfer model to
analyze the effects on cooling loads of transient moisture storage and
transport through walls with porous building materials, under varying
boundary conditions. It is analysed the influence on cooling loads of high
moisture content due to rain soaking of materials, and the influence of
solar radiation on sunny and cloudy days. It is shown that neglecting
moisture migration may result in large errors in sensible and latent heat
transfer.
1
Nathan Mendes, Roberto Lamberts, Paulo C. Philippi
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
se utilizó un modelo dinámico que evita
restricciones en cuanto al contenido de
humedad. Se consideró para las paredes,
convección, radiación solar y mudanza de
fase vapor-líquido. De acuerdo con Mendes
(1997), en este modelo, cantidades físicas
como coeficientes de transporte de materia,
conductividad térmica y calor específico, son
variables y dependen de la temperatura de la
pared y del contenido de humedad.
Este trabajo analiza cargas de enfriamiento
para tres materiales diferentes: hormigón
armado aireado, ladrillo y mésela. El análisis
es realizado en la semana de verano más
crítica del clima de Florianópolis, Brasil. Se
analiza también la influencia en cargas de
enfriamiento y los niveles de humedad de
pared para dos tipos de condiciones de lluvia:
lluvia seguida por una semana de cielo limpio
y lluvia seguida por una semana de cielo
nublado.
INTRODUCCIÓN:
En análisis energético de edificaciones,
normalmente, se evalúa la conducción del
calor a través de paredes, despreciándose el
almacenamiento y el transporte de humedad
en la estructura porosa de las paredes. Junto
con el flujo de calor, la humedad requiere una
consideración.
Esta,
presenta
otras
implicaciones, especialmente en climas
cálidos y húmedos donde se da que ella
puede causar daños a la estructura del
edificio y puede promover el crecimiento de
hongos, afectando la salud de los ocupantes.
Burch y Thomas (1991) desenvolvieron el
código MOIST para estudiar paredes
compuestas sobre condiciones normales
isotérmicas, plantean que la conductividad
térmica al ser considerada constante,
presenta en un programa limitado, bajos
contenidos de humedad. Liesen (1994) uso la
teoría de la evaporación-condensación y el
método del factor de respuesta para
desenvolver e implementar un modelo de
transferencia de calor y de masa en el
programa de simulación termo-energética
IBLAST (Integrated Building Loads Analysis
and
System
Thermodynamics).
Los
coeficientes de transporte de este programa
fueron todos considerados constantes.
Para análisis de transporte de calor y
humedad para altos contenidos de humedad,
Modelo Matemático:
Las ecuaciones diferenciales gobernantes
para modelar el fenómeno de transferencia
de calor y humedad son dadas por las
ecuaciones (1) y (2) que fueron derivadas a
través de balanceamiento de energía y de
materia en un volumen de control de material
poroso.
Ecuación de conservación de masa
∂
(θ ) = ∂ ⎛⎜ D T ∂ T + D θ ∂θ ⎞⎟
∂t
∂x ⎝
∂x
∂x ⎠
(1)
Ecuación de conservación de energía
ρ0 .c m .
∂T
∂
∂T
∂
∂T
∂θ
(λ ) + L (D TV
=
+ D θV )
∂t ∂x ∂x
∂x
∂x
∂x
(2)
El parámetro cm. es el calor específico que es
función de θ . La variable λ es la
conductividad térmica del medio en la
ausencia de mudanza de fase que
normalmente depende mucho de θ y poco
de T. Los coeficientes DT , Dθ , DTV , DθV
humedad en el interior del material poroso
según el modelo de Philip y De Vries (1957).
La superficie externa de la pared es expuesta
a la radiación solar y mudanza de fase. Las
ecuaciones de conservación asociadas son
las siguientes.
son responsables por la transferencia de
2
Nathan Mendes, Roberto Lamberts, Paulo C. Philippi
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Conservación de masa en la superficie externa (x=0)
−
h
∂
∂θ
∂T
(D θ (T , θ ) + D T (T , θ ) ) x =0 = m (ρ v,∞ − ρ x =0 )
∂x
∂x
∂x
ρl
.
(3)
Conservación de energía en la superficie externa (x=0)
∂T ⎞
⎛
− ⎜ λ(T, θ ) ⎟ − (L(T ) jv )x=0 = h (T∞ − Tx=0 ) + αq r + L(T )h m (ρv,∞ − ρv,x=0 ) ,
∂x ⎠ x=0
⎝
(4)
Con:
hext (Text - T(0))
αq r
hm,ext (ρ v,ext - ρ v,x =0 )
= convección de calor.
= radiación solar absorbida y
= energía de mudanza de fase.
Para el lado interno, se derivan ecuaciones similares, omitiendo apenas la radiación solar.
disponibles de estos materiales permiten que
todos los coeficientes de transporte sean
modelados como una función de contenido
de humedad.
Las propiedades básicas de los materiales
utilizados en la simulación son presentadas
en la Tab.1. Para la precisión se adoptó un
paso de tiempo de 30 segundos para simular
una pared de 10 cm. de largo. Se asume
para las condiciones iniciales, valores medios
de temperatura y humedad relativa entre los
ambientes interno y externo. El programa fue
ejecutado durante 45 días desde la semana
de análisis, para reducir fuertemente los
efectos de las condiciones iniciales. El tiempo
de ejecución para una pared de 50 nudos en
un computador 486 de 66 MHz fue de
aproximadamente tres horas simulando un
periodo de 52 días.
En las simulaciones las paredes son
compuestas de un solo material, sin pintura o
cualquier otra barrera de vapor.
Procedimiento de Simulación:
Las ecuaciones anteriormente citadas fueron
resueltas con el método de volúmenes finitos
propuestos por Patankar (1980), con malla
igualmente espaciada y con el algoritmo de
solución TDMA. El dato climático (Figura 1)
usado por el TRY (Test Reference Year) de
Florianópolis-Brasil. El aire del ambiente
interno es condicionado a 23ºC e 60% de
humedad relativa durante las horas de
trabajo. Se asume, al desligar el aparato de
aire acondicionado de las 5:00 PM, que las
condiciones internas se igualan a las
externas linealmente en cinco horas. Al
religar el aire condicionado a las 8:00 PM, se
asume que el recinto atinge las condiciones
de confort en 2 horas.
Las propiedades de los materiales para el
hormigón armado aireado (HAA) fueron los
de Cunha Neto (1922). Las propiedades para
el ladrillo (LAD) y la mésela (MEZ) fueron
obtenidos por Perrin (1985). Los datos
TABLA 1
Propiedades básicas de los materiales (estado seco)
Propiedad
HAA
LAD
MEZ
Densidad (Kg/m3)
385
1900
2050
Porosidad
0.25
0.29
0.18
Conductividad Térmica [K/m-K]
0.085
0.985
1.92
Calor específico [J/Kg-K]
1000
950
932
De acuerdo con Bogle et al. (1984),
dependiendo de la intensidad de la lluvia, el
contenido medio de humedad es hasta 20%
del volumen que se a registrado para
3
Nathan Mendes, Roberto Lamberts, Paulo C. Philippi
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
paredes de albañilería. Se adopta este
contenido de humedad como contenido inicial
para representar el efecto de la lluvia
ocurrida en las semanas procedentes a la
semana de análisis. Este contenido de 20%
es asumido igualmente para todos los
materiales.
Si bien es cierto, esta simulación representa
un proceso semi-natural de secar después de
una fuerte lluvia. No podría ser llamado
”natural”, debido a la presencia de aparatos
de aire acondicionado que fuerzan el secado
en la parte interna de la pared.
22
20
Moisture Content (vol - %)
18
120
90
100
T(°F)
80
80
60
75
8
6
1
7
13
19
ACC - 6am
BRK - 6am
LMT - 6am
25 31
node
37
43
49
ACC - 6pm
BRK - 6pm
LMT - 6pm
Dependencia del material de la pared:
Figura 2:
Perfiles calculados del contenido de humedad
La Figura 2 muestra el perfil simulado del
contenido
de
humedad
(simulación
“húmeda”) para paredes con tres materiales
diferentes a las 6:00 PM el día 20 de febrero.
Aquí, el nudo 1 esta en la superficie externa
de la pared y el nudo 50 en la parte interna.
Se observa una variación significativa en el
contenido de humedad con el tiempo, para
una profundidad de aproximadamente 1,5
cm. de cada lado de la pared, aunque hay
poca variación para los nudos internos.
El alto contenido de humedad en el nudo 50,
en el inicio de la mañana implica una
transferencia alta de calor latente cuando el
aire acondicionado es accionado. Por un
lado, la pared del MEZ muestra el mayor pico
que contempla humedad media y, por otro en
el inicio de la mañana, la pared de HAA
presenta la mayor variación en profundidad
con el tiempo, debido a que el ladrillo tiene
una estructura muy peculiar por el alto
número de poros grandes, lo que inhibe la
presencia por capilaridad.
40
DBT
RH
10
0
R.H. (%)
95
65
12
2
En este trabajo, se adopta la simulación,
considerando la presencia de humedad en la
pared como simulación “humedad (moist)”,
con absorción de lluvia con “lluviosa (rain)” y
sin humedad en la pared como “seca (dry)”.
Los casos son indicados como “soleados” y
“nublados”, respectivamente. Para el caso de
“soleado”, se asume la fachada sur de la
pared, representando la situación más crítica,
desde el punto de vista de la migración de
humedad en Florianópolis (latitud – 27,5º)
70
14
4
RESULTADOS:
85
16
20
60
0
2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/
15-0 15- 16- 17- 18- 19-9 20-6 21-3 22-0
21 18 15 12
date (mm/dd-h)
Figura 1:
Temperatura y humedad para el período de análisis del
15 al 22 febrero.
4
Nathan Mendes, Roberto Lamberts, Paulo C. Philippi
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
mudanza de fase son mas altos, llevando a
que la temperatura de la superficie interna
disminuya rápidamente, lo que hace que la
carga sensible calculada para el caso
“húmeda-soleado” sea menor que el
calculado para el caso “seca-soleado”. Si
esto no hubiese acontecido, la diferencia de
carga total calculada con estos dos casos
seria aun mayor. Curvas semejantes a las
encontradas en la Figura 3 son observadas
para los otros materiales (no mostrado).
Comparación para el día soleado:
80
79
T (°F)
78
77
76
75
Comparación para Día de Cielo Nublado
74
73
1
7
13
19
25
31
37
43
50
49
node
moist-ACC - 6am
dry-ACC - 6am
moist-ACC - 6pm
dry-ACC - 6pm
Heat flux (Btu/hr-ft²)
40
Figura 3:
Perfiles de temperatura calculados para la simulación
La Figura 3 compara los flujos de calor total,
latente y sensible, el día 21 de febrero para
las simulaciones “húmeda-soleadas” de una
pared de HAA. Cuando el aire acondicionado
es accionado en la mañana muy temprano, el
flujo
de
calor
latente
aumenta
substancialmente debido a la baja humedad
relativa del aire en el recinto impuesta por la
máquina. Se lleva aproximadamente 3 horas
para tener una condición estable, para el aire
interno (8-11 AM).
En este periodo, se observa una mayor
diferencia entre las simulaciones con y sin
migración de humedad ya que el aire
acondicionado, seca el aire interno a una
humedad relativa de 60%. A las 5:00 PM,
cuando la máquina es desligada, el aire
interno pierde humedad para la pared. Las
diferencias básicas entre los casos “húmedo”
y “seco” son debido a una combinación de
efectos de mudanza de fases, que están
presentes en el estado “húmedo” pero no en
el “seco”. Presentándose masa térmica y
conductividad térmica mas altas para el caso
“húmedo”. En el período nocturno, cuando la
temperatura externa disminuye, la presencia
de una mayor masa térmica provoca el
atraso en la disminución de la temperatura
interna de la pared; entretanto, la
conductividad térmica y los efectos de
30
20
10
0
-10
-20
2/21-0
2/21-6
2/21-12
2/21-18
2/22-0
date (mm/dd-hr)
QS - moist-sunny
QT - moist-sunny
QL - moist-sunny
QT - dry-sunny
Figura 4:
Flujos sensibles (QS), latentes (QL) y totales
de la superficie interna.
La Figura 4 muestra el comparativo de
enfriamiento en un día nublado para una
pared de albañilería en los casos: “lluviosonublado” y “seco-nublado”. Con la ausencia
de radiación solar, aumenta la influencia de
humedad en las cargas de enfriamiento
cuando hay menos evaporación fuera de la
superficie externa y, por lo tanto, la pared
permanece más húmeda. Naturalmente,
cuanto mas mojada esta la pared mayor será
la diferencia entre los casos “húmedo” y
“seco” (Esto también es observado en
análisis de consumo de energía presentada
en las Figuras 5 y 6).
5
Nathan Mendes, Roberto Lamberts, Paulo C. Philippi
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
La figura 4 nos muestra que luego de la 1:00
PM la razón entre las cargas calculadas para
los
casos
“lluvioso-nublado”
(con
θ médio=12,5% a las 3:00 PM) y “húmedonublado” (con θ medio =1,6% a las 3:00 PM)
es casi siempre constante (~1,5).
Una vez que el acondicionamiento de aire
intermitente no es llevado en cuenta, la
diferencia entre los casos “seco” y “húmedo”
o “lluvioso” tiende a disminuir, porque la
transferencia de calor latente para el interior
es reducida.
Daily cooling load (Btu/ft²)
130
2/16
2/17
2/18
2/19
2/20
2/21
moist-sunny BRK
rainy-sunny AAC
dry-sunny AAC
moist-sunny LMT
Se Observa que el caso de día “lluvioso” no
siempre presenta la mayor carga de
enfriamiento. Esto es debido al surgimiento
de un gradiente hídrico negativo, o porque la
carga sensible es reducida debido a un
decrecido en la gradiente de temperatura.
Para el caso de día “lluvioso”, se adoptó un
contenido medio de humedad de 20% en el
inicio de la semana, lo que condujo a una
mayor carga latente.
Los efectos de radiación solar y contenido de
humedad en la trasferencia acoplada de calor
y masa en materiales porosos son mostrados
en la Figura 7, que indica las cargas de
enfriamiento (sensible y latente) para una
pared de HAA en las condiciones de cielo
limpio y nublado. Se aprecia que la radiación
solar tiene poca influencia: ya sea porque la
radiación
solar
provoqua
mayores
temperaturas en la superficie externa, las
cargas de enfriamiento son menores que
aquellas estimadas para condiciones de cielo
nublado. Esto se debe principalmente, a los
aspectos de mudanza de fase en la
superficie interna.
QT - moist-cloudy
Cooling load (Btu/hr-ft²)
30
Figura 6:
Carga de enfriamiento en una semana Soleada
QT - rainy-cloudy
QT - dry-cloudy
70
20
2/16-14
50
rainy-sunny BRK
dry-sunny BRK
moist-sunny AAC
rainy-sunny LMT
dry-sunny LMT
170
2/16-11
70
date (mm/dd)
A continuación, se muestra en las Figuras 5 y
6, cargas de enfriamiento diario para
semanas de cielo limpio y nublado. Como se
aprecia, la pared de albañilería presenta la
mayor carga de enfriamiento, excepto para el
caso “seco” y para el caso de pared con
mezcla; esto ilustra los efectos de migración
de humedad en paredes porosas.
-30
2/16-8
90
10
2/15
Carga de Enfriamiento Diario e Influencia de
la Lluvia y la Radiación Solar
120
110
2/16-17
date (mm/dd-hr)
Figura 5:
Comparación entre las cargas de enfriamiento.
6
Dailing cooling load (Btu/ft²)
Nathan Mendes, Roberto Lamberts, Paulo C. Philippi
[email protected]
Diciembre 2002
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
15/2
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
16/2
17/2
18/2
19/2
rainy-cloudy BRKdate (mm/dd)
dry-cloudy BRK
moist-cloudy AAC
rainy-cloudy LMT
dry-cloudy LMT
20/2
1. Bogle A.,McMullan J.T. and Morgan R., “Na
Experimental Examination of the Effects of
Rainfall on the Heat Loss from a Red Brick
Wall”, Energy Research, Vol. 8, 1-18, 1984.
2. Burch D.M. and Thomas W.C.,”An Analysis
of Moisture Accumulation in Wood Frame
Wall Subjected to Winter Climate”, NISTIR
4676, Gaithersburg, MD: National Institute
of Standards and Technology, 1991.
3. Cunha Neto, J. A. B., ”Transport d’humidité
em matériau poreux en présence d’un
gradient de température. Caractérisation
expérimentale d’un béton cellulaire”,Thèse
de Docteur, Université Joseph Fourier,
Grenoble, 1992, 194p.
4. Lisien, R. J., Development of a Response
Factor Approach for Modeling the Energy
Effects of Combined Heat and Mass
Transfer with Vapor Adsorption in Building
Elements”, Ph.D. thesis, Mechanical
Engineering Department, University of
Illinois, 1994.
5. Mendes N., Modelos para Previsão da
Transferência de Calor e Umidade em
Elementos Porosos de Edificações, tese de
doutorado, 220p., Universidade Federal de
Santa Catarina, Florianópolis, Brasil, 1997.
6. Patankar S.V., Numerical Heat Transfer
and Fluid Flow, McGraw-Hill, 1981.
7. Perrin, B., “Etude des tranferts couplés de
chaleur et de masse dans des matériaux
poreux consolidés non saturés utilesés en
génie civil”, Thèse Docteur D’Etat,
Université Paul Sabatier de Tolouse, 1985.
267p.
8. Philip, J. R. and De Vries, D. A., “Moisture
movement in porous materials under
temperature gradients”, Transactions of the
American Geophysical Union. V.38, n.2,
p222-232, 1957.
21/2
moist-cloudy BRK
rainy-cloudy AAC
dry-cloudy AAC
moist-cloudy LMT
Figura 7.
Carga de enfriamiento diaria para una semana nublada
Al comparar resultados medios, extraídos de
los datos generados para las figuras 5 y 6, se
observó que la diferencia entre los casos
“seco” y “húmedo” o “lluvioso” es mayor para
paredes de albañilería.
CONCLUSIONES:
El modelo presentado permite el cálculo de
transferencia de calor tanto sensible con
latente a través de paredes porosas en
edificaciones.
Se
mostró
que
la
desconsideración
de
los
fenómenos
asociados a la presencia de humedad puede
provocar grandes errores en el cálculo de
transferencia de calor por conducción. Los
errores son mayores en el período de la
mañana cuando los aparatos de aire
acondicionado son accionados, provocando
una alta carga latente debido a la gran
cantidad de humedad a ser retirada de la
pared.
Fue mostrado cuantitativamente como
paredes en clima caliente y húmedo secan y
generan una alta carga latente con el
accionamiento
de
aparatos
de
aire
acondicionado y también, como la humedad
en la pared es reacumulada cuando el
sistema es desligado.
En conclusión, se demostró la importancia de
incorporar la transferencia acoplada de calor
y masa en programas de simulación termo
energética de edificaciones para evaluación
de confort térmico en ambientes.
7
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS
FLEXIBLES, SEGÚN CRITERIO STRADALE
AUTORES: Rocco Inserrato Mussuto - Michele Inserrato del Río
Pontificia Universidad Católica de Chile
Escuela de Construcción Civil
[email protected]
RESUMEN
El trabajo presenta el análisis de varias estructuras para diferentes
suelos de subrasante y solicitaciones de tránsito diseñadas por el
método AASHTO’93, complementados con instructivos de la Dirección
de Vialidad.
Como resultado del estudio se propone un procedimiento para la
elección del mínimo espesor de carpeta asfáltica, aplicando el Criterio
de Diseño Stradale, que combina el método de diseño empírico
AASHTO con el método teórico elástico de multicapas.
ABSTRACT
This work presents the analysis of several structures for different
subgrazing grounds of and requestings of transit designed by method
AASHTO.93, complemented with instructive from the Direction of Road.
As result of the study sets out a procedure for the election of the
minimum thickness of asphalt folder, applying the Criterion of Stradale
Design, that combines the method of empirical design AASHTO with the
elastic theoretical method of multilayers.
1
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
demuestra la influencia del espesor de la
capa asfáltica en la fatiga de los firmes
flexibles, se hace necesaria su revisión y
definir criterios de diseño que consideren
dentro de sus variables la seguridad al
diseño, sus costos de construcción y
mantenimiento.
INTRODUCCIÓN
En la década del 50 se realizó en el Estado
de Illinois la investigación denominada
AASHO Road Test, cuya finalidad
fue
desarrollar un método de diseño empírico
para los pavimentos, tanto flexibles como
rígidos. (Ref. 1)
El objetivo de este trabajo es presentar un
método de selección de los espesores
mínimos de diseño para la capa asfáltica y
evaluar los beneficios y costos por concepto
del aumento del espesor mínimo, en caminos
con solicitaciones menores a 10 millones de
ejes equivalentes de 8,2 Ton.
En esta prueba, para el caso de
pavimentaciones asfálticas, se analizaron
404 estructuras de diferentes espesores de
capas granulares y asfálticas; los espesores
de las capas asfálticas en su mayoría
presentaban valores superiores a los 7,6 cm.
De sus resultados y por medio de
correcciones y adiciones de nuevos
parámetros se ha llegado al conocido método
de diseño AASHTO’93.
El Criterio Stradale, determina el espesor
mínimo de la capa asfáltica sobre la base de
los resultados de la prueba AASHO, método
de
diseño
AASHTO’93
y
modelos
mecanicistas elásticos multicapas. Luego
mediante índices de seguridad, costos de
construcción y mantenimiento, selecciona el
espesor de diseño de la capa asfáltica.
Los diseños estructurales de los pavimentos
asfálticos se realizan mediante el método
AASHTO versión 1993, complementados con
Instructivos emitidos por la Dirección de
Vialidad. MOP (Ord. No 11717 del 17.11.99).
METODOLOGÍA APLICADA AL ESTUDIO
En dicho instructivo, se establecen los
criterios y las recomendaciones en la
selección de las variables que intervienen en
los diseños y establece que la verificación
por capas sugeridas por la AASHTO sólo se
realice para el caso que la cantidad de ejes
equivalentes supere los 10 millones en 20
años. (Ref. 5)
Mediante el método AASHTO’93 se ha
procedido al diseño de las estructuras que
cumplieran con las solicitaciones de tránsito,
considerando la variación del espesor de
carpeta asfáltica; luego para cada una de
ellas se ha evaluado su estado tensional y
por medio de leyes de fatiga conocida se ha
determinado su número de repeticiones.
En los últimos años, se han desarrollado
métodos teóricos que intentan representar el
comportamiento de los pavimentos flexibles,
por el modelamiento de un sistema formado
por varias capas; así se encuentran varias
teorías que reproducen el comportamiento de
estos sistemas, entre los más difundidos se
encuentran la teoría de elementos finitos,
teoría de capa elástica y la teoría viscoelástica. Modelos mecanicistas que por
medio de leyes de fatiga predicen el número
de repeticiones en función del estado
tensional del firme sometido a una carga
dada.
Para evaluar el estado tensional del firme se
utiliza la teoría de capas elásticas, cuyo
supuesto fundamental es que los materiales
que componen la estructura se comportan en
forma elástica, supuesto válido para cargas
dinámicas.
Entre las hipótesis de cálculo de la teoría de
la elasticidad, se tiene que los materiales son
homogéneos e isótropos, con una relación
tensión-deformación lineal; estos supuestos
hacen que la elección de los valores que
caracterizan a las capas estructurales, en
especial el Modulo Resiliente de la capa
asfáltica, tenga un rol fundamental en los
resultados; éste depende, entre otros, de su
espesor y temperatura.
En atención al espesor mínimo recomendado
de 6 cm. para una capa asfáltica sobre
material granular, y los resultados de
diversos análisis mecanicistas, donde se
2
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Selección
AASHTO
y
Diseño
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Estructural
discreto de Ejes Equivalentes solicitantes:
500.000, 1.000.000, 2.000.000, 4.000.000,
6.000.000, 8.000.000 y 10.000.000 y tres
valores de CBR del suelo de fundación,
representativo de suelos finos y granulares
finos: 4%, 8% y 12%.
según
Las estructuras diseñadas por medio del
Método AASHTO corresponden a un rango
Los parámetros de entrada para el diseño fueron los siguientes:
Serviciabilidad
pf=4,2
Desviación Estándar
So = 0,45
Nivel de Confianza
75%
pi=2,0
Zr= -0,674
0,64
Módulo Resiliente
Mr =
17,6 *CBR
0,55
22,1*CBR
Modelo de Análisis Estructural Multicapa
Elástico
Coeficientes Estructurales:
Concreto Asfáltico
Base Granular CBR 80%
SubBase Granular CBR 40%
si 2% < CBR < 12%
si 12% ≤ CBR ≤ 80%
ai=0,43
ai=0,12
ai=0,11
La modelación teórica elástica de un
pavimento flexible (Fig. 1), corresponde a un
sistema de capas horizontales infinitas y de
espesor finito, apoyados sobre un estrato
semi-infinito;
los
materiales
son
caracterizados por su módulo de elasticidad
(Ei) y coeficiente de poisson ( i).
Aunque en general en nuestros diseños se
utilizan valores constantes para los
coeficientes
estructurales;
AASHTO
recomienda valores diferenciados de ellos en
función de sus módulos resilientes. (Ref. 2)
El rango de variación de la carpeta asfáltica
se obtuvo mediante el valor mínimo
recomendado por Vialidad (6 cm.) hasta el
máximo valor obtenido con la verificación por
capas, con incrementos de 1 cm.
Cabe destacar que, para fines del estudio y
análisis de su tendencia, se utilizaron los
espesores de los materiales granulares
requeridos según la verificación por capas a
nivel de subrasante y sub base. Admitiendo,
en algunos casos, valores teóricos diferentes
a los recomendados en el instructivo de
diseño de la Dirección de Vialidad.
Figura 1:
Modelo Multicapa
El módulo de elasticidad de la mezcla
asfáltica se ha determinado por medio de las
regresiones de Shalin y McCullogh en base a
la
temperatura
del
pavimento
y
características de la mezcla asfáltica. (Ref. 4)
De esta forma se diseñaron un total de 167
estructuras para ser sometidas al análisis
multicapa elástico.
En nuestro caso, la temperatura media del
pavimento se estimó por medio de la
ecuación de Witczak para una temperatura
media del aire de TMMA=18 oC., dada por la
ecuación:
3
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
34
1
)−
+6
z+4
z+4
TMP = TMMA * (1 +
El estado tensional y de deformaciones a los
que se ve expuesto el firme es bastante
complejo, sin embargo se puede comprobar
que las tensiones y deformaciones críticas,
que pueden llevar a la fatiga de la estructura,
se verifican por la deformación radial unitaria
de tracción (εr) en la cara inferior de las
capas asfálticas y por la deformación unitaria
vertical de compresión (εz) sobre la
subrasante.
Donde:
TMP
TMMA
z
= Temperatura media del pavimento en F
= Temperatura media del aire en F
= Espesor del pavimento en plg
El concepto de fatiga se introduce como la
falla de un material bajo una solicitación
cíclica, que no necesariamente provoca
tensiones y deformaciones iguales a la de
ruptura. Los criterios de falla por fatiga
utilizados, corresponden a las ecuaciones
recomendadas por el Asphalt Institute y de
Edwards y Valkering, para las capas
asfálticas
y
suelo
de
fundación
respectivamente.
En rigor el análisis multicapa, se debería
realizar para cada valor de TMMA que
representara la estacionalidad, ya que el
módulo del asfalto varía significativamente en
función de esta variable y luego obtener el
total de solicitaciones para todas las
estaciones del año mediante la ley de Miner.
Para el caso de las capas granulares, el
módulo de elasticidad se determina de
acuerdo a la metodología propuesta por Shell
(Ref. 6), donde el módulo de elasticidad de la
capa depende del módulo de la capa
subyacente, según la siguiente relación:
Ei = k * Ei-1
0,45
k = 0,2 * hi
y
Capa Asfáltica:
(Asphalt Institute)
-3
Nr= 6,608685*10 *εr
-7
Suelo de Fundación: Nz= 6,146*10 *εz
(Edwards y Valkering)
2<k<4
Nr :
Ei, Ei+1 = Módulos de Elasticidad de las capas granulares.
= Espesor de la capa i, en mm
Hi
E :
Nz :
εr :
Como coeficiente de poisson se adoptó un
valor de 0,35 para la capa asfáltica; 0,30 para
las capas granulares y 0,40 para el suelo de
fundación.
εz :
-3.291
*E
-0.854
-4
Número de ciclos que provocan la fatiga por
agrietamiento en la capa asfáltica.
2
Rigidez de la Mezcla (kg/cm ).
Número de ciclos que provocan la fatiga por
falla del suelo de fundación.
Deformación unitaria radial de tracción en la
cara inferior de la capa asfáltica.
Deformación unitaria vertical de compresión en
la superficie del suelo.
Una vez obtenido el número de repeticiones
Nr y Nz , se elige como repeticiones de fatiga
(Nf) al menor valor obtenido, que en la
mayoría de los casos corresponde al
obtenido por fatiga en la carpeta asfáltica.
La carga a la cual se ve sometida la
estructura del pavimento corresponde a un
Eje Simple de rodado Doble de 8,16 Ton (18
Kips) y una presión de inflado de 517 Mpa
(75 psi) que corresponde al Eje Equivalente
de la prueba AASHO.
Es preciso destacar la diferencia que existe,
entre el número de repeticiones obtenido con
el Modelo Multicapa y el número de
repeticiones del método AASHTO. En el
primero, el valor corresponde al número de
repeticiones determinado para la fatiga
producida en la capa asfáltica y que da inicio
a su agrietamiento; en cambio el número de
repeticiones de la AASHTO está determinado
para el final de la serviciabilidad del firme,
correspondiendo
a
un
agrietamiento
progresivo.
Es preciso destacar la influencia de la
presión de inflado, en la determinación del
número de repeticiones; a mayor presión de
inflado el número de repeticiones admisibles
disminuye, especialmente para espesores de
capas asfálticas menores a 10 cm.
Actualmente los camiones circulan a una
presión de inflado de 100 psi produciendo un
mayor daño estructural en relación con los
ejes equivalentes de diseño. (Ref. 4)
4
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Índice de Costos de Construcción
Para evaluar el estado tensional y las
deformaciones del firme existen varios
programas computacionales, entre ellos:
Kenlayer, Bisar, Elsym5 y Weslea; en nuestro
estudio se utilizó el programa Elsym5.
El índice de costos de construcción se define,
como la razón entre el costo de cada
estructura referido a la de menor espesor de
capa asfáltica (6 cm.).
ANÁLISIS DE RESULTADOS
En las estructuras analizadas, se incluyeron
sólo los costos de construcción de la
estructura de pavimento y bermas, por km.
de plataforma, para una sección transversal
de 7,0 m. de calzada, 1,5 m. de bermas y
s.a.c. de 0,5m.
Aplicando la metodología anterior se han
diseñado 167 estructuras diferentes, a las
cuales se estimaron sus costos y
solicitaciones esperadas. Por razones de
espacio no se incluyen en el texto su
estructuración, costos, deformaciones y
solicitaciones admisibles; sin embargo como
ejemplo se muestra el gráfico 1, donde se
puede apreciar los diseños para CBR 12% y
la variación del número de repeticiones que
experimenta al variar el espesor de la capa
asfáltica.
Los precios unitarios utilizados corresponden
a valores promedio de mercado, siendo los
siguientes:
3
Concreto Asfáltico
$/m
3
Base Granular CBR $80%
$/m
3
Sub Base Granular CBR $40% $/m
Se observa que los costos de construcción,
al aumentar el espesor de 6 cm. al máximo
requerido por AASHTO, muestran sus
mayores incrementos para solicitaciones de
diseño
bajo
1.000.000
EE.
Para
solicitaciones mayores y de hasta 10.000.000
EE, el incremento en los costos de
construcción disminuye según su CBR de
diseño (Tabla I).
M i l l one s
5,0
4,5
4,0
EE=10 000 00
3,5
EE=8 000 00
3,0
EE=6 000 00
2,5
EE=4 000 00
2,0
EE=2.000.00
1,5
52.000.6.500.5.500.-
EE=1.000.00
Nota:
Fir mes con Capas Gr anul ar es
7
8
9
10
11
12
13
14
15
E s pes or C ar pe t a A sf á l t i ca ( c m)
Gráfico 1:
Número de Repeticiones Multicapa para Diseños
AASHTO, CBR 12%
El valor extremo de cada curva corresponde
al diseño de la estructura con el espesor
según AASHTO y los espesores inferiores a
las diferentes estructuraciones que permite el
instructivo de diseño (Ref.5); además se
observa la diferencia del número de
repeticiones, mediante el modelo multicapa
en las ordenadas y los de diseño AASHTO
sobre cada curva.
CBR 12%
6
CBR 8%
TABLA I
Porcentaje de variaciones de Costos de Construcción
Mayor es a 50 cm
0,0
CBR 4%
EE=500.000
0,5
Ejes
Equivalentes
1,0
500.000 - 1.000.000
6– 9
8 – 11
9 – 12
1.000.000 6.000.000
6.000.000 10.000.000
9 – 11
11
11 –
12
12 –
14
12 –
15
15 –16
Según los resultados obtenidos, se confirma,
que al diseñar estructuras con el espesor
mínimo de carpeta asfáltica (6 cm.), se
tendrá como beneficio un menor costo de
construcción, con valores máximos de 11%,
14% y 16%, según valores de CBR. En
términos generales son de poca incidencia,
en comparación a otros beneficios que se
obtienen con espesores más gruesos, entre
ellos,
mayor
seguridad
y
menor
mantenimiento.
En atención a la diferencia de espesores de
carpeta asfáltica y solicitaciones admisibles
para un mismo diseño, y a fin de analizar sus
alternativas, se determinaron los costos de
construcción y mantenimiento para cada
estructura, se procedió a definir valores
índices para permitir su comparación.
5
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
entendido, porque el costo de mantenimiento
se verá aumentado; además la estructura
queda sobredimensionada en sus capas
granulares al adoptar un menor espesor de
carpeta.
Índice de Costo de Mantenimiento y Costo
Total
El índice de costo de mantenimiento se
define como la razón entre los costo de
recapado de cada estructura referido al de
menor espesor de capa asfáltica (6 cm.).
En cambio el diseñar con los espesores de
carpeta asfáltica para el tránsito solicitante
permitirá
reducir
los
costos
totales
construcción y mantenimiento.
El costo de mantenimiento de las estructuras
se ha evaluado en forma simplificada,
partiendo de la premisa que su variación sólo
estará influenciada por el espesor de la
carpeta asfáltica; a menor espesor diseñado
mayor será el mantenimiento requerido.
Índice de Seguridad al Diseño
El método AASHTO diseña para un índice de
serviciabilidad, donde el agrietamiento de la
capa asfáltica es poco relevante. Sin
embargo, se sabe que su inicio da paso a
una fase de deterioro acelerado en la
estructura y que de no aplicarse alguna
operación correctiva, este índice caerá
bruscamente. Tomando este concepto, es
posible definir como medida de seguridad al
diseño, el número de repeticiones para el
inicio del agrietamiento de la capa asfáltica;
calculado según el modelo teórico multicapa.
El costo del mantenimiento durante la vida de
servicio, se ha calculado asumiendo que al
quinto año se debe adicionar el espesor de
capa asfáltica faltante; correspondiendo a un
recapado de espesor igual a su diferencia
con respecto al mayor espesor requerido con
la verificación por capa según AASHTO.
El índice de costo total incluye al costo de
construcción y mantenimiento, y está referido
al de menor espesor de capa asfáltica; en
todos los casos éste disminuye a medida que
aumenta el espesor de la capa asfáltica.
Basado en lo anterior, el índice de seguridad
se evalúa, como la razón entre el número de
repeticiones de cada diseño, referido al
número de repeticiones admisibles para la
estructura de menor espesor de capa
asfáltica; incrementos porcentuales que se
presenta en la tabla II.
1,20
1,00
0,80
0,00
6
C.Const r uccion
7
8
9
Esp e so r d e C a p a A sf á l t i c a ( c m )
C.Mant enimient o
Cost o Tot al
500.000 -1.000.000
1.000.000 - 6.000.000
6.000.000 -10.000.000
Gráfico 2:
Costos de Construcción, Mantenimiento y Total
Diseños para 500.000 EE y CBR 8%
Al comparar los costos totales, construcción
más mantenimiento, podemos constatar que
la variación de los costos de mantenimiento
siempre será mayor que la de costos de
construcción, como se puede observar por
ejemplo para el caso de los diseños de
500.000 E.E y CBR 8%. (Ejemplo Gráfico 2)
CBR 12%
0,20
CBR 8%
Ejes
Equivalentes
0,40
CBR 4%
TABLA 2:
Variaciones Índices de Seguridad al Diseño, porcentajes
0,60
24 – 37
37 – 66
66 – 200
6 – 13
13 – 28
28 – 49
2– 6
6 – 22
22 – 34
De los resultados obtenidos se puede
apreciar que en general, a menor espesor de
capa asfáltica menor será el índice de
seguridad. La seguridad de los diseños es
más susceptible para los casos de
subrasante de baja capacidad de soporte
(4%), siendo crítica en el rango de mayores
solicitaciones.
El privilegiar diseños con espesores de
concreto delgados es un ahorro mal
6
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Al analizar el comportamiento de este índice,
según las solicitaciones de diseño
se
observa que, en general para bajas
solicitaciones
su
variación
es
poco
significativa para suelos de mediana a alta
capacidad de soporte y a medida que
aumentan las solicitaciones el índice de
seguridad toma cada vez más importancia.
Relación Repeticiones / Espesor Capa Asfáltica
Diseño EE= 10.000.000
Millones
Numero de Repeticiones
12,0
10,0
8,0
6,0
Multicapa CBR 12%
4,0
2,0
Multicapa CBR 8%
Multicapa CBR 4%
AASHTO
0,0
6
Si comparamos el Costo Total con el índice
de Seguridad, se observa que al aumentar el
espesor de la capa asfáltica disminuyen los
costos totales y aumenta su índice de
seguridad. (Ejemplo Gráfico 3)
7
8
9
10
11
12
13
14
Espesor Capa Asfáltica (cm)
Gráfico 4:
Repeticiones en la Capa Asfáltica según
Multicapa y AASHTO Determinación
Espesor Teórico Mínimo
Gráfico 3:
En todos los diseños, al comparar las
repeticiones, se observa que para espesores
de capa asfáltica menores que el requerido
por el método AASHTO, éste prevé su
deterioro a muy bajas repeticiones;
discordante con los resultados del modelo
teórico,
que
predice
el
inicio
del
agrietamiento para repeticiones mayores.
1,40
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
6
7
S e gurida d a l Dise ño
8
9
Cost o Tot a l
10
11
12
12,8
Los resultados del modelo teórico, en
general, concuerdan con lo observado sobre
pavimentos
existentes
donde
el
agrietamiento es progresivo después del
quinto año.
E s pe s or C a pa A s f ál t i c a ( c m)
Seguridad al Diseño y Costo Total
Diseño para 4.000.000 E.E. y CBR 8%
Los resultados obtenidos concuerdan en
general con la experiencia práctica; al
considerar los costos de mantenimiento, el
costo total decrece en función al aumento del
espesor de la capa asfáltica. El mayor costo
total en las estructuras con espesores
delgados de carpeta asfáltica es producto del
sobredimensionamiento en el diseño inicial
de
las
capas
granulares,
como
compensación del menor espesor de carpeta
asfáltica.
Esta subvalorización con el método
AASHTO, puede ser explicada en parte por
las extrapolaciones, de condiciones de suelo,
ambientales, cargas, etc., a las cuales ha
sido sometido. Recordemos que este método
empírico se basa principalmente en
mediciones de tramos de prueba con
espesores de capa mayores a 7,6 cm. y un
procedimiento acelerado para determinar las
solicitaciones acumuladas de diseño. (Ref. 3)
EL CRITERIO DE DISEÑO STRADALE
En los diseños estudiados, para diferentes
solicitaciones y capacidad de soporte, se
observa que las curvas de repeticiones
AASHTO y Multicapa (Gráfico 4), determinan
un punto común de intersección de ambas
curvas que definimos como “espesor teórico
mínimo”. Aceptando como hipótesis que
“Para espesores menores la teoría multicapa
elástica se aproxima en mejor forma a la
realidad y para espesores mayores, es el
modelo AASHTO que representa su
comportamiento.”
A fin de obtener el espesor teórico mínimo
para la carpeta asfáltica, se procede a
comparar los resultados de las repeticiones
admisibles en la capa asfáltica según modelo
teórico y método AASHTO.
Para cada solicitación de diseño (500.000 a
10.000.000 EE) se han graficado en función
del espesor de capa asfáltica; por razones de
espacio sólo se incluyen los diseños para 10
millones de EE. (Gráfico 4)
7
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Mínimo Espesor Teórico
El Criterio Stradale, recomienda como
espesor mínimo de diseño de capa asfáltica,
donde se igualan las repeticiones; pues en
este punto se estaría cumpliendo con la
condición de inicio de grieta según modelo
teórico (inicio fase deterioro acelerado) y
término de serviciabilidad de la capa asfáltica
según AASHTO.
Ejes
Equivalentes
500.000
1.000.000
2.000.000
4.000.000
6.000.000
8.000.000
10.000.000
El Criterio Stradale para la selección del
espesor, aplica el siguiente procedimiento
metodológico:
Mínimo Espesor Teórico /
Máximo Espesor AASHTO
CBR
CBR
CBR
4%
8%
12%
0,94
1,00
1,00
0,91
0,97
1,00
0,88
0,92
0,95
0,84
0,89
0,91
0,81
0,87
0,88
0,80
0,85
0,89
0,80
0,84
0,86
_
X
0,98
0,96
0,92
0,88
0,85
0,85
0,84
Del cuadro se concluye que el espesor
teórico (et) respecto al máximo espesor
AASHTO (emáx), presenta los siguiente
valores indicativos:
1.- Diseño de estructuras alternativas según
Método AASHTO para varios espesores
de capa asfáltica, realizando la
verificación por capas para determinar
los espesores de capas granulares según
espesor de capa seleccionado.
SUELO DE FUNDACIÓN
SolicitacionesCBR < 8%CBR ∃ 8%
1.000.000 EE
et = 97% emáx
4.000.000 EE
= 89%
8.000.000 EE
= 85%
2.- Modelamiento Teórico de las Estructuras
y evaluación del estado Tensional para
cada estructura mediante programas
computacionales disponibles. (ELSYM5 u
otro)
et = 100% emáx
= 91%
= 89%
A fin de sensibilizar los costos y seguridad al
diseño para el espesor teórico, se presentan
los cuadros siguientes:
1.- Costos de Construcción del Mínimo Espesor Teórico
3.- Determinación
del
Número
de
Repeticiones según criterios de Fatiga en
la capa asfáltica y subrasante.
Ejes
Equivalentes
de 8,2 T
500.000
1.000.000
2.000.000
4.000.000
6.000.000
8.000.000
10.000.000
4.- Graficar en función del espesor de la
carpeta asfáltica la curva obtenida con el
modelo teórico y según AASHTO,
determinando el “Mínimo Espesor
Teórico” correspondiente al punto de
igualdad de repeticiones.
Mínimo Espesor Teórico /
Menor Espesor 6 cm
CBR
CBR
CBR
4%
8%
12%
1,05
1,08
1,09
1,07
1,10
1,12
1,07
1,08
1,10
1,08
1,11
1,11
1,06
1,10
1,12
1,08
1,09
1,12
1,07
1,10
1,12
_
X
1,07
1,10
1,08
1,10
1,09
1,10
1,10
2.- Costos de Mantenimiento del Mínimo Espesor
Teórico
5.- Evaluar las diferentes alternativas,
comparando sus índices de costos de
construcción, mantenimiento y seguridad
al diseño, según las condiciones
particulares de cada proyecto.
Ejes
Equivalentes
De 8,2 T
500.000
1.000.000
2.000.000
4.000.000
6.000.000
8.000.000
10.000.000
Aplicando el procedimiento, se obtienen los
siguientes
espesores,
para
diferentes
solicitaciones y capacidades de soporte de la
subrasante:
8
Mínimo Espesor Teórico /
Menor Espesor 6 cm
CBR
CBR
CBR
4%
8%
12%
0,18
0,00
0,00
0,22
0,07
0,00
0,26
0,26
0,11
0,29
0,21
0,18
0,34
0,24
0,21
0,34
0,26
0,20
0,34
0,26
0,22
_
X
0,06
0,10
0,21
0,23
0,26
0,27
0,27
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
3.- Índice de Seguridad del Mínimo Espesor Teórico
Mínimo Espesor Teórico /
Ejes
Máximo Espesor AASHTO
_
Equivalentes
X
CBR
CBR
CBR
De 8,2 T
4%
8%
12%
500.000
0,95
1,00
1,00
0,98
1.000.000
0,88
0,98
1,00
0,95
2.000.000
0,86
0,85
0,93
0,88
4.000.000
0,83
0,91
0,89
0,88
6.000.000
0,79
0,91
0,89
0,86
8.000.000
0,80
0,88
0,91
0,86
10.000.000
0,78
0,87
0,90
0,85
Considerando las variaciones de los índices
determinados en el presente estudio:
construcción, mantenimiento y seguridad al
diseño; es clara la necesidad de incluir estos
conceptos al momento de seleccionar los
diseños de los pavimentos.
El hábito común de diseñar estructuras con
un espesor mínimo de carpeta y completar su
capacidad estructural con capas granulares
más
gruesas,
en
general
no
es
recomendable. En estos diseños, las capas
granulares quedan sobredimensionadas,
presentan una menor seguridad y un
aumento en los costos de mantenimiento.
De estos cuadros se puede concluir que:
El costo de construcción, respecto a una
carpeta de 6 cm., tiene un incremento
promedio del 7% para CBR 4% y 10% para
CBR 8% y 12%
El criterio de diseño establecido en el
presente trabajo para la selección del
espesor mínimo de la carpeta asfáltica, no
pretende en modo alguno ser absoluto; más
bien lo que se busca es establecer criterios
comunes que permitan sensibilizar costos y
seguridad de diseño.
El costo de mantenimiento, respecto a una
carpeta de 6 cm., tiene una disminución
promedio del 28% para CBR 4%, y 16% para
CBR 8% y 12%.
El índice de seguridad del diseño, respecto al
máximo espesor AASHTO, presenta una
disminución promedio del 16% para CBR 4%,
y 8% para CBR 8% y 12%.
Del análisis del trabajo desarrollado se
concluye que el criterio propuesto es
adecuado y recomendable, lo que se
demuestra a través de sus beneficios de
menor costo de mantenimiento y mayor
seguridad del diseño, sin tener mayor
incidencia sobre el costo de construcción.
Del análisis de los resultados se desprende
que el criterio utilizado para determinar el
espesor mínimo teórico, es adecuado y
recomendable; y se demuestra a través de
sus beneficios de menor costo de
mantenimiento y mayor seguridad del diseño,
sin tener mayor incidencia sobre el costo de
construcción.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Del trabajo desarrollado se puede concluir
que, el modelamiento teórico por medio de
métodos elásticos mecanicistas es una
herramienta adecuada para la evaluación
estructural de los diseños empíricos
obtenidos por AASHTO.
Para efectos de evaluación comparativa, con
los criterios de fatiga, es posible estimar el
momento en el cual será necesario aplicar un
mantenimiento de la capa asfáltica e
introducir su costo en el análisis técnicoeconómico.
9
Rocco Inserrato, Michele Inserrato
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
REFERENCIAS
1.- AASHTO, American Association of State
Highway and transportation Officials.
“AASHTO Interim Guide for Design
Pavement Structures” .1972
2.- AASHTO, American Association of State
Highway and transportation Officials.
“AASHTO Guide for Design Pavement
Structures” .1993
3.- Ferrari Paolo, Collana Scientifica Instituto
Editoriale Internazionale. “Ingegnieria
Stradale Vol. II Corpo Stradale e
Pavimentazioni”.1979
4.- Inserrato Michele. Memoria para optar al
Título de Ingeniero Civil Universidad de
Chile “El Efecto de la Presión de Inflado y
otros Parámetros en los Factores de
Equivalencia de los Firmes Flexibles”.
1990
5.- Ministerio de Obras Públicas. Ord. No
11717 del 17.11.99 “Recomendaciones
Generales para el Diseño Estructural
según el Método AASHTO”. 1999
6.- Shell. International Petroleum Company
Ltda. “Shell Pavement Design Manual.
Asphalt Pavement Evaluation and
Overlay Design”. 1978
10
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
ESTABILIDAD COLORIMÉTRICA E INFLUENCIA DE LA ADICIÓN
DE PIGMENTOS INORGÁNICOS EN HORMIGONES SOMETIDOS A
DISTINTOS ESTADOS DE EXPOSICIÓN AMBIENTAL
AUTOR: Doctor Francicso C. A. Coelho
Ingeniero Civil, Universidade Estadual Vale do Acaraú
[email protected]
RESUMEN
Este trabajo se basa en los resultados y conclusiones de la tesis doctoral
realizada por el autor en el Departamento de Ingeniería Civil:
Construcción, de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos,
Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Madrid, bajo la
dirección del profesor José Calavera Ruiz, Catedrático de Edificación y
Prefabricación del mencionado Centro.
El estudio desarrollado tiene por objeto analizar las variaciones de color,
aspecto y durabilidad de los hormigones con adición de pigmentos
inorgánicos, sometidos a distintos estados de exposición ambiental
durante un período aproximado de un año. Para ello se emplearon dos
tipos de cemento portland (uno blanco y otro gris), y pigmentos rojo,
negro y amarillo, mediante la fabricación de hormigones de consistencia
plástica o fluida, en todos los casos. El seguimiento de los parámetros de
color del hormigón pigmentado se efectuó mediante medidas de
seguimiento de las coordenadas cromáticas L*, a*, b*, y la evaluación de
la durabilidad a partir de resultados de ensayos de caracterización físicomecánica.
ABSTRACT
This paper is based on the results and conclusions of the
author`s doctoral thesis for the Civil Engineering: Construction
Department of the School of the Civil Engineering, Polytechnic University
of Madrid, under the direction of Professor José Calavera Ruiz, Head of
the Schoool`s Department of Building and Precasting.
The purpose of the study is to analysis the variations in color,
appearance and durability of the concrete containing inorganic pigments
after exposure to different weathering conditions over a period of
approximately one year. Two types of Portland cement (white and grey)
were used, with red, black and yellow pigments, in the pigmented
concrete were monitored by periodic measurement of the colour
paramenters L*, a*, b* and durability was evaluated in terms of the results
of physical-mechanical characterization testing.
1
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
tejas), los cuales aún hoy en día provocan la
mayor demanda de pigmentos. Durante la
década de los 80 el hormigón coloreado
volvió a ser utilizado en obras in situ,
pudiendo citarse muchos ejemplos en países
como EEUU, Francia, Alemania, Bélgica o
España, tales como el Holocausto Museum
de Washington o el complejo Euro-Disney en
Francia. En España el Arquitecto Prof. Pérez
Luzardo construyó, con bastante éxito,
diversos edificios en las Islas Canarias
utilizando Hormigón Coloreado.
INTRODUCCIÓN
El hormigón es un material que presenta
grandes virtudes desde el punto de vista del
concepto
estructural,
debido
a
sus
características físicas, principalmente la
resistencia a compresión. Además, su
plasticidad le confiere la propiedad para
adoptar la forma de la superficie con la que
tiene contacto en estado fresco, hasta lograr
su estado físico definitivo,
una vez
endurecido. A estas virtudes debe añadirse la
estética, como resultado del buen manejo de
la forma, proporción, textura, color, etc. Así,
el hormigón, inventado hace más de un siglo
como pura necesidad estructural tiene su
aceptación como elemento arquitectónico
aumentado a través de la incorporación de
pigmentos que le confiere un extraordinario
valor estético.
El empleo de pigmentos, debido a su avidez
por el agua, presenta algunos interrogantes
en cuanto a la durabilidad futura de los
hormigones con ellos fabricados. La
experiencia de utilización en determinados
ambientes no ha sido muy buena,
produciendo corrosión de armaduras en
plazos inferiores a lo que era esperable.
También la estabilidad del color conseguido
ha sufrido en algunos casos variaciones en el
tiempo, produciendo tonos desvaídos y falta
de uniformidad.
La fabricación de Hormigón Coloreado no
difiere, fundamentalmente, del proceso
empleado para producir hormigones sin
pigmentos. Sin embargo, algunos factores
deben ser considerados durante su
producción con el objeto de optimizar el color
y la calidad deseada. La elección de los
agentes colorantes, tipo y color del cemento,
adecuada
relación
agua/cemento,
granulometría y color de los áridos, son
factores muy importantes para la obtención
de un hormigón de buena calidad, integridad
estructural y belleza permanente con bajo
coste de mantenimiento. Además, si se
conocen los factores que afectan al color
obtenido, se pueden lograr con mayor
facilidad proyectos duraderos y de gran
calidad.
OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN
El estudio experimental para la investigación
sobre la variación del color y textura
superficial del hormigón con adición de
pigmentos inorgánicos, sometidos a distintos
estados de exposición ambiental, ha tenido
por objeto investigar los siguientes aspectos:
Influencia de las variables en estudio sobre la
tonalidad de color y la destonificación
superficial del hormigón bajo distintas
condiciones ambientales.
Cambios de tono y luminosidad tras los
tratamientos de envejecimiento.
El primer caso de empleo de un hormigón
coloreado se realizó en el Reino Unido, con
la construcción del edificio para la fábrica de
cigarrillos “The Carreras Black Cat”,
utilizando pigmento natural ocre de
Sudáfrica. También se empleó vidrio molido
de Venecia en algunas columnas y cornisas,
con lo cual se consiguieron brillos rojos,
verdes y negros. En la actualidad el edificio
sigue en uso y sus paramentos exteriores
han sido pintados.
El hormigón coloreado no tuvo un desarrollo
importante posteriormente, salvo en el caso
de prefabricados (adoquines, baldosas,
Seguimiento del grado de ensuciamiento y
eflorescibilidad ocasionados, y eficacia del
sistema de limpieza.
Caracterización de la durabilidad de los
hormigones
pigmentados
respecto
a
dosificaciones patrón sin pigmento.
Estudio de los cambios en los parámetros
que influyen en la durabilidad del hormigón
pigmentado tras la exposición a los
tratamientos de exposición ambiental.
2
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
influencia de las variables diseñadas para el
estudio en las características cromáticas y de
durabilidad del hormigón coloreado, tanto a la
edad de 28 días, como después de la
aplicación de los tratamientos de exposición
ambiental durante un año.
PROGRAMA EXPERIMENTAL
PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN
El estudio desarrollado ha investigado la
influencia de las siguientes variables en el
hormigón pigmentado:
Tipo de cemento:
Cemento portland blanco BL II 42,5 R
Cemento portland compuesto CEM II/A-M
42,5 R
Relación agua / cemento:
Consistencia plástica
Consistencia fluida
Incorporación de pigmentos inorgánicos:
Pigmento Amarillo
Pigmento Negro
Pigmento Rojo
Ausencia de pigmento
DESCRIPCIÓN DE LAS VARIABLES DEL
ESTUDIO
En el presente trabajo se ha analizado la
influencia de las siguientes variables en los
hormigones coloreados con pigmentos
sometidos a distintos estados de exposición
ambiental:
Cemento: se fabricaron dos series de
hormigones, empleándose dos
tipos de
cemento, según su color, blanco (BL II 42,5 R)
o gris (CEM II/A-M 42,5 R).
Relación agua/Cemento: con independencia
del pigmento o cemento empleado y con la
finalidad de fabricar un hormigón con
consistencia plástica y otro fluido, se
establecieron dos dosificaciones en las que
las
relaciones
agua/cemento
fueron,
respectivamente: 0,52 y 0,67.
A las series resultantes de la combinación de
las variables anteriormente mencionadas les
fueron aplicados, durante un periodo
aproximado de 1 año, los tratamientos de
conservación o envejecimiento siguientes:
Exposición en cámara de curado estándar, a
la intemperie, a ciclos de humedad y secado,
y a radiación ultravioleta en cámara de
envejecimiento artificial acelerado
Pigmentos: en las distintas amasadas se
añadieron pigmentos de óxido de hierro, de
color amarillo, rojo o negro, según las
dosificaciones determinadas en la primera
fase del trabajo (ensayos previos para definir
las
proporciones
de
los
materiales
componentes). Además, se fabricaron
probetas de hormigón, empleándose los dos
tipos de cemento, sin pigmentos colorantes,
utilizadas
como
referencia
en
la
investigación. Se han fabricado 12 series,
correspondientes a la combinación de: dos
tipos de cemento, dos consistencias y
utilización de dos pigmentos y hormigón
patrón. En los hormigones fabricados con
cemento gris se han utilizado pigmentos
negro y amarillo, y en los fabricados con
cemento blanco pigmentos rojo y amarillo.
Las proporciones empleadas se indican
adelante.
Para la fabricación de las probetas se
emplearon proporciones de componentes
establecidas mediante la realización de
estudios
experimentales
previos,
considerando como punto de partida
dosificaciones usuales en la ejecución de
hormigones de edificación. Para el diseño de
las dosificaciones se incorporaron las pautas
necesarias para la toma en consideración de
las variables en estudio. La cantidad de
pigmentos
añadida,
así
como
el
procedimiento para su incorporación, fueron
definidos a partir de la información obtenida
en las fuentes bibliográficas consultadas.
Para una valoración numérica y comparativa
entre los cambios cromáticos del hormigón,
las
mediciones
fueron
realizadas
directamente sobre las probetas, y siempre
en la misma área seleccionada previamente.
La denominación de las series y probetas ha
sido la siguiente:
La primera letra identifica el tipo de cemento:
B: Cemento Portland Blanco BL II 42,5 R
G: Cemento Portland CEM II/A-M 42,5 R
Con los resultados obtenidos tras la
realización de los ensayos de color, físicos,
mecánicos y químicos, se ha determinado la
3
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
humedad, de acuerdo con la siguiente
secuencia:
La segunda letra identifica el tipo y color del
pigmento:
N: Pigmento Negro
R: Pigmento Rojo
A: Pigmento Amarillo
La tercera letra identifica la consistencia del
hormigón:
P: Consistencia Plástica (relación a/c=0,52)
F: Consistencia Fluida (relación a/c=0,67)
El número final indica el estado de
exposición ambiental al que se han sometido
las distintas series de probetas durante la
investigación, según se indica a continuación:
Conservación a 40 ºC
20 horas
Enfriamiento de 40 ºC a 20 ºC
4 horas
Conservación a 20 ºC
20 horas
Humectación
destilada
4 horas
Tabla 1
Identificación de las probetas según el tipo de exposición
ambiental
Exposición ambiental
Identificación
Cámara estándar
1y2
Ambiente exterior (intemperie)
3y4
Ciclos de humedad y secado
5y6
Cámara de radiación ultravioleta
7
Laboratorio (recinto interior)
8, 9 y 10
mediante
riego
con
agua
Cámara de radiación ultravioleta: Se ha
utilizado una cámara climática combinada
con radiación UVA para conseguir un
envejecimiento
acelerado
capaz
de
reproducir resultados que representen los
que se obtienen por exposición a la
intemperie, incluyendo el efecto de la luz
solar, la lluvia y los cambios de temperatura.
La temperatura de ensayo fue fijada a 40 ± 2
ºC, y la humedad relativa al 10%.
Para la realización de los ensayos fueron
mecanizadas rodajas de 5 cm de espesor a
partir de cada probeta nº 7 de cada serie,
para que pudiesen ser introducidas en el
recinto de la cámara climática y sometidas al
período de radiación ultravioleta. A fin de
conseguir unas condiciones uniformes de
exposición sobre las superficies de las
probetas, la posición de estas se ha
intercambiado
semanalmente.
Las
condiciones de exposición en la cámara
fueron sometidas las siguientes:
TIPOS DE EXPOSICIÓN AMBIENTAL
A
todas las series resultantes de la
combinación de variables anteriores se les
aplicaron los siguientes tratamientos de
envejecimiento:
Cámara Estándar: las probetas números 1 y
2 de cada serie fueron conservadas en
cámara húmeda estándar, a una temperatura
de 20 ± 2ºC y humedad relativa superior
95%, durante todo el plazo de un año.
Intemperie: las probetas, números 3 y 4 de
cada serie permanecieron expuestas a la
intemperie, durante todo el período de
envejecimiento.
Radiación ultravioleta (40 ± 2 ºC; 10% HR)
10 horas
Saturación por inmersión en agua
14 horas
METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO DE LAS
DOSIFICACIONES Y LA FABRICACIÓN
DEL HORMIGÓN
Cámara de Ciclos de Humedad/Secado: las
probetas números 5 y 6 de cada combinación
de variables fueron sometidas a períodos
cíclicos de humedad-secado. Para ello se ha
utilizado una cámara climática en la que se
han aplicado ciclos térmicos entre +20 ºC y
+40 ºC, y variaciones controladas de
Las dosificaciones empleadas en la
fabricación de los hormigones se fijaron a
través
de
amasadas
experimentales,
previamente elaboradas, considerando como
punto de partida dosificaciones usuales en la
4
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
elaboración práctica de hormigones de
edificación. Además, se han tenido en cuenta
los siguientes criterios: Empleo de un
contenido de cemento idéntico para todas las
dosificaciones (300 kg/m3); Empleo de los
mismos áridos (arena silícea 0/5 mm y grava
caliza 5/12 mm); Empleo de la cantidad de
aditivo necesaria para ajustar el hormigón a
la consistencia deseada, sin tener que
modificar la relación a/c. Además, en cada
grupo se emplearon dos relaciones
agua/cemento, con la finalidad de obtener
hormigones con consistencia plástica y fluida.
efectuó un control de la consistencia,
empleando cuando era preciso variaciones
de la cantidad de aditivo prefijada, para
ajustar el hormigón a la consistencia
deseada, sin tener que modificar la relación
a/c. También se determinó la resistencia a
compresión normalizada del hormigón de
cada amasada.
El ajuste a la consistencia deseada se hizo a
través de la adición de un agente
plastificante, en forma líquida, disperso en
agua.
10 probetas cilíndricas, de 10 cm de diámetro
y 20 cm de altura, utilizadas para los ensayos
de evaluación de durabilidad, tratamientos de
envejecimiento y medidas del color,
numeradas del 1 al 10. Transcurridos las
primeras 24 horas desde la fabricación, las
probetas números 9 y 10 se han mantenido
en ambiente interior del laboratorio y las
probetas números 1 a 8 se introdujeron en
cámara de curado estándar. Sobre las dos
probetas curadas en ambiente de laboratorio
(nº 9 y nº 10) se ha realizado, a los 35 días
de edad, la determinación de las
coordenadas cromáticas, porosidad, succión
por capilaridad y carbonatación. Las probetas
números 1 a 8, a los 35 días de edad se
sacaron de la cámara húmeda. Las
designadas como 1 a 7, fueron sometidas a
exposiciones ambientales diferentes: cámara
húmeda,
ciclos
de
humedad-secado,
intemperie y cámara ultravioleta. Sobre la
probeta nº 8 se determinó la penetración de
agua bajo presión. Sobre las siete probetas
expuestas a tratamientos de conservación o
envejecimiento
se
ha
realizado
periódicamente un seguimiento de las
coordenadas cromáticas en su superficie
(semanalmente el primer y quincenalmente el
segundo mes, y a continuación una vez al
mes), hasta completar el año de exposición,
momento en el cual se acondicionaron para
la realizaron de los ensayos. Las
determinaciones efectuadas al finalizar los
tratamientos de exposición ambiental fueron
las indicadas seguidamente: succión capilar,
carbonatación, porosidad y permeabilidad de
agua bajo presión. A partir de ese momento
todas las probetas se mantuvieron en
condiciones idénticas de almacenamiento
durante 16 meses, para conseguir su secado
“natural”, en un recinto cerrado ventilado, y
A partir de cada una de las amasadas
definidas en el apartado anterior, se han
fabricado 13 probetas, según se define a
continuación:
La dosificación básica, por m3, adoptada para
la fabricación de los hormigones con
cemento gris CEM II/A-M 42,5 R y cemento
blanco BL II 42,5 R, de cada tipo de mezcla,
fue la siguiente:
Cemento
Grava caliza 5/12 mm
Arena silícea 0/5 mm
Agua
300 kg
1200 kg
800 kg
160 l
Para la fabricación de los hormigones objeto
de nuestro estudio, se consideró la
información obtenida en la bibliografía
estudiada, según la cual se pueden
conseguir colores bien definidos utilizando
pequeñas cantidades de pigmentos, entre el
2 y el 5%, dependiendo del tipo y color
empleado. En general se acepta que, debido
al tamaño de sus partículas y diferente
densidad de conjunto, la exactitud y precisión
en las dosificaciones requieren que la
medición del pigmento se realice por peso. El
pigmento fue vertido a la amasadora junto
con el cemento y los áridos, en seco, antes
de la incorporación del agua.
A partir de lo descrito anteriormente, se
decidió emplear las siguientes proporciones:
Pigmento rojo......................................... 2,4%
Pigmento negro...................................... 2,5%
Pigmento amarillo.................................. 3,0%
El aditivo se mezcló en una porción del agua
de amasado previamente a su incorporación
a la amasadora. En todas las amasadas se
5
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
+ ∆L* = más Claro
+ ∆a* = más Rojo
+ ∆b* = más Amarillo
sobre las probetas resultantes del tratamiento
de exposición a la intemperie, se han
determinado de nuevo las coordenadas
cromáticas, antes y después de un proceso
de limpieza selectivo.
- ∆L* = más Oscuro
- ∆a* = más Verde
- ∆a* = más Azul
Con objeto de cuantificar, comparar y
estudiar la evolución de las coordenadas
cromáticas L*, a* y b*, se llevaron a cabo una
serie de mediciones sistemáticas sobre
probetas expuestas a los distintos estados
ambientales. La primera medida sobre las
probetas fue efectuada a los 35 días de
fabricación del hormigón. Durante este
período de curado inicial las probetas
permanecieron en cámara estándar, a
excepción de dos de cada tipología que
permanecieron en ambiente interior (nº 9 y nº
10). Posteriormente todas las probetas
fueron trasladadas a los distintos ambientes
de exposición, donde permanecieron hasta
que terminó la investigación. Durante los 2
primeros meses, se realizaron mediciones
semanales de las probetas sometidas a los
distintos ambientes. En el mes siguiente, el
intervalo se aumentó a 15 días, y una vez
finalizado este período y hasta completar el
año, se pasó a una medida por mes. Las
probetas que se mantuvieron en cámara
húmeda, eran sacadas de la cámara
inmediatamente antes de la medición, para
evitar que el agua existente en su superficie
se evaporara. Durante la realización de las
medidas pudo comprobarse la aparición de
eflorescencias en el exterior de las probetas
cuando
se
comenzaban
a
secar
superficialmente.
Tres probetas cilíndricas de 15 cm de
diámetro y 30 cm de altura, utilizadas para
determinar la resistencia a compresión
normalizada.
REALIZACION DE ENSAYOS
Determinación de la variación del color del
hormigón a través de sus coordenadas
cromáticas.
Para una valoración numérica precisa y
comparativa entre los cambios cromáticos del
hormigón sometido a distintos estados de
exposición ambiental, es necesario que las
medidas cromáticas se realicen empleando
métodos objetivos, como pueden ser las
efectuadas con espectrofotómetros en
condiciones normalizadas (ASTM E 308 y
ASTM D 2244).
Las mediciones de las coordenadas
cromáticas en los hormigones estudiados
fueron
realizadas
utilizándose
un
espectrofotómetro CM-2002 de Minolta, con
un ángulo de observación de 10 grados,
utilizándose un iluminante estándar D65, que
corresponde a la luz natural con radiación
ultravioleta. Esta es una técnica no
destructiva, ya que no afecta al soporte sobre
el que se realizan las mediciones, y permite
obtener
datos
sistematizados.
Las
mediciones se realizaron directamente sobre
un total de 10 localizaciones por probeta, y
siempre en la misma área, seleccionada
previamente
de
acuerdo
con
su
homogeneidad de color y tono, a simple
vista.
Determinación de la succión capilar
Las probetas utilizadas para el estudio de la
succión de agua en el hormigón fueron
sometidas a los períodos de secado
prefijados. El nivel de agua respecto a la
base inferior de la probeta se mantuvo a una
altura de 5 mm durante todo el ensayo,
mediante un dispositivo automático que
corregía las pérdidas de agua por absorción
de la probeta o por evaporación. Las
condiciones ambientales, humedad relativa y
temperatura de la sala de ensayo, se
mantuvieron estables en torno al 65 ± 5% y a
20 ± 2 ºC, respectivamente. A las 72 horas
de tratamiento se secaron superficialmente
las bases de las probetas para determinar
por diferencia de peso la succión de agua del
hormigón. Posteriormente se procedió a la
La escala cromática utilizada fue la Cielab,
1976 (CIE COLORIMETRY), tomando los
parámetros L*, a* y b*. En ésta la diferencia
de color se establece en función de la
variación de los siguientes parámetros:
6
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
de las probetas (dando tonos más pálidos) y
una reducción entre 2 y 10 uds. de la
saturación de color. La reducción de la
saturación de color parece está originada, a
cortas edades, por la formación abundante
de eflorescencias, y, a largo plazo, por
procesos asociados a la carbonatación del
hormigón, y lixiviación (en probetas
sometidas a ciclos alternos de humedad y
secado).
realización del ensayo de tracción indirecta,
según UNE 83306, en la cara perpendicular a
la utilizada para el ensayo de succión capilar.
En general, el perfil definido por el frente de
penetración de agua era homogéneo, de
forma que prácticamente coincidían en la
superficie exterior y en la interior de cada
probeta.
Determinación de la permeabilidad
Los mayores cambios se ponen de
manifiesto con los tratamientos de exposición
a la intemperie (Fig. 5) y a la radiación
ultravioleta.
En
general,
estos
envejecimientos producen un aumento de la
luminosidad comprendido entre 6 y 16 uds.
(tonos más pálidos), siendo las variaciones
un 100% superiores para el hormigón de
cemento blanco respecto a las resultantes
para el hormigón de cemento gris.
En general, la limpieza realizada no consigue
recuperar el color original del hormigón .
El procedimiento seguido para la realización
del ensayo coincide con el descrito en la
norma UNE 83309. Durante la aplicación del
tratamiento no se observaron manchas de
humedad en la superficie, ni exudación en el
contorno inferior de las probetas, por lo que
se puede garantizar que no hubo pérdidas de
agua. No se han observado exudaciones en
el contorno exterior de las probetas.
Tampoco se observó presencia de agua en la
cara opuesta a la aplicación de la presión.
Determinación de la porosidad
Sobre la durabilidad del hormigón
El ensayo de porosidad ha sido realizado
siguiendo método indicado en la norma
ASTM C-642.
Determinación
carbonatación
de
la
profundidad
La adición de pigmentos en los hormigones
de reducida relación a/c (consistencia
plástica) apenas tiene influencia en la
absorción capilar. En los hormigones de
consistencia fluida, al incorporar pigmentos al
cemento gris (CEM II/A-M 42,5 R) se detecta
un descenso de aproximadamente un 30%
en la absorción capilar.
de
Sobre una de las caras de fractura de las
probetas ensayadas a tracción indirecta, se
pulverizó una disolución alcohólica al 50%
con 1% de fenolftaleína. Transcurridos 2
minutos, se midió el espesor de la capa
incolora con una precisión de 1 mm,
determinando así la profundidad de la zona
carbonatada.
En los ensayos de permeabilidad a la edad
de 28 días se observa que la adición de
pigmentos no resulta desfavorable, salvo en
el caso del pigmento amarillo incorporado al
hormigón con cemento blanco y consistencia
fluida, que presenta una penetración de agua
a presión muy elevada (supera los 30 mm de
penetración media, especificados como valor
máximo en la EHE para obras en ambientes
III, IV, o expuestas a cualquier clase
específica de exposición).
ANÁLISIS DE RESULTADOS
A partir de los datos experimentales
obtenidos en el desarrollo del presente
trabajo de investigación, y del análisis de los
resultados,
pueden
establecerse
las
siguientes consideraciones:
Los resultados obtenidos tras un año de
conservación en cámara húmeda ponen de
manifiesto un aumento de la compacidad del
hormigón, con una microestructura menos
permeable, imputable a una mayor
hidratación del cemento, y esta disminución
de la permeabilidad es mayor (en términos
relativos respecto al valor inicial) en los casos
Sobre la variacion de color
El envejecimiento del hormigón lleva
asociado un aumento entre 4 y 10 uds. de los
valores de luminosidad, imputable a la
pérdida gradual de humedad en la superficie
7
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
en los que se han incorporado pigmentos,
comparados con los hormigones patrón (sin
pigmento).
La influencia de la incorporación de los
pigmentos colorantes inorgánicos en la
durabilidad del hormigón se ha evaluado en
función de la variación que se observa en los
valores de absorción capilar, permeabilidad,
porosidad y profundidad de carbonatación.
En base a estos parámetros, la incorporación
de los pigmentos lleva asociada una
disminución de la durabilidad. Esta
afirmación se basa en que si se comparan
los hormigones que incorporan pigmentos
con sus respectivos patrones (sin adición de
colorante inorgánico), los primeros presentan
una
microestructura
más
porosa
y
absorbente, con mayor permeabilidad al
agua y al CO2 atmosférico. Este
comportamiento defectuoso es más acusado
en las tipologías de hormigón fabricadas con
pigmento amarillo, cuyo factor de forma y
tamaño (presenta morfología acicular) parece
modificar la microestructura de la pasta de
cemento influyendo negativamente en la
durabilidad
La incorporación de pigmento lleva asociado
un incremento en la porosidad del hormigón,
siendo el pigmento amarillo el que produce el
mayor aumento.
El empleo de uno u otro cemento no afecta
de forma significativa a la profundidad de
carbonatación.
CONCLUSIONES
Como resumen de las consideraciones
presentadas
pueden
establecerse
las
siguientes conclusiones:
Las variaciones de las coordenadas
cromáticas analizadas en hormigones con
adición de pigmentos inorgánicos sometidos
a distintos tratamientos de exposición
ambiental, consisten fundamentalmente en la
disminución de la luminosidad (dando tonos
más pálidos) y en la reducción de la
saturación de color (resultando tonalidades
más apagadas).
BIBLIOGRAFIA
1.- ACI Committee 201. Durabilidad del
hormigón. Instituto Mexicano del Cemento
y del Concreto. Editorial LIMUSA. 1979.
2.- ACI
Committee
311.
Manual
de
inspección del hormigón. American
Concrete Institute. 1985.
3.- ACI Committee 303. Guide to cast-inplace architectural concrete practice.
American Concrete Institute. 1974.
4.- ADAM, M. Aspectos del hormigón.
Técnicas.
Realizaciones.
Patología.
Editores Técnicos Asociados, S.A. 1975.
5.- ASTM D 2244 - 84. Standard test method
for calculation of colour differences from
instrumentally
measured
colour
coordinates.
6.- ASTM C 979 - 82. Standard test method
for pigments for integrally coloured
concrete.
7.- BÜCHNER, G.
Pigments in concrete
production. Betonwerk Fertigteil Technik.
nº 8. 1991.
8.- BÜCHNER, G. JUNGE, C.H.
Colour
fluctuations in the production of colored
concrete. Betonwerk-Fertigteil Technik.
1982.
De los cuatro tratamientos de exposición
aplicados, el de conservación en cámara
húmeda es el único en el que se mantienen
estables los parámetros cromáticos. La
exposición a ciclos de humedad-secado
apenas produce alteraciones en los
hormigones patrón sin pigmento, pero en los
hormigones pigmentados pone de manifiesto
una disminución de la viveza de los colores y
tonos
más
pálidos.
Estas
mismas
alteraciones se producen de una forma más
intensa durante los tratamientos de
exposición a la intemperie y a la radiación
ultravioleta, llegando a generar una
significativa
destonificación
del
color,
especialmente cuando se emplea pigmento
rojo.
El sistema de limpieza aplicado al finalizar los
envejecimientos, consistente en un cepillado
con agua ligeramente acidulada y posterior
aclarado con agua destilada, no consigue
recuperar el aspecto original del hormigón.
En algunos casos la limpieza no sólo no
revierte a la coloración original, sino que
produce el efecto contrario, llegando a
producir tonos más desvaídos.
8
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
of
prevention.
Betonwerk
Fertigteil
Technik. 1987.
26.LOPEZ, P. Durabilidad del hormigón.
Curso sobre patología, rehabilitación y
refuerzo de obra de hormigón armado.
INTEMAC. 1992.
27.MONKS, W. Visual concrete. Design
and production. Cemento and Concrete
Association. 1980.
28.MOWAT, G.C.; SYMONS, M.G.
Physical properties of concrete containing
Pigments. Institution of engineering.
Australia civil engineering transactions. vol
24 - nº 2. 1982.
29.NEVILLE, A. Properties of concrete
.Longman Scientific & Technical. 1995.
30.NEVILLE, A. Concrete Technology.
Longman Scientific & Technical. 1994.
31.NORMAS UNE. AENOR
32.PCI. Color, form & texture in
architectural precast concrete.
33.PLENKER, H. H. The metering and
dispersion of pigments in concrete.
Betonwerk Fertigteil Technik. Nº 9. 1991.
34.RABER, P. Pigmentation of concrete
and mortar. Modern Concrete. 1974.
35.ROBINSON,
R.C.
Architectural
precast concrete. The complete palette.
Concrete International. 1992
36.PEREZ LUZARDO, J.M. Hormigones
coloreados. Textura y color en el
hormigón. Escuela Técnica Superior de
Ingenieros de Caminos, Canales y
Puertos. Tesis Doctoral dirigida por J.
Calavera. Madrid. 1992.
37.RIZZO, E.H.; BURNS, M. The
durability of exposed aggregate concrete.
Concrete International. 1989.
38.RODRIGUEZ-TORICES,
M.
A.
Control de calidad de hormigón visto.
Colegio Oficial de Aparejadores y
Arquitectos Técnicos de Madrid. 1988.
39.SCHLEUßER, W. Colouring concrete
with pigments. Betonwerk Fertigteil
Technik. nº 8. 1991.
40.TEICHMANN, G. Pigment metering in
the production of Concrete
41.TEICHMANN, G. Practical methods
for determining the tinting strength of
pigments in concrete. Betonwerk Fertigteil
Technik. 1993.
42.TEICHMANN, G. The use of
colorimetric methods in the concrete
Industry. Betonwerk Fertigteil Technik. vol.
56 - nº 11. 1990.
9.- BS 1014. Pigments for portland cement
and portland cement products. British
Standard Institution. 1975
10.CABRERA J.; LYNSDALE, C.
Coloured concrete. A state of the art
review. Concrete, the Journal of the
Concrete Society. Vol. 23. nº 17. 1989.
11.CALAVERA,
J.
Patología
de
estructuras de hormigón armado y
pretensado. Intemac. 1996
12.CÁNOVAS, M.F. Hormigón. Colegio
de Ingenieros de Caminos, Canales y
Puertos. Madrid. 1996.
13.CÁNOVAS,
M.F.
Patología
y
terapéutica del hormigón armado. Editorial
Dossat. 1984
14.CEB. Durabilidad de estructuras de
hormigón. Guía de diseño CEB. GEHOCEB. 1993
15.DABNEY,
C.M.
Coloured
architectural
concrete.
Concrete
International.1984.
16.DABNEY, C.M. Impact of colour in
concrete. Concrete International. 1990.
17.DELIBES,
A.
Tecnología
y
propiedades mecánicas del hormigón.
INTEMAC. 1993.
18.EH-91. Instrucción para el proyecto y
la ejecución de obras de hormigón en
masa o armado. MOPT.1991.
19.FORT, R. Caracterización cromática
de los materiales de construcción. Madrid.
1996.
20.KOHNERT, L. Colouring of concrete.
Instructions for the processing of
pigments. Betonwerk Fertigteil Technik.
1997.
21.KRASOWSKY,
J.
Concreto
Arquitectónico. Textura, color, problemas
y soluciones. Construcción y Tecnología.
IMCYC.1997
22.KRASOWSKY,
J.
Concreto
arquitectónico. Cuidados especiales en su
fabricación. Construcción y Tecnología.
IMCYC.1997
23.KRESSE, P. Colour changes during
the weathering of pigmented concrete.
Betonwerk Fertigteil Technik. vol. 48 - nº
8. 1982.
24.KRESSE, P. Use of colour in
concrete. The erosion of concrete and
plant growth. Betonwerk Fertigteil Technik.
vol 56 - nº 11. 1990.
25.KRESSE,
P.
Efflorescence.
Mechanism of occurrence and possibilities
9
Francisco Coelho
[email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
43.TRUB, U.A. Superficies de hormigón
visto. Editores Técnicos Asociados. 1977.
44.VALDEOLIVAS,
E.
M.;
POSTIGUILLO, J.R. Hormigones vistos:
influencia de los materiales constituyentes
en sus cualidades superficiales. Ingeniería
Civil. 1984.
45.VEIT A.M. Iron oxides pigments: state
of the art. Betonwerk Fertigteil Technik.
1997.
46.VEIT A.M. Suggestions for improving
coloured concrete products. Betonwerk
Fertigteil Technik. vol. 60 - nº 11. 1994.
47.VAN WALLENDAEL, M. Pigments
study to colour cement based materials.
Scientifique et Technique pour L'Industrie
Cimentier rapport de recherche. 1984.
48.WURSCHUM, G. Coloured concrete.
Weighing and dosing of pigment dye.
Betonwerk Fertigteil Technik. vol. 55 - nº
11. 1989.
10
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO VIAL GEOMÉTRICO
AUTOR: Rocco Inserrato
Pontificia Universidad Católica de Chile
Escuela de Construcción Civil
[email protected]
CO-AUTORES: José Pedro Mery
Pontificia Universidad Católica de Chile
Escuela de Construcción Civil
[email protected]
Carlos Aguirre Núñez
Pontificia Universidad Católica de Chile
Escuela de Construcción Civil
[email protected]
1
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
RESUMEN
La metodología se desarrolla como una primera versión, que facilitará
aproximarse a la selección de una velocidad de diseño y dimensionamiento
de la sección transversal para carreteras bidireccionales de dos pistas,
acorde a la demanda proyectada.
Para la predicción de las condiciones operativas del flujo vehicular se utilizó
el modelo del Manual de Capacidad de Carreteras (H.C.M), versión 1995 del
Highway Research Board ( H.R.B).
La evaluación económica en términos sociales de los diferentes estándares
geométricos y condiciones operativas del flujo vehicular se cuantificó con los
costos de construcción y beneficios por ahorro de costos de operación y
tiempos de viaje. Además, se incluyen los costos de conservación a fin de
asegurar una mínima velocidad de operación por condiciones de calidad de
la superficie de rodado.
Los costos de operación de los vehículos para diferentes escenarios de
calidad del servicio y seguridad del usuario, se determinan en base a
rendimientos y/o consumos obtenidos de estudios experimentales,
empresas de transporte y/o fabricantes de vehículos, con modelos
elaborados para este trabajo.
A objeto de analizar variaciones en los costos y/o demanda proyectada, el
programa de cálculo propuesto permite adoptar, en forma fácil, diferentes
valores y criterios, según lo estime el profesional evaluador.
ABSTRACT
The methodology is developed like a first version, that it will help to approach
to the selection of a design speed and sizing of the cross-sectional section
for bidirectional two-track highways, according to theproiected demand.
For the prediction of the operative conditions the vehicular flow was used the
model of the Manual of Highways Capacity (H.C.M.), Highway Research
Board (H.R.B.) 1995 version.
The economic eyaluation, in social terms of the different geometric
standardts and operative conditions of the vehicular flow, was quantified with
the costs of construction and benefits by savings in operation costs and trip
times. Besides, the conservation costs are included in order to ensure a
minimum speed operation by conditions of the rolling surface quality.
The operation tosts for vehicles on different scenerys of service quality and
user's security are determined from yieds and/or consumptions obtained
from experimental studies, trans port companies and/or vehicle's
manufacturers, with models developed for this work. In aims to analyze
variation in the costs and/or proiected demand, the program of proposed
calculation allows to take, in an easy way, different values and criteria as the
evaluator considerates.
2
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
estudiada para cada proyecto como base para
la velocidad geométrica de diseño.
INTRODUCCIÓN
Dentro de la labor académica y profesional de
investigar, el presente trabajo forma parte de
las líneas de investigación del Departamento
de Obras Civiles de la Escuela de Construcción
Civil de la Pontificia Universidad Católica de
Chile y pretende en esta primera etapa,
analizar las metodologías y criterios para el
diseño vial geométrico, utilizando criterios y
modelos del HRB1 y que posteriormente serán
adaptados a la realidad chilena, en especial en
lo correspondiente a velocidad y costos de
operación.
DIAGNÓSTICO
El Manual de Carreteras MOP destaca la
especial relevancia de la velocidad de
operación (o velocidad espacial) y de los
tiempos de viaje como factores determinantes
en la verificación del nivel de servicio, grados
de congestión y aspectos económicos del
transporte en los estudios de ingeniería vial.
Adicionalmente, el mismo Manual hace expresa
referencia a la dependencia que tiene la
velocidad de diseño no sólo respecto de la
geometría vertical y horizontal, sino que
también de factores tales como la función
asignada a la carretera, el volumen y
composición del tránsito, la topografía de la
zona, y el costo que resulta de seleccionar una
velocidad de diseño dentro de un determinado
rango asociado a la carretera, justificándose
velocidades altas para terrenos planos o
medianamente ondulados y más bajas para
terrenos montañosos.
Al igual que gran parte de las redes viales en el
mundo, la red vial nacional está compuesta
predominantemente
por
caminos
bidireccionales de calzada única. En la mayoría
de los casos, estas vías van asociadas a
demandas de tráfico que no justifican la
duplicación de calzada, pero que si necesitan
de un buen diseño que proporcione
accesibilidad y movilidad al usuario, bajo un
cierto nivel de servicio.
La importancia de la capacidad radica en su
facultad para acomodar el flujo de vehículos
acorde a una adecuada movilidad. Es una
medida de la oferta, en tanto que el nivel de
servicio es una medida de la calidad del flujo.
El análisis de la capacidad permite dar
respuesta a interrogantes como: ¿cuál es la
calidad de servicio que presta una carretera en
un período determinado?, ¿cuál es el
incremento de tránsito que puede ser
soportado?, ¿qué ancho de pistas y bermas
deben ser diseñadas para satisfacer un flujo a
un cierto nivel de servicio y que sean
compatibles con la velocidad de diseño
deseada, además de los mínimos costos de
operación?, ¿qué tipo de camino es necesario
para acomodar un flujo esperado?, ¿cómo
incide la configuración del tráfico en los
volúmenes de servicio y costos de operación?
En la medida que el tránsito y las interferencias
(obstrucciones laterales, anchos de pista,
anchos de berma y visibilidad) a la circulación
sean bajas, la velocidad de operación tenderá a
ser similar a la de diseño y el nivel de servicio
por tanto aumentará. Pero, ¿qué pasa si el
tránsito cambia, aumenta o disminuye y las
interferencias
no
están
debidamente
consideradas en el diseño? Podría ocurrir que
las velocidades de operación presenten
notorias diferencias respecto de las de diseño.
¿No sería mejor estimar primero una velocidad
óptima de operación asociada a la demanda,
capacidad, volumen se servicio y costos de
operación, para luego compatibilizarla y
armonizarla con la velocidad de diseño?, ¿no
sería mejor optimizar la sección transversal a
través de un estudio de sensibilidad entre
demanda, capacidad, volúmenes de servicio y
velocidad de diseño, en vez de fijar por
separado tanto dicha sección como esta
última?
En el análisis de la capacidad se identifica a la
velocidad de operación como una de las
variables fundamentales a considerar en la
evaluación económica y operacional de la
carretera. Esta velocidad no sólo condiciona la
geometría, sino que también los costos de
operación y movilidad, y por lo tanto debe ser
1
OBJETIVOS
En el entendido que toda inversión vial debe ir
íntimamente
ligada
a
evaluaciones
económicas, este trabajo propone considerar la
aplicación del modelo de circulación
Highway Research Board, 1995.
3
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
determinar los volúmenes que pueden circular
para diferentes niveles de servicio y
condiciones de la carretera.
actualizado a 1995 y orientado a optimizar la
capacidad vial de las carreteras bidireccionales
de dos pistas desde la perspectiva de una
armonización entre los criterios de diseño
geométrico (velocidad de diseño),la relación
capacidad-volumen de servicio (velocidad de
operación), y por último ,las inversiones y
costos
asociados,
como
herramienta
fundamental para la planificación vial, toma de
decisiones y diseño de las obras, en términos
de estimación de calidad de servicio y
optimización de recursos.
La carretera bidireccional de dos pistas está
conformada por una pista para cada sentido de
circulación, en donde el adelantamiento de los
vehículos más lentos requiere utilizar la pista
del sentido opuesto en la medida que los
vehículos contrarios lo permitan. A medida que
aumenta el volumen de servicio y/o las
restricciones geométricas, disminuye la
posibilidad de adelantar, dando lugar a la
formación de filas de vehículos, que se ven
afectados por demoras en el desplazamiento.
Objetivo General
Presentar una metodología alternativa que
permita a los planificadores y proyectistas
seleccionar el estándar geométrico de una
carretera bidireccional y evaluar sus costos
asociados para diferentes condiciones
operativas del flujo vehicular.
Como ya se ha visto, estas carreteras están
orientadas a satisfacer la integración y
conectividad entre zonas generalmente rurales
o entre centros generadores de tráficos de
buena distancia, sin interrupciones de diseño
para la circulación. Adicionalmente, muchos de
estos caminos suelen tener un valor agregado
turístico que exige la no interrupción ni demora
de la circulación a fin de poder contemplar el
panorama.
Objetivos específicos
Presentar conceptos y relaciones actualizadas
para el cálculo de la capacidad y volúmenes de
servicio para carreteras bidireccionales de dos
pistas, basados en el Manual de Capacidad de
Carreteras 1995, HRB.
Estimar la rentabilidad social de los distintos
escenarios de diseño y volúmenes de servicio.
Resulta frecuente observar que el criterio de
diseño para caminos cuando la topografía es
más bien plana, es utilizar velocidades de
diseño cercanas o superiores a los 90 KPH.
Los estudios han demostrado que la velocidad
en estas carreteras es muy poco sensible al
volumen de servicio, siendo el porcentaje de
demora en tiempo (que afecta a los
conductores) la variable más influyente, sobre
todo para velocidades menores a 80 KPH.
Estos estudios en todas las comparaciones de
capacidad para estas carreteras han
considerado un modelo basado en condiciones
base de referencia denominadas condiciones
ideales o prevalecientes de las carreteras
(Tabla 1).
METODOLOGIA
DE
CÁLCULO
DE
CAPACIDAD Y VOLÚMENES DESERVICIO
Capacidad y Niveles de Servicio para
carreteras bidireccionales de dos pistas.
El Manual de Capacidad de Carreteras de 1995
desarrolló y propuso un modelo que es el de
más extensa utilización en el análisis y gestión
para estas carreteras. El modelo define tres
parámetros para caracterizar la calidad de
servicio de una carretera de dos pistas:
velocidad media de recorrido, demora
producida por las filas de vehículos y utilización
de la capacidad.
Definiciones básicas
En el desarrollo de la metodología se han
utilizado la simulación microscópica combinada
con datos empíricos adicionales, junto a
consideraciones teóricas. Con ello, el modelo
permite dos tipos de análisis; uno de circulación
y otro para planificación vial. El primero permite
determinar el nivel de servicio de la carretera
abierta al tránsito en condiciones reales, o para
futuras condiciones en proyecto. El segundo
permite a planificadores y proyectistas
Velocidad de operación, Vop (o velocidad
media de recorrido): representa la movilidad de
la carretera y se define como la longitud del
tramo dividido por el tiempo medio de viaje de
los vehículos que circulan en ambas
direcciones.
Velocidad promedio del camino: corresponde al
promedio ponderado para variaciones en la
4
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
velocidad de diseño.
tramo con prohibición de adelantar es cuando
la distancia de visibilidad sea menor o igual a
450 metros. En los procedimientos de cálculo
se usa el porcentaje medio de tramos con
prohibición de adelantar en ambos sentidos.
Porcentaje de demora en tiempo: es el
porcentaje medio en exceso del tiempo total del
recorrido de los vehículos que se ven
demorados al viajar en fila a velocidad inferior a
la deseada. Este porcentaje refleja la calidad
de servicio variable que perciben los
conductores ante un variado grupo de
características geométricas y de tráfico. Para
bajos volúmenes de servicio, los vehículos no
se ven sensiblemente afectados por las
demoras, dada la baja demanda de
adelantamiento.
El porcentaje típico de tramos con prohibición
de adelantamiento observado oscila entre 20%
y 50% y en terrenos montañosos de geometría
restringida este porcentaje puede elevarse
fácilmente a 100%.
Volumen de servicio horario (VSn): se define
como el volumen horario de demanda máxima
normal anual y corresponde al volumen
asociado a la trigésima hora de mayor
demanda para el nivel de servicio n. Se
expresa en vehículos/hora.
Relación v/c: es la utilización de la capacidad y
representa la función de accesibilidad y se
define como la relación entre volumen de
servicio y capacidad.
Volumen de servicio diario anual (VSDn): se
define como el volumen de demanda máxima
media diaria anual que puede soportar la
calzada en ambas direcciones para el nivel de
servicio n. Se expresa en vehículos/día. Ver
ecuación Ec.4.
Condiciones ideales (o prevalecientes): son
aquellas condiciones no restrictivas desde el
punto de vista de características geométricas
de la circulación (tránsito) y del entorno
(carretera y topografía del lugar). Se indican en
la Tabla 1.
Factor de hora punta (FHP): corresponde al
cuociente entre el volumen de servicio horario y
el volumen de servicio máximo para 15
minutos. Ver valores en Tabla 6.
Capacidad: se define como el número máximo
de vehículos por unidad de tiempo que pueden
pasar por una sección de una carretera bajo
condiciones ideales de trazado, tránsito y
topografía, y se expresa en número de
vehículos / hora. La capacidad para carreteras
bidireccionales de dos pistas bajo condiciones
ideales se estima en 2.800 vehículos
livianos/hora para el total de la calzada y con
una distribución por sentidos igual a 50/50.
Factor de hora de proyecto (K): corresponde a
la proporción del volumen de servicio diario que
se espera alcanzar en la hora de proyecto. Es
decir, K = VSn / VSDn. Usualmente varía entre
0,10 y 0,15 para caminos de tránsito mixto con
variaciones estacionales moderadas y
elevadas, respectivamente.
Distribución por sentidos: se define como la
repartición en porcentaje de la demanda del
flujo vehicular total de la calzada. La mayoría
de las distribuciones observadas oscilan entre
55/45 y 70/30. Sin embargo en carreteras
turísticas o de otra índole, la distribución puede
llegar a 80/20 o más durante fiestas o períodos
punta; este factor induce a variaciones en las
velocidades de operación y porcentajes de
demora en tiempo para cada sentido de
circulación.
Nivel de servicio (NSn): este concepto
representa la combinación de las condiciones
de operación que se produzcan en una
carretera debido a los volúmenes de tránsito en
circulación. Es una medida cualitativa del
efecto producido por factores como la
velocidad, la demora en tiempo, la seguridad,
los costos de operación, y la posibilidad de
mantener la velocidad de operación deseada,
entre otros. De manera resumida, se puede
decir que los niveles de servicio para estas
carreteras incluyen complementariamente los
criterios de movilidad y accesibilidad. Se
distinguen 6 niveles (A al F) entre velocidades
mayores de 90 KPH y menores de 56 KPH,
respectivamente, según Tabla 2.
Restricción de adelantamiento: la frecuencia o
porcentaje de la longitud de recorrido con
prohibición de adelantamiento a lo largo del
camino afecta a la calidad de alineación y
condiciones de operación de la carretera. Un
5
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
adelantamiento exceda la capacidad. Para
mayores volúmenes de tránsito empieza a
producirse la unión de columnas y una
reducción significativa de la capacidad de
adelantamiento. El porcentaje de demora en
tiempo sube hasta un máximo de 60%. En
condiciones ideales se pueden alcanzar
volúmenes de servicio de hasta 1.200 veh/hr.
Niveles de Servicio
Para optimizar la función de las carreteras, los
criterios de nivel de servicio consideran
conjuntamente los criterios de movilidad y
accesibilidad. La medida esencial de la calidad
del servicio es el porcentaje de demora en
tiempo. Como medida secundaria se
consideran la velocidad y la utilización de la
capacidad. Los criterios de nivel de servicio se
definen para períodos punta de 15 minutos y
tramos de longitud significativa (igual o superior
a 3 km).
Nivel de servicio D
. Al entrar el tránsito en
el nivel de servicio D se aproxima al régimen
inestable. Ambos sentidos empiezan a
funcionar separadamente, ya que el
adelantamiento se hace en extremo difícil. La
demanda de adelantamiento se eleva y por el
contrario, la capacidad de adelantamiento
tiende a valor nulo. Se observan frecuentes
filas de 5 a 10 vehículos aun cuando en
condiciones ideales todavía se pueden
mantener velocidades de 80 KPH. La
proporción de sectores sin visibilidad de
adelantamiento a lo largo de un tramo tiene
usualmente
poca
influencia
en
el
adelantamiento. Los vehículos que giran y las
distracciones debidas al entorno producen
oscilaciones en el tránsito. El porcentaje de
demora en tiempo se acerca al 75%. En
condiciones ideales se pueden alcanzar
volúmenes de servicio hasta 1.800 veh/hr. Este
es el máximo volumen que se puede mantener
durante un cierto tiempo, sobre un tramo largo
en terreno plano, sin que se produzca una alta
probabilidad de congestión.
Nivel de servicio A. La máxima calidad de
servicio se produce cuando los conductores
son capaces de circular a la velocidad que
desean. Cuando no hay una estricta vigilancia
del cumplimiento de la normativa legal, la
máxima calidad, representativa del nivel de
servicio A, da lugar a velocidades de operación
en torno a los 96 KPH. Para mantener estas
velocidades no es preciso una gran frecuencia
de adelantamientos. La demanda de
adelantamiento está muy por debajo de la
capacidad de adelantamiento y apenas se
observan filas de 3 o más vehículos. Los
conductores no sufren demoras superiores al
30% debido a los vehículos más lentos. En
condiciones ideales se puede alcanzar un
volumen de servicio máximo de 420 veh/hr
para el total de la calzada.
Nivel de servicio B
. Este nivel representa
unas condiciones de tránsito que en terreno
plano permiten velocidades de 88 KPH o algo
superiores. La demanda de adelantamiento
necesaria para mantener las velocidades
deseadas es importante y aproximadamente
igual a la capacidad de adelantamiento para el
límite inferior del nivel de servicio B. Los
conductores tienden a sufrir demoras de hasta
45% en promedio. Bajo condiciones ideales se
pueden alcanzar volúmenes de servicio
máximos de 750 veh/hr. Sobre esta cantidad el
número de filas que se forman comienza a
incrementarse rápidamente.
Nivel de servicio E. Este nivel define las
condiciones de tránsito cuando se produce un
porcentaje de demora en tiempo mayor a 75%.
En condiciones ideales las velocidades tienden
a bajar de los 80 KPH. Las velocidades de
operación en condiciones bajo las ideales
tienden a ser más bajas, llegando incluso a 40
KPH en pendientes de longitud importante. El
adelantamiento es prácticamente imposible en
este nivel y la formación de filas se intensifica
al encontrarse vehículos más lentos u otra
clase de interrupciones. El máximo volumen
alcanzable en el nivel de servicio E define la
capacidad del camino. Esta capacidad es de
2.800 veh/hr total para ambos sentidos. Para
otras condiciones de terreno la capacidad
disminuye porque se refieren a la ideal, por ello
las relaciones v/c de la Tabla 2. no llegan en
todos los casos a 1.0. Las condiciones del
tránsito en capacidad son inestables y difíciles
de predecir.
Nivel de servicio C
. Al seguir aumentando
el volumen de vehículos se entra en el nivel de
servicio C, dando lugar a importantes
incrementos en la formación de filas que
impiden el adelantamiento. La velocidad de
operación aún supera los 83 KPH en terreno
plano, aun cuando la demanda de
6
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
velocidad media de recorrido con valores que
varían según el tipo de terreno. La tabla incluye
los valores máximos de la relación v/c (volumen
de servicio/capacidad) para tres tipos de
terreno y para los niveles de servicio A a F. Los
criterios de los niveles de servicio de la tabla se
refieren a tramos largos de carreteras de
longitud mayor o igual a 3 Km. y pendiente
menor o igual a 3%, en los que su objetivo
principal es lograr una movilidad eficiente. En
aquellos tramos en que las velocidades están
restringidas por ley o por señales, el porcentaje
de demora en tiempo y la utilización de la
capacidad (v/c) son los únicos parámetros
significativos del nivel de servicio.
Nivel de servicio F. Representa un tránsito muy
congestionado con una demanda superior a la
capacidad. Los volúmenes son superiores a la
capacidad (indicando sobrecarga) y las
velocidades son inferiores al nivel E. El
volumen de servicio para este nivel se puede
estimar en 25% más que el volumen del nivel E
y con una velocidad de operación asociada de
8 KPH, debido a la rápida transición al nivel F.
La Tabla 2. muestra los criterios de nivel de
servicio para tramos de condiciones ideales.
Para cada nivel servicio se indica el porcentaje
de demora en tiempo. También se indica la
Tabla I.
Condiciones Ideales Para Carreteras Bidireccionales
De Dos Pistas Según HCM 1995
CARACTERÍSTICA
CONDICION IDEAL
1
Velocidad promedio del camino
>= 96 KPH
2
Distancia a obstáculos
(1)
laterales
>= 1.8 mt
3
Anchos de pista
>= 3.6 mt
(2)
4
Restricción de adelantamiento
5
Flota vehicular
6
Distribución de tráfico por pista
7
Restricción vehicular
8
Terreno
(3)
Ninguna
Vehículos livianos
(4)
50 / 50
Ninguna
Plano
(1) Medida desde el borde de la pista.
(2) Considerando restricciones legales, normativas y técnicas.
(3) Vehículos livianos: autos y camionetas, en general de pasajeros.
(4) Tráfico no interrumpido por: cruces, prohibiciones, etc.
7
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Tabla 2
Niveles De Servicio Para Tramos De Carreteras De Dos Pistas Y Características Geométricas Normales
TERRENO ONDULADO
0.01
0.1
0.57
0.52
0.48
0.46
0.43
>=70
0.58
0.5
0.45
0.4
0.37
0.33
0.94
0.92
0.91
0.9
0.9
>=56
0.91
0.87
0.84
0.82
0.8
0.78
F
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
<56
0.16
0.02
0.12
0.62
E
0.97
0.2
0.04
0.13
>=78
0.23
0.07
0.16
100
>=64
0.28
0.09
0.20
Vop
80
<64
0.33
0.14
0.25
60
0.57
0.39
>=90
>=86
40
1
>=78
0.03
0.13
20
0.58
0.28
0.04
0.15
0
1
0.3
0.05
0.17
100
0.59
0.32
0.07
0.19
80
1
0.35
0.1
0.23
60
0.6
0.39
0.15
0.26
40
1
0.42
Vop
>= 91
>= 86
20
0.62
>=82
0.04
0.16
0
1
0.32
0.05
0.17
100
0.64
0.33
0.07
0.19
80
1
0.34
0.09
0.21
60
>=80
0.36
0.12
0.24
40
>=72
0.39
0.15
0.27
20
% PROHIBIDO ADELANTAR
<72
0.43
Vop
>=93
>=88
0
TERRENO MONTAÑOSO
% PROHIBIDO ADELANTAR
>75
>=83
% dem. En
Tpo.
<=30
TERRENO PLANO
% PROHIBIDO ADELANTAR
100
C
<=45
B
<=60
A
RELACION V/C (referida a capacidad ideal de 2.800 veh/hr y para VPC >= 96 KPH)
-
-
-
-
-
-
D
<=75
N
S
Para otras VPC bajo 96 KPH, reducir Vop en 6.4 KPH por cada 16 KPH de reducción de VPC.
normalmente a tramos de longitud no inferior a
3 Km. y pendientes no mayores a 3%.
Las características geométricas incluyen una
descripción general de las características de la
sección longitudinal y específica sobre la
sección transversal. Las características de la
sección longitudinal se definen por el
porcentaje medio del tramo sujeto a restricción
de adelantamiento. Se utiliza la media para
ambos sentidos. El porcentaje de carretera a lo
largo de la cual la distancia de visibilidad es
inferior a 450 metros se puede utilizar como
alternativa para las zonas con restricción de
adelantamiento. Los datos de la sección
transversal incluyen el ancho de pista y ancho
de berma utilizable (se considera ancho
utilizable aquel ancho de berma que no
incorpora elementos fijos continuos que
constituyan obstrucción lateral). Los datos de
tráfico necesarios para calcular los volúmenes
de servicio y capacidad incluyen la distribución
por sentido de circulación, la proporción de
vehículos pesados, vehículos de turismo y
buses.
El funcionamiento del tránsito en tramos con
pendientes
especiales
largas,
es
sustancialmente distinto del correspondiente a
tramos con condiciones geométricas normales.
En ellos la velocidad de los vehículos en subida
se ve fuertemente afectada a medida que se
incrementa la formación de filas detrás de
vehículos lentos y las maniobras de
adelantamiento se hacen más difíciles. Más
aún, al contrario de lo que ocurre en los tramos
con condiciones geométricas normales en los
que se puede hallar aproximadamente la
velocidad que corresponde a la capacidad,
para los tramos especiales en subida, la
velocidad depende de la longitud e inclinación
de la pendiente y del volumen de tránsito. Dado
el tratamiento específico que demanda el
análisis de volúmenes en pendientes
especiales, éste no se tratará en este trabajo.
Procedimiento de cálculo de los volúmenes de
servicio
La metodología calcula las medidas de
funcionamiento del tránsito a lo largo de un
tramo basándose en el tipo medio de terreno,
en el trazado y en las condiciones de tránsito.
El terreno se clasifica en plano, ondulado y
montañoso. El método para tramos de
características geométricas normales se aplica
8
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Ajuste por distribución según sentido
Para distribuciones diferentes a 50/50 se deben
aplicar los factores de la Tabla 3.
Volumen de servicio horario, VS
La fórmula general que define el
funcionamiento del tránsito en tramos de
características geométricas normales es:
VSn = 2.800 x (v/c)n x fD x fA x fVP
Ajuste por reducción de ancho de pistas y
bermas
Las pistas estrechas obligan a los conductores
a acercarse a los vehículos de la pista
contraria, y un efecto parecido se produce con
las bermas angostas y los obstáculos fijos del
borde de la calzada, frente a los cuales los
conductores se apartan cuando los juzgan
peligrosos. Todo ello lo compensan mediante
una disminución de velocidad o aumento del
tiempo resultando una disminución de los
volúmenes de tránsito conseguidos para cada
velocidad. La Tabla 4. indica los factores de
ajuste que reflejan este comportamiento, los
cuales se aplican al volumen de servicio. Los
coeficientes en capacidad son superiores al ser
menos nocivo el efecto cuando los vehículos
circulan a velocidades reducidas existentes en
capacidad.
(Ec. 1)
VSn = volumen de servicio total de la calzada para el
nivel de servicio n, en veh/hr, para las condiciones de la
carretera y del tránsito.
(v/c)n = relación del volumen de servicio con respecto a
la capacidad ideal para el nivel de servicio n. Se obtiene de
la Tabla 2.
= factor de ajuste para la distribución del tránsito
fD
según sentido. Se obtiene de la Tabla 3.
= factor de ajuste por ancho de pista y berma. Se
fA
obtiene de la Tabla 4.
= factor de ajuste debido a la presencia de
fVP
vehículos pesados en tránsito. Sin embargo este factor
incluye a buses y vehículos livianos de turismo:
fVP = 1 / (1+PC (EC-1) + PT (ET-1) + PB (EB-1))
(Ec. 2)
=
proporción de camiones en el tránsito
PC
expresada en tanto por uno.
=
proporción de vehículos de turismo
PT
expresada en tanto por uno.
=
proporción de buses en el tránsito
PB
expresada en tanto por uno.
=
equivalente de camiones de Tabla 5.
EC
=
equivalente de vehículos de turismo de
ET
Tabla 5.
=
equivalente de buses de Tabla 5.
EB
Ajuste por vehículos pesados
Los valores de la Tabla 2. se refieren a un
tránsito compuesto únicamente por vehículos
livianos, considerando como tales los que
tienen cuatro ruedas en contacto con el
pavimento, incluyendo las camionetas. Los
vehículos pesados se clasifican en camiones,
vehículos de turismo y buses, caracterizándose
el tránsito por la proporción de estos vehículos
existente en él. El factor de ajuste de vehículos
pesados fVP se calcula por medio de la
ecuación Ec.2. y los equivalentes en vehículos
livianos son los indicados en la Tabla 5. Los
equivalentes en vehículos livianos asumen una
proporción 50/50 de camiones pesados (>16 tn)
y medios (<16 tn). En caminos en que transiten
altas proporciones de camiones pesados,
debido por ejemplo a actividades productivas
de áridos, madera, minería o movimientos de
tierra en general, y especialmente en terreno
montañoso, se deben utilizar valores de Ec
mayores a los indicados.
La capacidad corresponde a un caso particular de la
ecuación Ec.1 y resulta de la aplicación de esa relación
para el nivel de servicio E:
Capacidad = VsE = 2.800 x (v/c)E x fD x fA x fVP
(Ec. 3)
La ecuación Ec.1 parte de una capacidad ideal
de 2.800 veh/hr y la corrige para reflejar: la
relación apropiada v/c para el nivel de servicio
deseado; toda distribución por sentidos distinta
de 50/50; la existencia de pistas y bermas
estrechas; y los vehículos pesados en el
tránsito.
Ajustes de la relación v/c
Los valores de la relación v/c dados en la Tabla
2. reflejan una relación compleja entre
velocidad,
volumen,
demora
y
las
características geométricas. Los valores de v/c
varían con el nivel de servicio, el tipo de terreno
y la magnitud de las restricciones de
adelantamiento. La Tabla 2 se aplica para una
velocidad promedio del camino de 96 KPH.
Para obtener las relaciones v/c para otras
velocidades promedio del camino, la velocidad
de operación (Vop) se reduce en 6.4 KPH por
cada 16 KPH de reducción de la velocidad
promedio (VPC), por debajo de los 96 KPH.
Tramos con pendientes especiales
Para el cálculo y análisis de la capacidad y de
los volúmenes de servicio en tramos con
pendientes superiores al 3% y 800 metros de
longitud, es necesario introducir otros factores
de ajuste al modelo anteriormente expuesto.
Dado que no es el objetivo de este trabajo, el
análisis para estos casos no será considerado.
9
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Tabla 3
Factores De Ajuste De Distribución Por Sentidos En Tramos De Características Geométricas Normales
DISTRIBUCIÓN POR SENTIDOS
100/0
90/10
80/20
70/30
60/40
50/50
FACTOR DE AJUSTE f D
0.71
0.75
0.83
0.89
0.94
1.00
Tabla 4
Factor De Corrección Combinado Por Anchos De Pista Y Berma
ANCHOS DE PISTA
ANCHO UTIL
1
DE BERMA
3.6 mt
3.3 mt
3.0 mt
2.7 mt
NIVEL DE SERVICIO
A-D
E
A-D
E
A-D
E
A-D
E
1.8
1.00
1.00
0.93
0.94
0.84
0.87
0.70
0.76
1.2
0.92
0.97
0.85
0.92
0.77
0.85
0.65
0.74
0.6
0.81
0.93
0.75
0.88
0.68
0.81
0.57
0.70
0.0
0.70
0.88
0.65
0.82
0.58
0.75
0.49
0.66
1
Cuando el ancho de la berma derecha es distinto al de la izquierda tomar valor medio.
Tabla 5
Equivalentes En Vehículos Livianos De: Camiones, Vehículos De Turismo Y Buses
TIPO DE VEHICULO
NIVEL DE TIPO DE TERRENO
SERVICIO
PLANO
ONDULADO
MONTAÑOSO
CAMIONES EC
VEH. LIVIANOS
DE TURISMO ET
BUSES EB
A
2.0
4.0
7.0
ByC
2.2
5.0
10.0
DyE
2.0
5.0
12.0
A
2.2
3.2
5.0
ByC
2.5
3.9
5.2
DyE
1.6
3.3
5.2
A
1.8
3.0
5.7
ByC
2.0
3.4
6.0
DyE
1.6
2.9
6.5
Volumen de servicio diario, VSD
A partir de los volúmenes horarios, y de los
factores de hora punta y proyecto, el volumen
medio diario para un cierto nivel de servicio n
queda definido por:
VSDn =
(VSn x FHP) / K
(Ec.4)
VSDn =
volumen máximo de servicio medio diario para el
nivel de servicio n en veh/día.
VSn =
volumen horario de demanda máxima normal y
asociado a la hora trigésima de mayor demanda,
en veh/hr.
10
FHP =
Factor de hora punta, Tabla 6.
K
Factor hora de proyecto. Usualmente varía entre
0,10 y 0,15 para caminos de tránsito mixto con
variaciones estacionales moderadas y elevadas,
respectivamente. Para los casos en estudio se
ha adoptado un valor medio de 0.125, de modo
que los valores de VSDn pueden variar en +20%
para tránsitos mixtos con variaciones
estacionales moderadas y –20% para
variaciones elevadas.
=
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Tabla 6
Factores Hora Punta Para Carreteras De Dos Pistas Basados En Circulación Aleatoria
FACTOR DE
TRANSITO HORARIO
FACTOR DE
TRANSITO HORARIO
HORA
TOTAL CALZADA, VSn
HORA PUNTA
TOTAL CALZADA, VSn
PUNTA
100
0.83
800 – 1.000
0.93
200
0.87
1.100 – 1.400
0.94
300
0.90
1.500 – 1.800
0.95
400 – 500
0.91
>=1.900
0.96
600 – 700
0.92
Nota: Interpolar para valores intermedios.
Cálculo de volúmenes de servicio horario y
diario para diferentes condiciones geométricas
de la carretera.
Datos para el análisis del Caso 2
Este caso es igual al Caso 1 pero aumentando
el porcentaje de camiones de 5% a 35%.
Casos analizados
Para ilustrar la metodología de cálculo de los
volúmenes de servicio según el Manual de
Capacidad anteriormente expuesta, se estimó
representativo desarrollar un análisis tipo para
una carretera según diferentes condiciones
geométricas, sensibilizando: el trazado
longitudinal, la restricción de adelantamiento, el
perfil transversal, el tipo de terreno y el
porcentaje de vehículos pesados.
RESULTADOS
Aplicando el método, se calcularon los
volúmenes horario (VS), y diario (VSD)
indicados en las Tablas 7 a 10 y 10 a 13.
(Anexo I). Para mayor síntesis, sólo se
calcularon estos últimos para velocidades
promedio de 96 y 64 KPH. A modo de ejemplo
se muestran en los Gráficos N°1 a N°3, las
curvas de comportamiento para distintos
escenarios de diseño.
El análisis se centró en dos casos dependiendo
de la proporción de vehículos pesados en la
composición del tráfico. Si bien el modelo
considera dentro de los vehículos pesados, a
los vehículos de turismo, estos no fueron
considerados en cálculo quedando propuesta
su sensibilización para futuros análisis de
carreteras, particularmente turísticas.
METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN SOCIAL
PARA LOS CASOS ANALIZADOS
El impacto económico de los casos analizados
se determina en base a los índices
tradicionales de la evaluación de proyectos,
VAN y TIR, lo que requiere la generación de
flujos descontados para el período de la
evaluación, en un horizonte estimado en 10
años. Esto conlleva a la valoración de las
inversiones, además de los consecuentes
ahorros de costos o beneficios, desde una
situación base a la alternativa.
Datos para el análisis del Caso 1
Composición y condiciones del tráfico
% Vehículos de turismo
Distribución por sentido
:0%
: 60/40
% Buses y Camiones
Factor hora de proyecto K
:5%
: 0.125
Tipo de terreno: Sensibilización
terrenos
Cálculo del costo de operación de vehículos
Para el cálculo de los costos operacionales de
los vehículos, se consideraron los siguientes
componentes (Ref. 5); costo de combustible,
neumáticos,
lubricantes,
mantenimiento,
reparación, depreciación y tiempo de viaje.
plano,
ondulado y montañoso.
Condiciones geométricas
Velocidad promedio camino :sensibilización para 96, 80,
64 y 48 KPH.
Ancho de pistas
:sensibilización para 3.0 mt y
3.6 mt.
Ancho útil de bermas
:sensibilización para 0.0 mt y
1.8 mt.
Restricción de adelantamiento :sensibilización para 0% y
100% de restricción.
Costo de combustible
La valoración de los costos de combustible
guarda una importancia sustancial, dado que
es uno de los componentes finales en los
ahorros de costos de los usuarios. Sin
embargo, no se logró identificar una
11
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
el mínimo de consumo para el mismo punto
que el método COPER, se generó la curva de
consumo para camiones.
Rendimiento (lt/1000 veh)
metodología simple, que relacionara el costo
con la velocidad promedio de operación. Por
tanto, se intentó generar una relación entre el
consumo y la velocidad de operación de los
vehículos, segmentados en vehículos livianos,
camiones, camiones con acoplados y buses, la
que permitiera establecer una sensibilidad de
los flujos de costos por efecto de variaciones
de ésta.
Vehículos livianos
Se definen vehículos livianos los vehículos de
uso familiar incluyéndose en un todo los
automóviles y camionetas. En la estimación de
consumo, se utiliza una relación declarada por
el departamento técnico de un representante
de vehículos nuevos, agregándose un factor de
corrección para estimar el consumo asociado a
la antigüedad y características inherentes del
vehículo. Con los datos recolectados, se realizó
una regresión simple, en donde se observa la
forma funcional consecuente con la literatura.
Rendimiento
(Km/Lt)
340
330
20
30
40
50
60
70
2
80
(Ec.6)
Cabe destacar que, al no existir datos para
camiones de más de dos ejes y buses, se
abordó estos vehículos corrigiendo la
estimación para camiones, considerando un
factor propio para cada tipo de vehículo. Por lo
anterior, se obtienen formas funcionales para
establecer los consumos de combustible para
los distintos vehículos en función de la
velocidad que desarrollan, logrando sensibilizar
su valor de consumo.
150
Gráfico Nº4.
Consumo Combustible Vehículos Livianos
(Fuente: Elaboración propia en base a datos de los
fabricantes de vehículos)
Costo de neumáticos, Cn
En la estimación del costo de neumáticos se
utilizó un modelo simplificado, relacionando las
características básicas de la operación de los
neumáticos, calculando de la siguiente forma el
consumo de neumáticos:
Observando lo anterior, el consumo de
combustible se determina según:
2
350
CCOM veh pes = f (v) = 0,0864v - 8,6273v + 556
Velocidad (KPH)
CCOM Veh liv = f (v) = - 0,0036v + 0,5933v - 10,083
360
En términos funcionales se estableció la
siguiente relación:
4
100
R2 = 0,999
Gráfico N°5.
Consumo Combustible Para Camiones
(Fuente : Elaboración Propia En Base A Datos De Provial
2000.)
9
50
y = 0,0864x2 - 8,6273x + 556
370
Velocidad (KPH)
y 19
= -0,0036x2 + 0,5933x - 10,083
R2 = 0,9932
14
0
380
(Ec.5)
Vehículos comerciales; camiones de dos o más
ejes y buses
De la misma forma, para los vehículos
pesados, se buscó identificar una relación
semejante a la anterior, descartándose
posteriormente, al no existir una respuesta
favorable de los fabricantes de vehículos. Sin
embargo, se rescatan algunos datos
presentados en el seminario Provial 2000 (Ref.
7), sobre consumo de combustible en
camiones. Los datos obtenidos en la
investigación deben ser ajustados por no contar
con la forma parabólica de consumo.
Con estas consideraciones, al tener en cuenta
Cn =
P2000 n
Vu
(Ec.7)
P2000 : precio actualizado de un neumático.
N
: número de neumáticos por vehículo.
Vu : vida útil del juego de neumáticos en
Costo de lubricantes, CL
En la estimación de costos en lubricantes, se
tomó los datos declarados por ODEPLAN, del
año 1979, en la cual se fijan los siguientes
valores de consumos de lubricantes según tipo
de vehículos, en función de sus componentes:
12
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Tabla 14
Consumo De Lubricantes (litros por vehículo)
Motor
Diferencial y
caja de cambio
Vehículos
1,8
0,13
Livianos
Camiones
2,98
0,36
simples
Camiones
7,33
0,52
articulados
Buses
2,98
0,36
T
K
*1000
(Ec.8)
Costo de mantenimiento y reparación, Cr
Se considera un método simple que consiste
en asimilar el costo de mantención como un
porcentaje de la depreciación del vehículo.
Para los diferentes tipos de vehículos se
consideró un factor de 0,7 , por ser un 30% el
valor residual de un vehículo.
P
Vu
K
f
2,25
1
0,34
4,68
1,5
0,31
9,66
1
0,34
4,68
Para estimar el valor del IRI en el tiempo, se
aplica lo establecido en el estudio HDM reporte
N°4 -2000, donde el aumento del IRI cada dos
años,
se determina según el número
estructural (NE) del pavimento con las
siguientes ecuaciones:
P
Vu ∗ K
Total litros
Se ha considerado necesario incluir la calidad
del rodado para desarrollar velocidades de
operación mayores a 60 KPH; para ello el
estado del pavimento debe ser bueno o regular,
con rugosidad IRI menor o igual a 4 m/Km.
Además, la superficie debe encontrarse seca y
adecuado índice de fricción.
CL : rendimiento litros por vehículo.
T : consumo total de litros por vehículo.
K : cantidad de kilómetros entre cambios de
aceite
Cr = f
Regul.
Dirección
0
Cálculo de los costos de conservación
Se identifican como costos de conservación, la
conservación rutinaria, periódica y costos
varios (reparaciones de
emergencias,
reforestaciones,
accidentes,
obras
de
seguridad y servicios).
Además, se estableció que estos consumos se
realizan a un kilometraje promedio del vehículo.
Con ello se calcula el valor final de consumo
con la siguiente relación:
CL =
Grasa para
chasis
0,32
NE menor o igual a 6 cm:
(Ec.9)
∆ IRI = 0 ,5 + 0 , 0002 * PTMDA
(Ec.10)
NE mayor a 6 cm:
: precio del vehículo.
: vida útil.
: kilometraje anual por vehículo.
: factor de depreciación.
∆ IRI = 0 ,5 + 0 , 0001 * PTMDA
(Ec.11)
PTMDA: promedio de los tránsitos medios diarios del
primer y el último período.
Costo por depreciación, Cd
Se consideró lo establecido en el HDM III,
(Ref. 5).
Los costos de conservación utilizados en la
evaluación de la situación base y alternativas
corresponden a los siguientes precios sociales
referenciales:
Cálculo del tiempo de viaje
El tiempo de viaje es inversamente
proporcional a la velocidad operacional,
determinada en función del flujo y las
condiciones propias del camino. Su costo se
valoró en base a precios de tiempo de los
usuarios recomendados por Mideplan,
exceptuando el valor de vehículos livianos que
se reduce al 50%, por ser excesivo.
Tabla 15
Costos De Conservación
Costo
Tipo de
(Miles
conservación
$/Km.)
Rutinaria
1.000
Periódica
33.750
Varios
1.000
13
Período
anual: 2-10
año 7
anual: 2-10
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
EVALUACIÓN ECONOMICA
Se han seleccionado dos situaciones de
tránsito para terreno ondulado, generándose
6 alternativas por cada escenario. Todas se
evaluaron para un proyecto de cambio de
estándar de un camino de 20 kilómetros de
longitud, con diferentes velocidades de diseño
y ancho de plataforma.
La situación base corresponde a un camino
existente y sus alternativas al mejoramiento de
la geometría y pavimentación asfáltica de la
calzada, asociados a una inversión inicial en
precios sociales (75% precios privado), según
Tabla 16. La situación base considera como
inversión inicial sólo la conservación de una
carpeta granular.
Tabla 16
Alternativas y Situación Base Para Carretera Bidireccional (TMDA variable)
Características Geométricas, Velocidades e Inversión inicial
Costos Inversión Precios Sociales
en
MM$/KM, según tipo de terreno
Pista
Berm
a
VPC
Restricción
Adelantamiento
Vop
m
m
KPH
%
Kph
Base
3
0
48
100%
1
1
1
1
3
0
48
100%
50
60
70
2
3
0
64
100%
70
80
90
3
3,6
1,8
64
100%
95
105
115
4
3
0
96
100%
90
100
110
5
3
0
96
0%
120
130
140
6
3,6
1,8
96
100%
115
125
135
7
3,6
1,8
96
0%
150
160
170
Alternativas
Plano
Variable
Los valores de inversión son referenciales, no
incluyen obras de saneamiento ni de seguridad,
entre otros, ya que sus costos son muy
similares.
Ondulado
Montañoso
En la estimación de los costos de operación,
se utilizaron precios unitarios sociales
entregados por MIDEPLAN para las
evaluaciones del año 2002. Además se ha
considerado un valor residual equivalente al
80% de la inversión inicial.
Los beneficios de los proyectos principalmente
son de ahorros de costos de operación
y tiempo de viaje, producto del aumento de la
velocidad operacional.
La rentabilidad de las diferentes alternativas, se
analizan en base a indicadores tradicionales,
como son el TIR y el VAN. Sin desmedro de
ello, se realizó un análisis de sensibilidad ante
la variación del costo de la inversión y el
beneficio por ahorro de tiempo de viaje. Los
porcentajes usados son:
Los flujos se evalúan para 10 períodos,
considerando tasas de crecimiento diferidas
del parque vehicular. La tasa de descuento
adoptada es 10%, pudiendo variarse
según criterio del evaluador.
Tabla 17
Rango Variación de la Inversión y Tiempo de Viaje
Variable
Perfil
Prefactib.
Factibilidad
Costo total inversión
50%
30%
10%
Beneficios ahorro tiempo de viaje
-40%
-30%
-20%
El beneficio por concepto de valor residual de
la inversión, puede ser directamente
sensibilizado.
Además, se recomienda la aplicación de un
análisis de incertidumbre (6), por estar en
ambiente Excel compatible con “Crystal Ball
14
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
2000”2, permitiendo establecer la varianza
esperada en la estimación del VAN, asociando
cada variable a la distribución de probabilidad
de cada uno de los ítem que componen la
estimación.
beneficio de tiempo de viaje. Sin embargo, se
requiere copiar y pegar3, para llevar cada
alternativa a una tabla resumen que permita el
posterior análisis.
Los resultados de la evaluación se presentan
en 6 Tablas. Sin embargo por razones de
espacio,
se
han
incluido
sólo
2,
correspondiente al caso de terreno ondulado
con TMDA proyectado a 10 años de 640 y 1920
vehículos (Tablas 18 y 19 – ANEXO II).
Para automatizar los cálculos, se diseño una
planilla en MS-Excel que permite la estimación
inmediata de los índices de rentabilidad, costos
de operación y costos de tiempos de viaje. Esta
planilla permite modificar en forma simple y
rápida la totalidad
de datos y costos al ingresar a la hoja “datos”.
CONCLUSIONES
Para el procesamiento se debe ingresar en la
hoja “alternativas”, los siguientes valores:
La metodología desarrollada para el Diseño
Geométrico Vial, no pretende fijar las pautas y
condiciones para el diseño geométrico de una
carretera, pero sí están orientados a presentar
una herramienta que ayude a la toma de
decisiones en etapas de planificación, diseño e
incluso durante su servicio.
• Datos generales de identificación.
• Alternativas, identificando las características
geométricas,
la
restricción
de
adelantamiento, la velocidad de diseño y
operación, el monto de inversión por
kilómetro, y los costos de conservación por
kilómetro.
• La tasa de descuento social y el período de
evaluación.
• Factores de precios sociales y valor residual
de la inversión.
• El TMDA, su composición porcentual por
tipo de vehículo y tasas de crecimiento.
• El IRI estimado al inicio de la operación y el
que se considera crítico para mantener la
velocidad de diseño.
A nivel de estudio de preinversión, puede ser
considerada como una herramienta para
dimensionar y evaluar diferentes estándares
geométricos de un camino; a fin de optimizar la
utilización
de
recursos
económicos,
medioambientales y territoriales.
Lo anterior se corrobora al observar la
sensibilidad de los indicadores económicos,
frente a la demanda, variaciones de la
geometría transversal (ancho de calzada y
bermas) y longitudinal (velocidad de diseño y
restricciones de adelantamiento).
Una vez ingresados los valores mencionados,
se debe accionar el hipervínculo que se
encuentra en la celda superior a los costos de
conservación, los cuales deben ser ingresados
por el usuario en la planilla “Conservación”, que
se visualiza al activar el hipervínculo. Para
calcular los costos de operación, tiempos de
viaje, y lo índices de rentabilidad, y su
sensibilidad, se debe accionar un hipervínculo
que dice “ir a operaciones”; donde se deben
ingresar la alternativa, la velocidad y aumento
de inversión. Estas alternativas son resumidas
en el lado superior derecho, y que al ingresar
estos valores, la planilla calcula los valores de
costo de operación y tiempo de viaje para la
alternativa, como además el valor de VAN y
TIR, y la sensibilidad del VAN, según un
porcentaje de variación de la inversión y el
A través de la capacidad vial se permite
analizar diferentes diseños, permitiendo
determinar la conveniencia de seleccionar entre
una mejor geometría transversal
o una
longitudinal. Teniendo muy presente en la
selección además de los costos normales, los
impactos medioambientales y territoriales,
especialmente en terrenos montañosos.
El adecuado dimensionamiento y la
compatibilización de la geometría transversal
con la longitudinal, permite proyectar obras de
seguridad vial más acorde con las condiciones
de circulación. Además se logra una mayor
seguridad para los usuarios, disminuyendo los
accidentes causados por factor humano y fallas
de diseño.
3
2
Disponible en versión de evaluación en
http://www.decisioneering.com/
Pegado especial en el menú desplegable del Excel 95 y
superiores.
15
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
en terreno plano; pendientes mayores y
pronunciadas son comparables con terreno
ondulado y montañoso, respectivamente.
Para las dos situaciones de tránsito evaluadas
(TMDA 500 y 1500) y diferentes condiciones
geométricas, según tablas 18 Y 19, se concluye
que resultan rentables socialmente, todas las
alternativas cuya demanda inicial es de 1500
vehículos; en la situación para 500 vehículos el
proyecto no es rentable, para ninguna de las
alternativas.
El modelo de cálculo de capacidad, está
basado sobre las condiciones geométricas
normales y velocidad promedio del camino
mayor de 96 kph.
Los costos de operación fueron estimados
mediante un modelo que permite una
valorización a nivel de prefactibilidad. Se
destaca el consumo de combustible y el valor
unitario del tiempo del usuario, que resultan ser
los más relevantes.
En la situación con demanda de tránsito de
500 vehículos/día,
por presentar las
alternativas un TIR menor que la tasa de
descuento o VAN negativo, la más conveniente
sería la que requiera menor inversión y que
tenga el menor valor actualizado de costos,
ante la disminución del beneficio por tiempo de
viaje; ya sea por disminución de la velocidad
de operación o demanda del flujo vehicular.
Según este criterio la alternativa más adecuada
en términos económicos es mantener la
geometría existente y mejorar la calidad de
rodado de ripio a asfalto.
En atención a las limitaciones de los modelos y
valores usados, se plantea complementar y
profundizar su estudio para condiciones locales
del proyecto; siendo
más relevante la
velocidad de operación, consumo de
combustibles y costo de tiempo.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
En la situación con demanda de tránsito de
1500 vehículos/día, por presentar todas las
alternativas un TIR mayor que la tasa de
descuento o VAN positivo, con alta incidencia
de los beneficios por costos de tiempo de viaje,
la más conveniente sería la que requiera
menor inversión, ante una situación de falta de
recursos; siendo la de mantener la geometría y
mejorar la calidad de rodado.
1.-
MOP. “Manual de Carreteras”, 1981,
volúmenes 2 y 6.
2.Gardeta O. Juan, Sánchez B. Víctor
“Ingeniería de Trafico Vial”, Colegio de
Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos,
Madrid, España, 1997.
3.Universidad Politécnica de Madrid “XIV
Curso Internacional de Carreteras”, 1999.
4.Gardeta O. Juan, Sánchez B. Víctor,
Rocci S., Kraemer C. “Carreteras I, Tráfico y
Trazado”, Colegio de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos, Madrid,
España, 1997.
5.Watanatada T., Harral C. G., Paterson
W. D.O., Dhareshwar A. M., Bhandari A.,
Tsunokawa K. “The Highway Design and
Maintenance Standards Model”, The World
Bank, The John Hopkins University Press,
Volume I, London, 1997.
6.MOP. “Manual de Carreteras”, 1998,
volumen 1, Tomo II.
7.Altamira, A.; et al, “Evaluación de
consumo de combustible de vehículos
pesados sobre distintos tipos de pavimentos
en Chile”. 5° Congreso Internacional La
Nueva Era del Mantenimiento Vial, La
Serena, Chile, 2000, pp 423-438.
En caso de disponibilidad de recursos, la
alternativa más conveniente es aquella con
mayor VAN, considerando la eventual
disminución del beneficio por tiempo de viaje.
Según este criterio, sería mejorar la velocidad
de diseño manteniendo la geometría
transversal.
LIMITACIONES Y PROYECCIONES
Las carreteras bidireccionales
son muy
complejas y las capacidades varían en función
del tipo de terreno y del grado de restricción de
adelantamiento; razón por la cual los valores
de V/C se dan en función de una capacidad
ideal de 2.800 v/h. El modelo contempla sólo la
circulación en vías con pendientes suaves,
inferiores al 3%, comparable a las proyectadas
16
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
ANEXO I
Expresiones gráficas y tabulaciones de resultados obtenidos mediante la aplicación de la
metodología de cálculo de capacidad y volúmenes de servicio.
17
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Volúmenes horarios para velocidades promedio de 96, 80, 64 y 48 KPH
Tabla 7
Pista 3.0 mt / Berma 0 mt / Camiones 5%
Tabla 8.
Pista 3.6 mt / Berma 1.8 mt / Camiones 5%
80
Vop
0%
Vop
0%
Vop
0%
Vop
0%
100%
0%
100%
MONTAÑOSO
Vop
100%
ONDULADO
0%
100%
PLANO
93
210
56
91
183
37
90
139
10
A
93
362
97
91
316
64
90
240
17
B
88
371
220
86
301
150
86
224
90
B
88
640
379
86
519
259
86
386
155
C
83
591
440
82
486
324
78
350
144
C
83
1019
759
82
838
559
78
603
248
D
80
905
806
78
731
507
70
485
276
D
80
1560
1390
78
1260
874
70
836
476
E
72
1828
1828
64
1479
1372
56
984
844
E
72
2437
2437
64
1972
1829
56
1312
1125
F
8
2285
2285
8
3047
3047
8
1849
1715
8
1230
1055
F
80
301
150
80
224
90
B
591
440
76
486
324
72
350
144
C
77
771
8
2465
2287
8
1640
1407
80
272
136
80
150
60
572
76
438
293
72
233
97
C
77
D
74
905
806
72
731
507
64
485
276
D
74
1221
1088
72
653
453
64
298
169
E
66
1828
1828
58
1479
1372
50
984
844
E
66
1907
1907
58
1023
949
50
468
400
F
8
2285
2285
8
1849
1715
8
2383
2383
8
1278
1187
D
64
N
S
A
B
48
Volúmenes De Servicio Horario VS, Perfil Máx.
MONTAÑOSO
100%
ONDULADO
100%
PLANO
Vop
96
KPH
VPC
Volúmenes De Servicio Horario VS, Perfil Mín.
N
S
E
60
1828
1828
F
8
2285
2285
52
1479
1372
8
1230
1055
F
58
485
276
D
44
984
844
E
60
1907
1907
8
2383
2383
52
1023
949
8
585
500
58
298
169
44
468
400
8
1849
1715
8
1230
1055
F
8
1278
1187
8
585
500
E
46
1479
1372
38
984
844
E
46
1023
949
38
468
400
F
8
1849
1715
8
1230
1055
F
8
1278
1187
8
585
500
18
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Tabla 9
Pista 3.0 mt / Berma 0 mt / Camiones 35%
Tabla 10
Pista 3.6 mt / Berma 1.8 mt / Camiones 35%
0%
86
332
82
D
80
708
631
E
72
1430
F
8
1788
A
93
284
76
91
184
36
90
110
9
86
87
35
B
88
483
286
86
272
136
86
150
60
78
135
56
C
83
771
572
82
438
293
78
233
97
263
70
173
98
D
80
1221
1088
78
653
453
70
298
169
767
712
56
351
300
E
72
1907
1907
64
1023
949
56
468
400
959
890
8
439
375
F
8
2383
2383
8
1278
1187
8
585
500
80
158
79
80
87
35
B
80
272
136
80
150
60
158
79
254
170
78
379
1430
64
1788
8
C
77
447
332
76
254
170
72
135
56
C
77
771
572
76
438
293
72
233
97
D
74
708
631
72
379
263
64
173
98
D
74
1221
1088
72
653
453
64
298
169
E
66
1430
1430
58
767
712
50
351
300
E
66
1907
1907
58
1023
949
50
468
400
F
8
1788
1788
8
959
890
8
439
375
F
8
2383
2383
8
1278
1187
8
585
500
58
173
98
D
58
298
169
64
D
48
100%
Vop
166
447
100%
5
90
B
80
0%
280
83
MONTAÑOSO
Vop
88
C
100%
B
ONDULADO
64
21
0%
107
PLANO
Vop
91
N
S
100%
44
0%
165
Vop
93
Volúmenes De Servicio Horario VS, Perfil Máx.
MONTAÑOSO
100%
0%
A
0%
Vop
ONDULADO
Vop
96
PLANO
100%
N
S
KPH
VPC
Volúmenes De Servicio Horario VS, Perfil Mín.
E
60
1430
1430
52
767
712
44
351
300
E
60
1907
1907
52
1023
949
44
468
400
F
8
1788
1788
8
959
890
8
439
375
F
8
2383
2383
8
1278
1187
8
585
500
E
46
767
712
38
351
300
E
46
1023
949
38
468
400
F
8
959
890
8
439
375
F
8
1278
1187
8
585
500
Volúmenes diarios y factores de hora punta para VPC 96 y 64 KPH
Tabla 11
Volúmenes De Servicio Diario Y Factores De Hora Punta Para Perfil Mínimo
(Pista = 3.0 mt / Berma = 0 mt / Camiones 5%)
FHP
64 KPH
VSD
N
S
100%
Vop
0%
100%
Vop
0%
100%
Vop
0%
100%
Vop
0%
100%
MONTAÑOSO
0%
ONDULADO
Vop
PLANO
100%
MONTAÑOSO
0%
ONDULADO
Vop
96 KPH
VPC
PLANO
A
93
0,87
0,82
91
0,86
0,81
90
0,84
0,81
93
1462
367
91
1259
240
90
934
65
B
88
0,91
0,88
86
0,90
0,85
86
0,86
0,82
88
2701
1549
86
2167
1020
86
1541
590
C
83
0,92
0,91
82
0,91
0,90
78
0,91
0,84
83
4350
3203
82
3538
2333
78
2548
968
D
80
0,93
0,93
78
0,92
0,91
70
0,91
0,89
80
6733
5997
78
5380
3691
70
3531
1965
E
72
0,95
0,95
64
0,95
0,94
56
0,93
0,93
72
13893
13893
64
11240
10317
56
7321
6279
F
8
0,96
0,96
8
0,95
0,95
8
17549
17549
8
14051
13034
D
8
0,94
0,94
58
0,91
0,89
8
9250
7934
58
3531
1965
E
60
0,95
0,95
52
0,95
0,94
44
0,93
0,93
60
13893
13893
52
11240
10317
44
7321
6279
F
8
0,96
0,96
8
0,95
0,95
8
0,94
0,94
8
17549
17549
8
14051
13034
8
9250
7934
19
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
Tabla 12
Volúmenes De Servicio Diario Y Factor de Hora Punta Para Perfil Máximo
(Pista = 3.6 mt / Berma = 1.8 mt / Camiones 5%)
FHP
VSD
0,93
82
D
80
0,95
0,94
78
E
72
0,96
0,96
64
F
8
0,96
0,96
8
100%
0,93
0%
83
Vop
C
100%
86
0%
0,91
Vop
0,92
100%
88
0%
B
0,9
0
0,9
1
0,9
3
0,9
4
0,9
6
0,9
6
Vop
91
0,82
90
0,88
0,81
93
2636
641
91
2272
418
90
1687
112
0,88
86
0,91
0,85
88
4708
2761
86
3778
1821
86
2812
1055
0,92
78
0,92
0,88
83
7581
5644
82
6234
4111
78
4441
1748
0,93
70
0,93
0,91
80
11859
10450
78
9478
6504
70
6221
3464
0,95
56
0,94
0,94
72
18719
18719
64
15145
13903
56
9866
8463
0,96
8
0,95
0,95
8
23398
23398
8
18931
17562
8
12464
10691
58
0.9
0.86
58
2148
1162
0,93
44
0,91
0,91
60
14643
14643
52
7609
7063
44
3407
2912
0,94
8
0,92
0,91
8
18304
18304
8
9613
8924
8
4306
3640
64 KPH
D
E
60
0,96
0,96
52
F
8
0,96
0,96
8
0,9
3
0,9
4
MONTAÑOSO
100%
0,83
ONDULADO
0%
0,91
PLANO
Vop
Vop
93
MONTAÑOSO
100%
100%
A
0%
N
S
0%
ONDULADO
Vop
96 KPH
VPC
PLANO
Tabla 13
Volúmenes De Servicio Diario Y Factores De Hora Punta Para Perfil Máximo
(Pista = 3.6 mt / Berma = 1.8 mt / Camiones 35%)
N
S
100%
Vop
0%
100%
Vop
0%
100%
Vop
0%
100%
Vop
0%
100%
MONTAÑOSO
0%
ONDULADO
Vop
PLANO
100%
MONTAÑOSO
0%
ONDULADO
Vop
64 KPH
96 KPH
VPC
PLANO
A
93
0,89
0,82
91
0,88
0,80
90
0,83
0,79
93
2026
498
91
1299
232
90
733
54
B
88
0,91
0,89
86
0,89
0,84
86
0,85
0,81
88
3514
2038
86
1940
915
86
1020
391
C
83
0,93
0,92
82
0,91
0,90
78
0,88
0,83
83
5734
4213
82
3188
2110
78
1639
641
D
80
0,94
0,93
78
0,92
0,91
70
0,90
0,85
80
9180
8094
78
4809
3301
70
2148
1149
E
72
0,96
0,96
64
0,93
0,93
56
0,91
0,91
72
14643
14643
64
7609
7063
56
3407
2912
F
8
0,96
0,96
8
0,94
0,94
8
0,92
0,91
8
18304
18304
8
9613
8924
8
4306
3640
58
0,90
0,85
58
2148
1149
D
E
60
0,96
0,96
52
0,93
0,93
44
0,91
0,91
60
14643
14643
52
7609
7063
44
3407
2912
F
8
0,96
0,96
8
0,94
0,94
8
0,92
0,91
8
18304
18304
8
9613
8924
8
4306
3640
20
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
ANEXO II
TABLA 18
Proyecto
DIVIAL 2001.
EVALUACIÓN TÉCNICA-ECONOMICA CARRETERA BIDIRECCIONAL , 2 pistas.
Solución
Sector
Bifurcación..................
Tramo
Longitud
20
Tipo
Carpeta
Km .................. - Km
..................
Provincia...........................
Comuna.........................
Km
Asfáltica
Tipo
Evaluación
Social
IRI inicial
1,2
m/km
Fecha
Evaluación
oct-01
Tasa Descuento
10%
IRI crítico
3,5
m/km
F. Precios
Mideplan
dic-00
F. Valor Residual
80%
Periodo
Análisis
10 años
Composición
Tasa
V. Livianos
90%
2%
Cam
2%
7%
2E
Cambio
de
Estándar
ANALISIS DE SENSIBILIDAD
Indicadores
Alternativas
Aumento de Inversión
Aumento Tiempo de Viaje
VAN
TIR
VAN
10%
VAN
30%
VAN
50%
VAN
20%
VAN
30%
VAN
40%
MM$
%
MM$
MM$
MM$
MM$
MM$
MM$
3%
6%
Buses
5%
6%
TMDA
base
500
1
-588
-1%
-215
-370
-524
-713
-774
-836
TMDA
proy.
640
2
-382
5%
-119
-325
-532
-587
-689
-791
ANALISIS
ondulado- 5 % C
3
-773
3%
-542
-814
-1.086
-964
-1.059
-1.154
4
-32
10%
100
-159
-418
-357
-524
-692
5
-387
7%
-313
-651
-988
-718
-890
-1.061
6
-331
7%
-247
-571
-896
-660
-830
-1.001
7
-765
5%
-745
-1.161
-1.577
-1.095
-1.267
-1.439
kilómetro
inversión
Total
MM/KM
%
MM$
MM$
CV4
Inversión
CCP3
Variación
Costos
Costos
Operativos
Tiempo
Viaje
MM$
MM$
MM$
MM$
m
m
kph
%
Kph
Base
3
0
48
100%
38
1
-
20
105
346
209
1.239
3.328
1
3
0
48
100%
48
60
5900%
1.200
105
346
209
1.085
2.635
Adelantamiento
V.
Op1
VPC
Inversión
Berma
Restricción
Costos Período
de Análisis
CCR2
Características Geométricas y
Velocidades
Pista
Altenativas
Cam + 2E
2
3
0
64
100%
58
80
7900%
1.600
105
346
209
1.025
2.181
3
3,6
1,8
64
100%
56
105
10400%
2.100
105
346
209
1.033
2.258
4
3
0
96
100%
88
100
9900%
2.000
105
346
209
1.094
1.437
5
3
0
96
0%
91
130
12900%
2.600
105
346
209
1.117
1.390
6
3,6
1,8
96
100%
90
125
12400%
2.500
105
346
209
1.109
1.405
7
3,6
1,8
96
0%
91
160
15900%
3.200
105
346
209
1.117
1.390
(1) Para V. Op >=60 kph, IRI debe ser
menor o igual IRI crítico.
(2) Costos de conservación
rutinaria.
(3) Costo conservación
periódica
creado por
21
(4) Costos varios
STRADALE LTDA. - ECCUC 2001
Rocco Inserrato, José Pedro Mery, Carlos Aguirre
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Veolumen 1 – Nº 1
ISSN 0717-7925
TABLA 19
Proyecto
DIVIAL 2001.
EVALUACIÓN TÉCNICA-ECONOMICA CARRETERA BIDIRECCIONAL , 2 pistas.
Solución
Sector
Bifurcación.................
Tramo
20
Longitud
Tipo
Carpeta
Km ............... - Km
................
Tipo Evaluación
Social
Comuna .............................
Km
Asfáltica
IRI inicial
1,2
m/km
IRI crítico
3,5
m/km
Fecha Evaluación
Composición
Tasa
V. Livianos
90%
2%
Cam
2E
2%
7%
Cam + 2E
3%
6%
Buses
5%
6%
TMDA
base
1.500
TMDA
proy.
1.920
ANALISIS
ondulado- 5 % C
oct-01
Tasa Descuento
10%
F. Precios Mideplan
dic-00
F. Valor
Residual
80%
Periodo Análisis
10 años
ANALISIS DE SENSIBILIDAD
Indicadores
Aumento de Inversión
TIR
VAN
10%
VAN
30%
VAN
50%
VAN
20%
VAN
30%
VAN
40%
MM$
%
MM$
MM$
MM$
MM$
MM$
MM$
1
920
25%
1.053
898
744
546
362
177
2
2.040
34%
1.918
1.712
1.505
1.426
1.121
815
3
1.498
24%
1.367
1.095
823
925
640
356
4
3.593
43%
3.149
2.890
2.631
2.621
2.118
1.615
5
3.283
33%
2.774
2.437
2.099
2.292
1.776
1.261
6
3.325
34%
2.829
2.504
2.180
2.340
1.829
1.317
7
2.906
27%
2.342
1.926
1.510
1.915
1.399
884
V. Op1
Inversión
CCR2
CCP3
CV4
m
m
kph
%
Kph
MM/KM
%
MM$
MM$
MM$
MM$
MM$
MM$
Base
3
0
48
100%
38
1
-
20
105
346
209
3.717
9.985
1
3
0
48
100%
48
60
5900%
1.200
105
346
209
3.255
7.905
Pista
VPC
Costos Período
de Análisis
Berma
Características Geométricas y
Velocidades
Restricción
Aumento Tiempo de Viaje
VAN
Alternativas
Altenativas
Provincia .....................
Cambio de Estandar
Adelantamiento
Variación
Inversión
kilómetro
inversión
Total
Costos
Costos
Operativos
Tiempo
Viaje
2
3
0
64
100%
58
80
7900%
1.600
105
346
209
3.076
6.542
3
3,6
1,8
64
100%
56
105
10400%
2.100
105
346
209
3.098
6.775
4
3
0
96
100%
88
100
9900%
2.000
105
346
209
3.282
4.312
5
3
0
96
0%
91
130
12900%
2.600
105
346
209
3.350
4.169
6
3,6
1,8
96
100%
90
125
12400%
2.500
105
346
209
3.326
4.216
7
3,6
1,8
96
0%
91
160
15900%
3.200
105
346
209
3.350
4.169
(1) Para V. Op >=60 kph, IRI debe ser
menor o igual IRI crítico.
(2) Costos de conservación
rutinaria.
(3) Costo conservación
periódica
creado por
22
(4) Costos varios
STRADALE LTDA. - ECCUC 2001
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
SITUACIÓN ACTUAL Y TENDENCIAS DEL E-COMMERCE EN LA
INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN:
ANÁLISIS DE LA ENCUESTA-CUESTIONARIO
AUTORES: Syed M. Ahmed Ph.D.
Florida International University, Miami, Florida - USA
Profesor Asistente, Departamento de Gerencia de Construcción
[email protected]
Irtishad Ahmad
Florida International University, Miami, Florida - USA
Profesor Asociado, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
[email protected]
Salman Azhar
Florida International University, Miami, Florida - USA
Candidato a Doctorado, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
[email protected]
1
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
RESUMEN
La revolución de la Tecnología de la Información (IT) ha venido
siendo ampliamente nombrada por tener igual o mayor influencia
que la revolución industrial sobre nosotros. La industria de la
construcción ha venido incrementando su confianza en la nueva
tecnología electrónica como herramienta viable para trabajar
dentro de este campo. El objetivo de éste trabajo es investigar
esta tendencia y predecir la dirección que pudiese tomar en el
futuro la industria. La metodología empleada en la realización de
una encuesta-cuestionario a nivel nacional que cubriera los
grandes constructores, gerentes de proyecto y construcción, y las
firmas de A/I/C. Los resultados indican que los miembros de la
industria de la construcción están renuentes a comprar u ofertar
bienes y servicios en línea. Por el contrario, las páginas de
gerencia de proyectos están siendo utilizadas frecuentemente.
Los programas de acceso a clientes basados en la Web se
quedan por detrás de aquellos de otras industrias. Se puede
concluir, organizacionalmente hablando, que las organizaciones
de construcción están en conocimiento del potencial del ecommerce pero no están listas para aplicarlo completamente.
ABSTRACT
Information Technology (IT) revolution has been widely touted as
having equal if not greater impact on us than the industrial
revolution.
The construction industry is now becoming
increasingly reliant on new electronic technology as a viable
means of doing business. The aim of this paper was to investigate
this trend and predict the direction the industry is most likely to
take in the future. The methodology employed was a nationwide
detailed questionnaire survey targeting the major contractors,
project/construction managers and the A/E/C firms. The results
indicate that construction industry players are generally lagging in
online purchasing of goods and services and online bidding.
However, project management web sites are frequently used.
Web-based customer assessment programs are also lagging
behind other industries. It can be concluded that construction
organizations are in general aware of the e-commerce potential
but are not ready organizationally to embrace it wholeheartedly.
2
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
solventar aquellos problemas de las partes
involucradas que comprometen la cadena
extendida de valores.
INTRODUCCIÓN
La aplicación del comercio electrónico ha
generado muchos cambios en la forma en
que el negocio es manejado.
Según
definición el comercio electrónico o ecommerce es la compra o venta de bienes o
servicios y la transferencia de fondos de
alguna forma usando las comunicaciones
electrónicas entre compañías y dentro de las
actividades de una misma empresa. Existen
dos tipos de e-commerce: business-toconsumer (B2C) que envuelve compañías
vendiendo
productos
o
servicios
a
particulares; y business-to-business ecommerce (B2B) en el cual las compañías
venden a otras compañías.
En los próximos años se espera un
incremento dramático del business-tobusiness e-commerce (B2B) contando con
una sobre participación del total de las
actividades del e-commerce. Los analistas
de la industria conservadoramente estiman
que el e-commerce alcanzará los US$5.7
trillones para el 2004 y un estudio predice
que el 11% o US$141 billones de las
compras de la industria de la construcción
serán on-line para el 2004 (IDC, 2000).
El uso del e-commerce es principalmente
soportado por los beneficios de la tecnología
de la información o IT, los cuales hacen
posible este tipo de comercio. IT incluye, “el
uso de máquinas electrónicas y programas
para el procesamiento, almacenamiento,
transferencia
y
presentación
de
la
información” (Bjork, 1999). Esta información
es enviada a través de lo que es conocido
como “la autopista de la información”, la cual
puede ser comparada con un conducto lleno
de las actividades del e-commerce. Los
desarrollos en este campo se generan para
acelerar el procesamiento de los datos y la
información.
E-business, como se muestra en la Fig. 1, en
contraste, es un amplio término que incluye
e-commerce y se refiere al uso de la Internet
y la Intranet privada pata transformar a la
cadena de valores de una compañía (ej.
Procesos internos, interacciones entre
suplidores y socios, y las relaciones con los
clientes) con la más reciente meta de crear
valores para los clientes. Una firma con una
efectiva estrategia de e-business desarrolla
las capacidades necesarias para mejorar el
flujo de la información y la inteligencia de
negocios entre los socios, los suplidores, los
empleados y los clientes. También ayuda a
E-business
Creando valor a clientes usando redes de cómputo para mejorar las comunicaciones con – y
problemas resueltos para- clientes, empleados, suplidores y socios
E-commerce
Mercadeo y venta de bienes y
servicios usando computadoras y la
Web
B2B
E-commerce entre
compañías
Intranets
Mejorar procesos internos y
comunicaciones a través del
network computarizado
B2C
E-commerce
con clientes
individuales
Figura 1:
E-definiciones (The Economist Intelligence Unit, 2000)
3
Extranets
Mejorar procesos a través de la
cadena de valores vía Webenabled network computarizado
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
E-commerce es algo más que sólo la procura
de los productos y servicios on-line. Esto
está cambiando el proceso de hacer
negocios en la industria de la construcción y
los bienes raíces para enviar las soluciones
de la tecnología de la información a una
industria que todavía cree fuertemente en los
procesos realizados en papel. E-commerce
no es sólo pago de clientes, pago a socios o
tablas de inventarios on-line. De la misma
manera que las compañías se transforman a
ellas mismas dentro del e-businesses, ellas
están comenzando a gerenciar procura,
cadenas de suministro y socios en red on-line
(Moran, 2000).
OBJECTIVOS DEL PROYECTO
El objetivo de este artículo es presentar los
resultados de la investigación sobre el
reciente estado de la adopción y la
implementación del e-commerce en la
industria de la construcción de los Estados
Unidos. De particular interés es investigar el
uso del e-commerce en la compra on-line de
bienes y servicios, oferta on-line, gerencia de
proyectos, evaluación de clientes basada en
la Web (Web-based) y programas de
entrenamiento para los empleados on-line.
Finalmente, el objetivo de este trabajo es
determinar la capacidad de la industria de la
construcción, gerentes de construcción y
firmas de A/I/C con relación al e-commerce y
las barreras para lograr su implementación
en la industria.
El comercio electrónico basado en Web es
una importante y estratégica herramienta en
negocios que se posiciona significativamente
para alterar la forma en que la industria de la
construcción hace negocios, y está llegando
más rápido de lo cualquiera haya imaginado.
Aquellas compañías que escogen ignorar el
crecimiento del e-commerce como una
manera viable de hacer negocios lo hacen
bajo su propio riesgo, afirma Chuck Frey de
la Asociación Manufacturera de la Industria
de la Construcción (Construction Industry
Manufacturers Association (CIMA, 1999)).
Alcance y Metodología
La metodología de este proyecto fue realizar
una encuesta tipo cuestionario enviada a
todos participantes más importantes del
sector de la construcción como lo son:
constructores, firmas de gerencia de
proyectos/construcción y firmas de A/I/C. El
cuestionario fue enviado aproximadamente a
500 firmas representantes de los antes
mencionados a través de todos los Estados
Unidos. Las compañías y firmas fueron
seleccionadas por la base de datos de la
Universidad y también por asociaciones de
intercambio como la Asociación Americana
de Gerencia de Construcción (CMAA) y la
Asociación de Constructores Generales de
América (AGC). El cuestionario fue colocado
en la Web en Noviembre 2001 y las
compañías recibieron la dirección URL del
website.
Un
Web-cuestionario
fue
seleccionado como el formato más viable y
rápido de llenar a cambio de enviar
cuestionarios de papel los cuales requieren
más tiempo y representan la probabilidad de
recibir menos respuestas en comparación
con los Web-cuestionarios que son fáciles de
llenar y de enviar.
El uso de la Internet provee a las compañías
de enormes ventajas en profundizar y
asegurar las relaciones con uno y todos sus
clientes y suplidores. Estas ventajas incluyen
ser más accesible, proveer mejor servicio y
aferrarse
a
importantes
relaciones.
Adicionalmente, el uso del poder la Web
permite a los equipos tener la habilidad de
gerenciar
procesos
complejos
de
construcción.
Para hacer esto, el sistema necesita estar
abierto, de manera de que una compañía
pueda integrarse fácilmente con cualquiera
de sus socios sin importar sus plataformas de
trabajo.
Las soluciones requerirán tener
built-in
capacidades
como
contenido
gerencial, orden de gerencia, dinámica de
precios
y
pagos
internacionales
y
capacidades de intercambio. Estos negocios
que son los más flexibles, abiertos (base de
datos,
servidores
y
dispositivos
de
almacenamiento) y tienen el tiempo más
rápido de respuesta serán los que ganen.
4
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LOS
CUESTIONARIOS
3.1 E-mail como Método de Comunicación
Un
total
de
aproximadamente
500
cuestionarios fueron enviados a todos los
miembros más destacados en un proyecto
entre ellos constructores, firmas de gerencia
de proyectos/construcción y firmas de A/I/C
en los Estados Unidos. Las primeras 71
respuestas completas fueron recibidas hasta
Marzo 2002.
Entre las 71 respuestas
recibidas, 29 fueron de constructoras, 20 de
firmas de CM/PM y 22 de firmas de A/I/C. La
taza de respuesta fue de 14%.
Para determinar el extensor uso del e-mail
como método de comunicación de las firmas,
se puede ver en la Tabla 1, que el 54% de
las respuestas muestran que las compañías
usan
frecuentemente
e-mail
para
comunicarse
con
las
otras
partes
involucradas. Un 44,5% dijo que ellos usan
los e-mail primordialmente y sólo un 1,5%
dijo que ellos no usan los e,mail
frecuentemente.
Tabla 1:
E-mail como método de comunicación
¿Cuán frecuente su compañía No frecuente
usa e-mail como método de
comunicación?
constructores
1
Frecuentemente
Primordialmente
18
10
Firmas CM/PM
-
11
9
A/I/C
-
7
11
Dueños
-
2
2
Porcentaje Total
1,5%
54%
44,5%
Internet como Herramienta de Búsqueda de
Bienes y Servicios
dijeron que ellos nunca usan la Internet como
fuente de bienes y servicios. De la tablar
superior,
podemos
por
consecuencia
determinar que la Internet esta creciendo
rápidamente
como
una
herramienta
alternativa de búsqueda de bienes y
servicios.
En la Tabla 2, podemos ver que sólo un 38%
de las firmas frecuentemente usa el internet
como fuente de bienes y servicios, mientras
que un 55% de las firmas lo usa en algunas
oportunidades.
El 7% de las repuestas
Tabla 2:
Internet como herramienta de búsqueda de bienes y servicios
¿Usa su compañía a la Internet como No, nunca
herramienta de búsqueda de bienes y
servicios?
Constructores
2
Algunas veces
Sí,
frecuentemente
15
12
Firmas CM/PM
2
16
06
A/I/C
1
08
09
Porcentaje Total
7%
55%
38%
Compra On-line de Bienes y Servicios
algunas oportunidades. Sólo un 19% dijo
que ellos frecuentemente compran bienes y
servicios on-line y un 11% dijo que ellos
nunca usan la Internet para comprar bienes y
servicios. De aquí podemos concluir que las
firmas están renuentes a usar la Internet para
De los resultados de la encuesta que se
muestran en la Tabla 3, podemos determinar
que el 70% de los que respondieron usan la
Internet para comprar bienes y servicios en
5
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
comprar bienes y servicios on-line.
> US$500 m
Sí,
Frecuentemente
US$100m –
US$500 m
Tabla 5:
Facturación de la Compañía
¿Cuál es la facturación de
su compañía?
< US$100 m
Tabla 3:
Compra on-line de bienes y servicios
¿Usa su compañía No,
Algunas
la Internet para nunca
veces
comprar bienes y
servicios on-line?
Constructores
4
21
Constructores
17
6
6
Firmas CM/PM
15
6
3
A/I/C
08
4
6
Porcentaje Total
56%
23%
21%
4
Firmas CM/PM
2
16
6
A/I/C
2
13
3
Porcentaje Total
11%
70%
19%
Business-to-
Ejecución de Análisis del Mercado Basado en
la Web (Web-based)
De la encuesta, se puede observar en la
Tabla 4 que sólo un 34% de las respuestas
pertenecen a empresas inscritas en
business-to-business websites y la mayoría
(62%) de las firmas no están inscritas en
ningún business-to-business websites. El 4%
de los que respondieron no dieron ninguna
respuesta a esta pregunta.
Tabla 6 muestra que los análisis del mercado
basado en Web (Web-based) se ejecutaron
por las compañías para aumentar las
ganancias y la productividad. El 53% de las
repuestas muestra que las empresas no
realizaron ningún análisis y el 3% no contesto
esta pregunta.
Sólo un 44% de las
compañías realizan este tipo de análisis.
Inscripción
en
Business website
cualquier
Tabla 6:
Ejecución de análisis del mercado basado en la Web
(Web-based)
¿Ejecuta
su
compañía Sí
No
N/A
análisis del Mercado basado
en la Web (Web-based
market)?
Constructores
11
18
-
Tabla 4:
Inscripción en cualquier business-to-business websites
¿Está su compañía inscrita Si
No
N/A
en cualquier business-tobusiness Web sites?
Constructores
11
18
-
Firmas CM/PM
06
18
-
A/I/C
07
8
3
Porcentaje Total
34%
62%
4%
Facturación de la Compañía
Firmas CM/PM
12
12
-
A/I/C
8
8
2
Porcentaje Total
44%
53%
3%
Licitando On-line
En la Tabla 5, podemos ver que el 56% de
las firmas tienen una facturación menor de
$100 millones. El 23% tiene una facturación
entre $100 millones y $500 millones, y el
21% tiene más de $500 millones en
facturación. Esto muestra que la mayoría de
las empresas que participaron en la encuesta
son grandes y medianas compañías.
Cuando se preguntó si las compañías hacían
licitaciones on-line para los proyectos, el 79%
de las empresas dijo no. Sólo un 14% dijo
que licitan on-line y un 7% no respondió la
pregunta.
De la Tabla 7, podemos
determinar que las compañías están
renuentes de realizar las licitaciones on-line
en comparación con otras industrias en las
cuales su uso es más extenso.
6
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Tabla 7:
Licitando On-line
¿Licita su compañía
on-line?
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
Tabla 9:
Establecimiento de Websites para Proyectos Específicos
para Comunicación
¿Tiene su compañía websites Sí
No
N/A
para proyectos específicos
para compartir información con
otros miembros del proyecto?
Constructores
17
11
1
Sí
No
N/A
Constructores
5
23
1
Firmas CM/PM
4
18
2
A/I/C
1
15
2
Firmas CM/PM
15
7
2
Porcentaje Total
14%
79%
7%
A/I/C
10
6
2
Porcentaje Total
59%
34%
7%
Gerencia de Proyectos o Web-sites para
Colaborar en Proyectos
Programas de Evaluación de
basados en Web (Web-Based)
En la Tabla 8, podemos ver que un 59% de
las empresas usa gerencia de proyectos o
websites para colaborar en la gerencia de
sus proyectos. Esto muestra que en el área
de la gerencia de proyecto, las compañías se
encuentran bien establecidas en cuanto a la
implementación del e-commerce. El 34% de
las compañías dijo que ellos no usan
gerencia de proyectos o web-sites para
colaborar con la gerencia de sus proyectos, y
un 7% no respondió esta pregunta.
Clientes
En la Tabla 10, se puede observar que el
75% de las compañías no tienen programas
de evaluación de clientes basados en la Web
(Web-based). Sólo el 15% de las empresas
que respondieron la encuesta dicen tener
este tipo de programas para conocer la
opinión y medir la satisfacción del cliente. El
restante 10% no respondieron a la pregunta.
Tabla 10:
Programas de evaluación de clientes basados en la Web
(Web-based)
¿Tiene su compañía algún Sí
No
N/A
programa de evaluación de
clientes basado en la Web
(Web-based)?
Constructores
4
23
2
Tabla 8:
Usando gerencia de proyectos o websites para colaborar
en proyectos para hacer negocio
¿Usa su compañía algún tipo Sí
No
N/A
de gerencia de proyectos o
websites para colaborar en
proyectos?
Constructores
17
11
1
Firmas CM/PM
4
17
3
3
13
2
15%
75%
10%
Firmas CM/PM
15
7
2
A/I/C
A/I/C
10
6
2
Porcentaje Total
Porcentaje Total
59%
34%
7%
Programas
de
Empleados On-line
Establecimiento de Web-sites para Proyectos
Específicos para Comunicación
Entrenamiento
para
E-commerce puede ser usado para proveer
de entrenamiento a los empleados de la
compañía. Hay muchos cursos basados en
la Web (Web-based), los cuales están
disponibles en la Internet y que pueden ser
usados por los empleados de la compañía
para alcanzar las siguientes ventajas: (1) los
empleados no tienen que tomar estos cursos
de la manera tradicional que resultaría muy
costosa, (2) los empleados pueden acceder a
estos cursos desde cualquier lugar, y (3)
ellos pueden estudiar estos cursos e sus
tiempos libres.
Cuando se le preguntó a los encuestados si
ellos usaban web-sites para proyectos
específicos para poder compartir la
información con otros miembros del proyecto,
el 59% dijo que si. Un 34% respondió no y el
7% no respondió a la pregunta como se
muestra en la Tabla 9. Esto nuevamente
fortalece nuestro argumento de que en el
área de gerencia de proyectos, las
compañías
usan
e-commerce
para
comunicarse y compartir información sobre el
proyecto con otros miembros del proyecto.
El 44% de las compañías encuestadas dice
que ellos mismos proveen entrenamiento
7
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
para sus empleados usando programas de
entrenamiento on-line. El 52% respondió que
no y un 4% no respondió a esta pregunta.
Consecuentemente, podemos ver que la
mayoría de estas compañías no toman
ventaja de estos cursos basados en Web
para entrenar a sus empleados.
08
16
-
A/I/C
09
06
3
Porcentaje Total
44%
52%
4%
El 89% de las empresas dijo que ellos no
manejan sus inventarios en la Internet. Sólo
un 4% de los encuestados dijo que ellos
usaban la Internet para manejar sus
inventarios y el 7% no respondió la pregunta.
Esto demuestra que las compañías siguen
usando los métodos tradicionales de manejar
inventarios.
Constructores
1
No
N/A
27
1
22
2
A/I/C
2
14
2
Porcentaje Total
4%
89%
7%
los
Websites
de
la
El website de una compañía actúa como una
publicidad para la misma compañía, a través
de la cual los usuarios pueden obtener
información y actualizaciones sobre la
compañía. Una compañía que mantiene y
actualice sus web-sites regularmente no tiene
que gastar mucho dinero en publicidad.
Teniendo buenos y bien informados websites salva mucho dinero en anuncios
publicitarios.
Un buen web-site puede
incrementar las ventas y por consiguiente las
ganancias. Como clientes, ellos van al website de las compañías para buscar
información sobre los constructores, los
CM/PM o los A/I/C antes de dar el proyecto a
cualquier compañía o firma.
Manejando Inventarios en la Internet
Tabla 12:
Manejando inventarios en la Internet
¿Maneja su compañía el Sí
inventario en la Internet?
-
3.13 Actualizando
Compañía
Tabla 11:
Programas de Entrenamiento para empleados On-line
¿Provee su compañía de Sí
No
N/A
entrenamiento
a
sus
empleados
usando
programas
de
entrenamiento on-line?
Constructores
14
15
Firmas CM/PM
Firmas CM/PM
De la encuesta, podemos determinar que un
32% de las compañías actualizan sus websites mensualmente y un 13% dicen hacerlo
cada 2 meses.
El 37% actualiza su
información cada 3 meses y un 18% no
respondió a la pregunta. De la Tabla 13,
podemos concluir que sólo un pequeño
porcentaje de las compañías comprenden la
importancia de actualizar y mantener sus
web-sites.
Tabla 13:
Actualización de los web-sites de la compañía
¿Cuán frecuente su Mensualmente
Cada 2 meses
compañía actualiza sus
websistes?
Constructores
11
3
Cada 3 meses
N/A
10
5
Firmas CM/PM
08
2
10
4
A/I/C
4
4
6
4
Porcentaje Total
32%
13%
37%
18%
Inscripción con ASP (Proveedores de
Servicio de Aplicaciones – Software) para
manejar soluciones B2B
de aplicaciones para manejar sus soluciones
business-to-business. Sólo un 10% están
inscritas con ASPs, y el 11% no sabían que
son ASP. Esto muestra que a diferencia de
otros industrias donde las compañías se
encuentran inscritas con ASPs para
conducen sus soluciones B2B, la industria de
En la Tabla 14, se puede ver que un 79% de
las respuestas recibidas no se encuentran
inscritas con ningún proveedores de servicio
8
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
compañías no creen que el e-commerce les
brindará cambios fundamentales para sus
modelos de negocios. Un 6% de las
compañías no respondieron esta pregunta.
la construcción procede lentamente en
conducen sus soluciones B2B a través de
Application Service Providers.
Tabla 14:
Inscripción con ASP para manejar soluciones B2B
¿Está su compañía inscrita Sí
No
N/A
algún ASP para manejar
sus soluciones B2B?
Constructores
4
23
2
Firmas CM/PM
2
18
4
A/I/C
1
15
2
Porcentaje Total
10%
79%
11%
Tabla 15:
E-commerce estará brindando cambios fundamentales
en los próximos dos años
¿Usted cree que el e- Sí
No
N/A
commerce
brindará
cambios
fundamentales
para sus modelos de
negocios en los próximos
dos años?
Constructores
20
8
1
E-commerce estará Brindando Cambios
Fundamentals para Negociar en los Próximos
Dos Años
Cuando se les preguntó a los encuestados si
a través del e-commerce se podrían producir
cambios fundamentales para sus modelos de
negocios en los próximos dos años, la
mayoría de las respuestas (62%) fueron sí.
Esto muestra que a pesar de que las
compañías van despacio con el uso del ecommerce para mejorar sus negocios, ellos
están familiarizados con la importancia del ecommerce y los cambios fundamentales que
él puede ofrecer para sus negocios. El 32%
de las respuestas expresan que las
Firmas CM/PM
15
8
1
A/I/C
9
7
2
Porcentaje Total
62%
32%
6%
Medidas del
commerce
Desenvolvimiento
del
E-
A pesar de que muchas compañías que
participaron en nuestra encuesta planean
usar una variedad de medidas para
determinar el desenvolvimiento del ecommerce, constructores y compañías de
CM/PM están usando un amplio rango de
ellas (ver Tabla 16).
Constructor
CM/PM
A/I/C
Tabla 16:
Medidas del desenvolvimiento del e-commerce
Medidas del Desenvolvimiento del E-commerce
Incrementar la satisfacción del cliente
3
8
3
Ventas generadas de nuevos clientes/mercados
3
3
4
habilidad para actuar como una verdadera empresa de manejo del cliente
2
2
2
Desarrollar la habilidad para medir nuevos crecimientos o oportunidades de ingresos
4
3
2
Incrementar la participación en el mercado
1
3
1
Ingresos adicionales generados por clientes /mercados ya establecidos
5
1
-
Reducción de costos operativos
11
8
6
Las firmas de A/I/C usan el menor rango de
medidas para determinar el desempeño del
e-commerce. Dentro de los participantes, la
mayoría dijo que ellos intentan medir sus
esfuerzos en e-business basándose en la
reducción de los costos de operación,
incrementando la satisfacción del cliente,
ingresos adicionales generados por clientes
9
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
tan preparadas como deberían. Como nos
muestra la Tabla 17, todos los participantes
de la encuesta dijeron que ellos están reentrenando a sus empleados para ayudarlos
con la implementación de la visión del ecommerce. Las compañías también están
convencidas de que conducen sus negocios
en la Web esta cambiando dramáticamente
la cultura de sus compañías. Una vasta
mayoría de las compañías encuestadas no
creen que la Web ocasionará que la cultura
de sus compañías sean más innovadoras.
/mercados ya establecidos y desarrollar la
habilidad para medir nuevos crecimientos o
oportunidades de ingresos.
Preparación
E-commerce
Organizacional
para
La estructura organizacional y de gerencia
juega un rol crucial en como una compañía
se desempeña dentro en una nueva
economía. A través de nuestra encuesta,
nosotros conseguimos que la mayoría de los
ejecutivos creen que sus compañías no están
CM/PM
A/I/C
Constructor
Tabla 17:
Preparación organizacional para la implementación del e-commerce
Preparación organizacional para la implementación del e-commerce
13
6
9
4
6
4
5
3
-
La Web requerirá que la cultura de la empresa sea más innovadora
4
3
2
Conducir business en Web esta cambiando la cultura de nuestra compañía dramáticamente
7
3
6
Estamos re-entrenando a nuestros empleados para ayudarnos con la implementación de la
visión del e-commerce
La utilización de un modelo de negocio basado en Web (Web-based) creará la necesidad de una
reorganización dentro de nuestra compañía
Estamos contratando personal especializado en e-commerce
enorme en IT a través de los años, pero la
Internet requiere de un nuevo juego de
habilidades.
El problema parece mayor
especialmente entre las firmas de CM/PM y
constructores.
La experiencia de las firmas que han sufrido
una transformación hacia el e-business
sugiere que a menos que la gerencia
implemente los cambios organizacionales
necesarios para operar como un e-business,
hay una pequeña oportunidad de que la
nueva estrategia tenga éxito. La preparación
de las compañías para e-business también
depende de la habilidad de los empleados
especializados en e-business.
Barreras para la Implementación
E-commerce en la Compañía
Muchas compañías no están claras sobre
como sus clientes ven la Web. Casi todas
las compañías reportaron no estar seguras si
sus clientes prefieren hacer negocios en la
Internet. Esta es una duda especial entre
constructoras, CM/PM, y A/I/Cs. En general,
las constructoras y las firmas CM/PM
estuvieron de acuerdo sobre todos los
obstáculos que afectan la implementación del
e-commerce en sus empresas.
De la Tabla 18, podemos también ver que
todos los participantes estuvieron de acuerdo
que su preocupación es la seguridad de la
Internet.
Ellos también dijeron que los
clientes y los suplidores se están resistiendo
a usar la Web. El factor de cambio de fatiga
(change fatigue) fue otro aspecto en el cual
del
Cuando se preguntó sobre los obstáculos
para implementar estrategias de ecommerce, los ejecutivos respondieron que
la mayor barrera eran los humanos,
organizacional y tecnológica.
Como se
muestra en la Tabla 18, las compañías no
tienen empleados con habilidades en ebusiness, en el lado técnico y de negocios.
Las compañías han hecho una inversión
10
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
estuvieron de acuerdo un gran número de
participantes como una de las barreras para
la implementación de e-commerce en sus
compañías. El riesgo de distanciamiento en
la tripartita de distribuidores fue el factor en
que menos estuvieron de acuerdo los
participantes. Todas las compañías también
estuvieron de acuerdo que los principales
gerentes de sus compañías no están en
conocimiento pleno de los diferentes
aspectos del e-commerce.
CONSTRUCTOR
CM/PM
A/I/C
Tabla 18:
Barreras para la implementación del e-commerce en la compañía
Falta de personal con la requerida capacidad en IT
4
11
2
Escasez de fondos para la implementación de IT
2
7
5
Falta de una infraestructura tecnológica apropiada
3
6
6
No saber cuales clientes prefieren hacer negocios en la Web
11
10
9
Clientes/Subconstructores/Suplidores preocupados sobre la seguridad de la Internet
11
10
5
Clientes/Subconstructores/Suplidores se resisten a usar la Web
7
4
3
Escasez de personal con experiencia en e-commerce
9
9
1
Gerentes principales no entienden los aspectos del e-commerce
6
6
8
Falta de un acuerdo en toda la compañía de una estrategia de e-business
2
6
4
El factor de cambio de fatiga (change fatigue) existe dentro de la compañía
4
2
2
Necesidad de evolucionar hacia una compañía "24 x 7"
2
-
-
Riesgo de distanciamiento entre la tripartita de distribuidores
1
-
-
BARRERAS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL E-COMMERCE EN LA COMPAÑÍA
A. Limitaciones Tecnológicas:
B. Limitaciones Relacionadas Con El Cliente:
C. Limitaciones Del Ámbito De La Organización:
11
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
La habilidad del e-commerce para introducir
eficiencias dentro de la industria de la
constricción
será
su
más
grande
contribución. También, mejores relaciones
se desarrollarán debido al incremento del
intercambio de información y comunicación.
Y la construcción se encontrará en esas
relaciones y avanzará en su solidez. En el
siglo 21st compañías grandes y pequeñas se
beneficiarán de la creación del comercio
electrónico.
Sin embargo, grandes
organizaciones serán capaces de costear
grandes inversiones y cosechar grandes
beneficios, proporcionalmente como los
beneficios que puedan percibir las pequeñas
empresas.
CONCLUSIÓN
La Internet está cambiando la industria de la
construcción,
gradualmente
pero
ciertamente.
Las
compañías
están
contratando por e-mail, navegando en la Net
para provisiones y equipos, y considerando
técnicas on-line para gerencia de proyectos.
El paso es lento pero firme como las
compañías enfocadas en un movimiento
diferente. Algunas en una carrera ciega online y otros abrazándola con inquietud. El ecommerce impacta todas las fases de la
cadena de suministro de la construcción y el
ciclo de vida de los proyectos.
Los resultados de la encuesta indican que
mientras la Internet está siendo ampliamente
utilizada en la industria de la construcción,
business to business (B2B) o business to
customer (B2C) siendo aplicaciones tipo no
han tenido mucha aceptación todavía. Estos
son indicadores por el contrario, de que el ecommerce podría ser una vía para hacer
negocios en construcción en un futuro
cercano.
Una mayoría abrumadora de
respuestas creen que el e-commerce
brindará cambios en la construcción en los
próximos dos años, a pesar de que sus
inversiones en e -commerce no son
significativas.
Si algo es cierto, los beneficios tomarán lugar
directamente de los recursos directos e
invertidos en E-commerce y la tecnología de
la información (IT).
IT y E-commerce
impulsaran la industria de la construcción y
auxiliarán en una rehabilitación de menos
hasta altamente avanzado, state-of-the-art
status.
Sin tener en cuenta el acercamiento, todas
las compañías deberían tener en mente unos
pocos puntos para reducen los riesgos y
facilitar la transición:
No olvidar las viejas reglas: Mientras la
Internet pueda hacer que los negocios se
hagan más rápidos, fáciles, e incluso más
baratos, esto no cambia las viejas
precauciones – leer el contrato, entender los
riesgos, y comprar cuidadosamente.
Anticiparse a los problemas: Incluso la mayor
tecnología puede fallar en ocasiones, las
compañías deben planear para esto
incluyendo
las
provisiones
de
responsabilidad
en
los
contratos,
y
estableciendo planes de contingencia para
los participantes del proyecto y tomando
precauciones de seguridad en transacciones
on- line.
Invertir en buenas infraestructuras y
entrenamiento: Las Web sites de los
proyectos y las extranets pueden racionalizar
una operación, pero solo si una compañía
tiene la tecnología y la base de
conocimientos de los empleados para ser
usadas.
Se puede concluir que las organizaciones de
construcción están en conocimiento general
del potencial del e-commerce pero no están
organizacionalmente hablando lista para
aceptarla profundamente. El recelo usual de
probar algo nuevo esta en conjunto con la
dificultad del cambio organizacional de reglas
y normas.
Adicionalmente e-commerce
requiere compromiso para considerables
inversiones a pesar de que el retorno de la
inversión es intangible como prolongada.
El e-commerce es probable que impacte
todas las facetas de la cadena de suministro
de la construcción y el ciclo de vida de los
proyectos desde la presentación, su estudio
económico, el esquema de diseño, el diseño,
la construcción, la gerencia de los servicios,
hasta la remodelación y demolición. Las
tecnologías y comunicaciones Wireless
alcanzarán la industria por complete y
beneficiarán a todos.
12
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
Como la industria se mueve on-line,
impredecibles tópicos legales y prácticos sin
duda alguna aparecerán, no sin mencionar
las preocupaciones que acompañarán los
cambios culturales y de comportamiento que
la Internet brindará a la industria.
Sin
embargo, las compañías que entiendan y
anticipen los riesgos del e-commerce
prosperarán en este nuevo ambiente y se
convertirán en líderes de la revolución.
Podría parecer que la industria esta todavía
en la curva de aprendizaje, y que la vieja
técnica de los ladrillos y el mortero de hacer
ganancias no serán remplazadas con la
mística atracción de la Web.
Aquellos
quienes eventualmente prosperen en la Web
serán individuos y firmas con sólida
experticia en construcción y negocios, y
aquellos que tengan un plan de negocio
buscando ganancias durante este tiempo en
vez del próximo (Berning & Dively-Coyne,
2000).
REFERENCIAS
1.- B. C. Bjork (1999).
“Information
Technology in Construction: Domain
Definitions and Research Issues.”
International Journal of
Computer
Integrated Design & Construction, Vol. 1,
Issue 1, 3-16.
2.- The Economist Intelligence Unit (2000).
“E-business Transformation.” Research
Report
3.- Paul W. Berning and Shaye DiveleyCoyne (2000). “E-Commerce and the
Construction Industry: The Revolution is
Here.” www.constructionweblinks.com
4.- Construction Industry Manufacturers
Association (1999). “Rapid Changes in
Internet
Technology
Will
Affect
Construction Industry Customer –
Manufacturer
Interactions.”
www.cimanet.com
5.- Brian Moran (2000). “The Reality of Ecommerce
and
Real
Estate.”
www.buildonline.com
13
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
Apéndice A – Copia del Cuestionario
Departamento de Gerencia de Construcción
10555 West Flagler Street, EAS 2952
Miami, Florida 33174
Teléfono (305) 348-2730
Fax (305) 348-6255
Overview
El propósito de esta encuesta cuestionario es para investigar el status del e-commerce en la
industria de la construcción y en particular buscando la extensión de su uso en las diferentes
actividades de la construcción. Los resultados de este cuestionario nos proveerán con el status de
la implementación del e-commerce en la industria de la construcción.
Toda la información recolectada aquí será mantenida confidencialmente y será usada solo para los
propósitos de la investigación. Su cooperación es importante para nosotros y estaremos muy
complacidos de proveerle de una copia con nuestros resultados, los cuales se espera sean
beneficiosos para la industria de la construcción.
Por favor marque la respuesta apropiada par alas siguientes preguntas y declare sus comentarios
si es necesario.
1. Nombre de la compañía:
_____________________________________________________
2. Dirección de la compañía:
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
3. Su Nombre y Posición:
_____________________________________________________
_____________________________________________________
4. ¿Desde dónde accesa a la Internet?
Sólo en casa
Sólo en el trabajo
En casa y en el trabajo
5. ¿Cuán frecuente su compañía usa email como método de comunicación?
No frecuentemente
Con frecuencia
Primordialmente
6. ¿Usa su compañía la Internet como fuente de bienes y servicios?
No, nunca
Algunas veces
Si, frecuentemente
7. ¿Compra su compañía bienes y servicios on-line?
No frecuentemente
Con frecuencia
Primordialmente
8. ¿Esta su compañía inscrita en algún business-to-business Web sites?
Si No
9. ¿Cuál B2B Construcción Web sites ha usted escuchado o inscrito (si esta)?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
14
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
10. ¿Cuál es la facturación de su compañía?
< $100m
$100m - $500m
> $500m
11. Por favor marque el modo o método de realizar estas actividades
Control de materiales:
Mayormente manual
Parcial computarizado
computarizado
Altamente
Compra:
computarizado
Mayormente manual
Parcial computarizado
Altamente
Programación:
computarizado
Mayormente manual
Parcial computarizado
Altamente
Factura de cantidades:
computarizado
Mayormente manual
Parcial computarizado
Altamente
Costo & Presupuesto:
computarizado
Mayormente manual
Parcial computarizado
Altamente
Cálculos Técnicos:
computarizado
Mayormente manual
Parcial computarizado
Altamente
Facturación:
computarizado
Mayormente manual
Parcial computarizado
Altamente
Especificaciones:
computarizado
Mayormente manual
Parcial computarizado
Altamente
Contabilidad:
computarizado
Mayormente manual
Parcial computarizado
Altamente
12. ¿Ejecuta su compañía análisis del mercado basado en la Web (Web-based market)?
Si
No
13. ¿Licita su compañía on-line?
Si
No
14. ¿Usa su compañía algún tipo de gerencia de proyectos o websites para colaborar en
proyectos?
Si
No
15. ¿Tiene su compañía websites para proyectos específicos para compartir información con otros
miembros del proyecto?
Si
No
16. ¿Tiene su compañía algún programa de evaluación de clientes basado en la Web (Webbased)?
Si
No
17. ¿Provee su compañía de entrenamiento a sus empleados usando programas de entrenamiento
on-line?
Si
No
15
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
18. ¿Maneja su compañía el inventario en la Internet?
Si
No
19. ¿Cuán frecuente actualiza la Web site de su compañía?
Mensualmente
Cada 2 meses
Cada 3 meses
20. ¿Esta su compañía inscrita con algún ASP para manejar sus soluciones B2B?
Si
No
21. ¿Usted cree que el e-commerce brindará cambios fundamentales para sus modelos de
negocios en los próximos dos años?
Si
No
22. ¿Qué opina sobre que se puede esperar recibir de la implementación del e-commerce en su
negocio? Circule cualquiera. (Puntuación de 1 a 7 con 1 siendo el menor y 7 siendo el mayor)
a. Valor de oportunidad:
1
2
3
4
5
6
7
b. Expansión del mercado:
1
2
3
4
5
6
7
c. Eficiencia:
1
2
3
4
5
6
7
d. Creación de ventaja:
1
2
3
4
5
6
7
e. Efectividad:
1
2
3
4
5
6
7
23. ¿Cuáles piensa usted son las medidas primarias del desenvolvimiento del e-commerce?
(Marque todas las que apliquen)
† Incremento en la satisfacción del cliente
† Ventas generadas de nuevos clientes/mercados
† habilidad para actuar como una verdadera empresa de manejo del cliente
† Desarrollar la habilidad para medir nuevos crecimientos o oportunidades de ingresos
† Incrementar la participación en el mercado
† Ingresos adicionales generados por clientes /mercados ya establecidos
† Reducción de costos operativos
24. ¿Está su compañía preparada para la implementación del e-commerce? (Marque todas las que
apliquen)
† Estamos re-entrenando a nuestros empleados para ayudarnos con la implementación de la
visión del e-commerce
† La utilización de un modelo de negocio basado en Web (Web-based) creará la necesidad
de una reorganización dentro de nuestra compañía
† Estamos contratando personal especializado en e-commerce
† La Web requerirá que la cultura de la empresa sea más innovadora
† Conducir business en Web esta cambiando la cultura de nuestra compañía
dramáticamente
25. ¿Cuáles usted piensa son las barreras para la implementación del e-commerce en su
compañía? (Marque todas las que aplican)
a. Limitaciones tecnológicas:
† Falta de personal con la requerida capacidad en IT
† Escasez de fondos para la implementación de IT
† Falta de una infraestructura tecnológica apropiada
b. Limitaciones relacionadas con el cliente:
† No saber cuales clientes prefieren hacer negocios en la Web
† Clientes/Subconstructores/Suplidores preocupados sobre la seguridad de la Internet
† Clientes/Subconstructores/Suplidores se resisten a usar la Web
16
Syed M. Ahmed, Irtishad Ahmad, Salman Azhar
[email protected] – [email protected] – [email protected]
Diciembre 2002
Revista de la Construcción
Volumen 1 – Nº1
ISSN 0717-7925
c. Limitaciones del ámbito de la organización:
† Escasez de personal con experiencia en e-commerce
† Gerentes principales no entienden los aspectos del e-commerce
† Falta de un acuerdo en toda la compañía de una estrategia de e-business
† El factor de cambio de fatiga (change fatigue) existe dentro de la compañía
† Necesidad de evolucionar hacia una compañía "24 x 7"
† Riesgo de distanciamiento entre la tripartita de distribuidores.
--- Final del Cuestionario -----Muchas Gracias ---
17
PONTIFICIA UNIVERSIDAD
CATŁLICA DE CHILE
REVISTA DE LA CONSTRUCCIÓN
DATOS SUSCRIPCIÓN
Nombre:
Teléfono:
Fax:
E-mail:
Dirección:
Ciudad:
País:
FACTURACIÓN A EMPRESAS
Nombre:
Giro:
Teléfono:
R.U.T.
Fax:
E-mail:
País:
Ciudad:
VALORES DE SUSCRIPCIÓN
(X)
4 Números
$20.000 (US$ 50)
6 Números
$25.000 (US$ 60)
ADJUNTAR CHEQUE NOMINATIVO Y CRUZADO A NOMBRE DE
“PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE”
Y ENVIAR A LA DIRECCIÓN POSTAL QUE SE INDICA
DIRECCIÓN POSTAL
REVISTA DE LA CONSTRUCCIÓN
AV. VICUÑA MACKENNA 4860 – ESCUELA DE CONSTRUCCIÓN CIVIL
MACUL, SANTIAGO DE CHILE
FONO: (+56-2) 354 4551 – (+56-2) 354 4565 FAX: (+56-2) 553 64 89 –
E-MAIL: [email protected] – http://www.construccioncivil.puc.cl